申請日2015.08.31

　　公開(公告)日2015.12.02

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種石化廠廢水處理系統，包括廢水調節(jié)池、強化曝氣池、氨氣吸收池、吸附池、解吸池、缺氧厭氧反應池、高效曝氣濾池和清水池;強化曝氣池包括曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，氨氣吸收池中添加有硫酸溶液，吸附池設有多個吸附區(qū)，每個吸附區(qū)內填充有吸附劑，缺氧厭氧反應池包括通過折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厭氧段，高效曝氣濾池包括下流區(qū)、上流區(qū)和污泥區(qū);廢水經調節(jié)池進入強化曝氣池，氨氣被吹脫、吸收后生成硫酸銨回用，然后廢水進入吸附池，污染物被吸附和解吸，廢水再進入缺氧厭氧反應池、高效曝氣濾池進行缺氧、厭氧和好氧反應后回用。

　　權利要求書

　　1.一種石化廠廢水處理系統，其特征在于：包括廢水調節(jié)池、強化曝氣池 (1)、氨氣吸收池、吸附池、解吸池、缺氧厭氧反應池(2)、高效曝氣濾池(3) 和清水池;

　　所述的廢水調節(jié)池包括進水管和出水管，用于調節(jié)石化廠廢水的水質和水 量;

　　所述的強化曝氣池包括曝氣區(qū)(1-1)和沉淀區(qū)(1-2);所述的曝氣區(qū)底部 設置有進水管(1-3)，進水管開口向上，上部設有圓錐形布水擋板(1-4)，可 以使進水在強化曝氣池內均勻分布，進水管(1-3)連接有水泵，水泵進水口前 設置有脫氮助劑添加計量系統(1-5)，所述的脫氮助劑按質量比由10-50%丁酮、 10-50%的聚乙烯多胺鹽類、10-50%的羥乙基纖維素醚和10-60%的次氯酸鈉混合 而成，脫氮助劑的加入量為10-40ppm;在脫氮助劑添加計量系統與水泵進水口 之間連接有脫氮助劑計量添加管，曝氣區(qū)的中下部設有pH計及堿液添加計量系 統(1-6)，曝氣區(qū)底部、進水管下部設置有曝氣系統(1-7)，曝氣系統設有曝 氣管，曝氣管連接有強化曝氣池外的風機;所述沉淀區(qū)內設有擋板(1-8)，該 擋板與沉淀池的內壁形成作為廢水進入沉淀區(qū)的廢水流道，沉淀區(qū)的出口處設 有三相分離器(1-9)，沉淀區(qū)的出口上部設有溢水堰(1-10)，沉淀區(qū)底部設計 成錐形結構，在沉淀區(qū)底部設置有排泥閥(1-11);強化曝氣池的頂部設有圓錐 形上蓋，上蓋的頂部設有氨氣收集管(1-12)，氨氣收集管連接有用于排出氨氣 的風扇，氨氣收集管與氨氣吸收池連通;強化曝氣池的溢水堰(1-10)連接出 水管，出水管連接吸附池的進水管;

　　所述的氨氣吸收池中添加有質量濃度為2-5%的硫酸溶液，吸收氨氣后生成 硫酸銨回用;

　　所述的吸附池從進水口到出水口依次分布有多個吸附區(qū)，每個吸附區(qū)內填 充有吸附劑，從進水口到出水口吸附劑的粒徑逐漸變小;所述的吸附劑為將含 硅化合物、含鋁化合物、堿和水按SiO2/Al2O3=1.5-2、SiO2/OH-=6.0-1.0、H20 /OH-=40-100的比例混合，在90℃下水熱反應6h，析出晶體，取出晶體產品 過濾、洗滌、干燥得到，所述的含硅化合物包括水玻璃或硅溶膠，含鋁化合物 如水合氧化鋁，堿包括氫氧化鈉或氫氧化鉀;吸附池的出水口連接缺氧厭氧反 應池的進水口;

　　所述的解吸池一端與吸附池連通，另一端與強化曝氣池連通，可以對吸附 池中吸附劑進行解吸再生循環(huán)使用;

　　所述缺氧厭氧反應池(2)包括通過折流板(2-1)分隔成的兼氧段(2-2)、 缺氧段(2-3)和厭氧段(2-4)，所述兼氧段(2-2)首端設有用于供入廢水的進 水管(2-5)，兼氧段末端與缺氧段首端連通，缺氧段末端與厭氧段首端連通，所 述缺氧段和厭氧段進水一側折流板的下部設置有45度的轉角，以避免水流進入 時產生的沖擊作用，從而起到緩沖水流和均勻布水的作用;厭氧段末端設有三 相分離器(2-6)和溢水堰(2-7)，溢水堰(2-7)連接出水管;所述兼氧段、缺氧段 和厭氧段底部設計成錐形結構，錐形結構連接污泥排放閥(2-8);所述缺氧厭氧 反應池的兼氧段、缺氧段和厭氧段上蓋(2-9)設計成圓錐形結構，圓錐形結構頂 端都設有甲烷廢氣集氣管(2-10);缺氧厭氧反應池處理后的水經溢流堰進入高 效曝氣濾池的進水管(3-4);

　　所述高效曝氣濾池(3)中上部為圓柱形、下部為圓錐形結構，包括下流區(qū) (3-1)、上流區(qū)(3-2)和污泥區(qū)(3-3);所述下流區(qū)(3-1)位于高效曝氣濾池的圓 柱形結構的中部，為圓柱形結構，下流區(qū)上部設有進水管(3-4)和布水管(3-5)， 下流區(qū)中部設有填料(3-6)，下流區(qū)下部設有曝氣管(3-7)，所述下流區(qū)的底部 設有折流板(3-8)，所述的折流板的縱斷面呈喇叭狀;所述上流區(qū)(3-2)位于下 流區(qū)(3-1)的外圍、折流板(3-8)的上部，上流區(qū)中部設有填料(3-9)，下部設有 曝氣管，上流區(qū)上部的出口處設有溢水堰(3-10);所述污泥區(qū)(3-3)位于高效曝 氣濾池的底部、下流區(qū)和上流區(qū)的下部，污泥區(qū)的底部設有污泥排放閥(3-11);

　　高效曝氣濾池處理后的水經溢流堰進入清水池后回用。

　　2.一種采用如權利要求1所述的石化廠廢水處理裝置進行廢水處理的方法， 具有如下步驟：

　　①石化廠廢水通過進水管進入廢水調節(jié)池調節(jié)水質和水量;

　�、趯⒓尤朊摰�助劑的石化廠廢水放入強化曝氣池(1)中，調節(jié)其pH值為 9-11，廢水在曝氣區(qū)(1-1)中進行曝氣處理，將廢水中游離氨氣排至氨氣吸收池， 經吸收生成硫酸銨后回用;曝氣后的廢水進入沉淀區(qū)(1-2)的廢水流道，廢水中 的Fe2+、Fe3+在堿性條件下生產Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀物，沉淀區(qū)(1-2)的 三相分離器(1-9)實現固液氣分離，Fe(OH)2、Fe(OH)3固體沉淀物在重力的 作用下下沉到強化曝氣池沉淀區(qū)(1-2)的下部，通過底部的排泥閥(1-11)排出; 廢水通過溢水堰(1-10)、出水管和連接管進入吸附池;

　�、蹚U水進入吸附池后，廢水中氨氮被吸附劑吸附，吸附劑吸附飽和后取出 放入含有濃度為0.5mol/L、pH=11-12的NaCl或碳酸氫鈉或檸檬酸鈉溶液的解 吸池中進行解吸再生，解吸再生液回流進入強化曝氣池;吸附處理后的廢水進 入缺氧厭氧反應池(2);

　�、軓U水通過缺氧厭氧反應池兼氧段的進水管(2-5)進入缺氧厭氧反應池的 下部;廢水進入缺氧厭氧反應池(2)后沿折流板(2-1)上下前進，依次通過兼氧 段(2-2)、缺氧段(2-3)和厭氧段(2-4)的每個反應室的污泥床，反應池中的污泥 隨著廢水的上下流動和沼氣上升的作用而運動，折流板(2-1)的阻擋作用和污泥 自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反應池中， 反應池中的微生物與廢水充分接觸;兼氧段的兼性菌、缺氧段和厭氧段的異養(yǎng) 菌將廢水中的污染物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不 溶性的有機物轉化成可溶性有機物;

　�、輩捬醴磻�后的廢水在厭氧段末端設有的三相分離器(2-6)實現泥、水、甲 烷氣的分離，污泥在重力的作用下下沉到缺氧厭氧反應池的下部，多余的污泥 通過底部的污泥排放閥(2-8)排出;缺氧厭氧反應池產生的甲烷廢氣通過反應池 頂部集氣管(2-10)收集排放;處理后的廢水通過溢水堰(2-7)、出水管和連接管 進入高效曝氣濾池的進水管(3-4);

　　⑥廢水通過進水管、布水管進入高效曝氣濾池的下流區(qū)(3-1)，曝氣管產生 的空氣與廢水在填料中交匯發(fā)生生化反應，同時填料對廢水進行過濾，廢水通 過折流板(3-8)后進入上流區(qū)(3-2)，在填料中發(fā)生生化反應，同時填料對廢水 進行過濾，下流區(qū)(3-1)和上流區(qū)(3-2)產生的污泥下沉到污泥區(qū)，通過污泥區(qū) 底部的污泥排放閥(3-11)排放出去，高效曝氣濾池(3)處理后的水通過溢水堰 (3-10)進入清水池后回用。

　　說明書

　　一種石化廠廢水處理系統

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種石化廠廢水處理系統。

　　背景技術

　　石化廠企業(yè)在生產過程中產生大量高濃度氨氮廢水，水體中氨氮含量超標， 會造成水體生態(tài)環(huán)境惡化，危害魚類等水生生物的生存和人體健康，形成水體 富營養(yǎng)化，降低水體觀賞價值，也會增加水處理成本。

　　目前，國內外對高濃度氨氮廢水的處理技術主要有生物法、物理法和化學 法三類。應用較廣泛的有吹脫法、化學沉淀法、折點氯化法、離子交換法、生 物處理法、液膜法。其中化學沉淀法因其工藝簡單，反應速度快等優(yōu)點受到國 內外廣泛關注。

　　化學沉淀法中磷酸銨鎂沉淀法具有反應速度快、所需時間短、生成的沉淀 可以作為復合肥而利用等優(yōu)點，但也有藥劑用量大、處理成本很高，沉淀產物 磷酸銨鎂(MPV)出路有限、出水難以達標等缺陷。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明要解決的技術問題是：為了解決上述石化廠廢水處理中的難題，本 發(fā)明提供一種石化廠廢水處理系統。

　　本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種石化廠廢水處理系統， 包括廢水調節(jié)池、強化曝氣池、氨氣吸收池、吸附池、解吸池、缺氧厭氧反應 池、高效曝氣濾池和清水池。

　　所述的廢水調節(jié)池包括進水管和出水管，用于調節(jié)石化廠廢水的水質和水 量。

　　所述的強化曝氣池包括曝氣區(qū)和沉淀區(qū);所述的曝氣區(qū)底部設置有進水管， 進水管開口向上，上部設有圓錐形布水擋板，可以使進水在強化曝氣池內均勻 分布，進水管連接有水泵，水泵進水口前設置有脫氮助劑添加計量系統，所述 的脫氮助劑按質量比計由10-50%丁酮、10-50%的聚乙烯多胺鹽類、10-50%的羥 乙基纖維素醚和10-60%的次氯酸鈉混合而成，脫氮助劑的加入量為10-40ppm; 在脫氮助劑添加計量系統與水泵進水口之間連接有脫氮助劑計量添加管，曝氣 區(qū)的中下部設有pH計及堿液添加計量系統，曝氣區(qū)底部、進水管下部設置有曝 氣系統，曝氣系統設有曝氣管，曝氣管連接有強化曝氣池外的風機;所述沉淀 區(qū)內設有擋板，該擋板與沉淀池的內壁形成作為廢水進入沉淀區(qū)的廢水流道， 沉淀區(qū)的出口處設有三相分離器，沉淀區(qū)的出口上部設有溢水堰，沉淀區(qū)底部 設計成錐形結構，在沉淀區(qū)底部設置有排泥閥;強化曝氣池的頂部設有圓錐形 上蓋，上蓋的頂部設有氨氣收集管，氨氣收集管連接有用于排出氨氣的風扇， 氨氣收集管與氨氣吸收池連通;強化曝氣池的溢水堰連接出水管，出水管連接 吸附池的進水管。

　　所述的氨氣吸收池中添加有質量濃度為2-5%的硫酸溶液，吸收氨氣后生成 硫酸銨回用。

　　所述的吸附池從進水口到出水口依次分布有多個吸附區(qū)，每個吸附區(qū)內填 充有吸附劑，從進水口到出水口吸附劑的粒徑逐漸變小;所述的吸附劑為將含 硅化合物、含鋁化合物、堿和水按SiO2/A12O3=1.5-2、SiO2/OH-=6.0-1.0、H20 /OH-=40-100的比例混合，在90℃下水熱反應6h，析出晶體，取出晶體產品 過濾、洗滌、干燥得到，所述的含硅化合物包括水玻璃或硅溶膠;含鋁化合物 如水合氧化鋁;堿包括氫氧化鈉或氫氧化鉀;吸附池的出水口連接缺氧厭氧反 應池的進水口。

　　所述的解吸池的一端與吸附池連通，另一端與曝氣池連通，可以對吸附池 中吸附劑進行解吸再生循環(huán)使用。

　　所述缺氧厭氧反應池包括通過折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厭氧段， 所述兼氧段首端設有用于供入廢水的進水管，兼氧段末端與缺氧段首端連通， 缺氧段末端與厭氧段首端連通，所述缺氧段和厭氧段進水一側折流板的下部設 置有45度的轉角，以避免水流進入時產生的沖擊作用，從而起到緩沖水流和均 勻布水的作用;厭氧段末端設有三相分離器和溢水堰，溢水堰連接出水管;所 述兼氧段、缺氧段和厭氧段底部設計成錐形結構，錐形結構連接污泥排放閥; 所述缺氧厭氧反應池的兼氧段、缺氧段和厭氧段上蓋設計成圓錐形結構，圓錐 形結構頂端都設有獨立的甲烷廢氣集氣管。缺氧厭氧反應池處理后的水經溢流 堰進入高效曝氣濾池的進水管。

　　所述高效曝氣濾池中上部為圓柱形、下部為圓錐形結構，包括下流區(qū)、上 流區(qū)和污泥區(qū);所述下流區(qū)位于高效曝氣濾池的圓柱形結構的中部，為圓柱形 結構，下流區(qū)上部設有進水管和布水管，下流區(qū)中部設有填料，下流區(qū)下部設 有曝氣管，所述下流區(qū)的底部設有折流板，所述的折流板的縱斷面呈喇叭狀; 所述上流區(qū)位于下流區(qū)的外圍、折流板的上部，上流區(qū)中部設有填料，下部設 有曝氣管，上流區(qū)上部的出口處設有溢水堰;所述污泥區(qū)位于高效曝氣濾池的 底部、下流區(qū)和上流區(qū)的下部，污泥區(qū)的底部設有污泥排放閥。

　　高效曝氣濾池處理后的水經溢流堰進入清水池后回用。

　　一種采用上述石化廠廢水處理裝置進行廢水處理的方法，具有如下步驟：

　�、偈�化廠廢水通過進水管進入廢水調節(jié)池調節(jié)水質和水量。

　　②將加入脫氮助劑的石化廠廢水放入強化曝氣池中，調節(jié)其pH值為9-11， 廢水在曝氣區(qū)中進行曝氣處理，將廢水中游離氨氣排至氨氣吸收池，經吸收生 成硫酸銨后回用;曝氣后的廢水進入沉淀區(qū)的廢水流道，廢水中的Fe2+、Fe3+在堿性條件下生產Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀物，沉淀區(qū)的三相分離器實現固 液氣分離;Fe(OH)2、Fe(OH)3固體沉淀物在重力的作用下下沉到強化曝氣 池沉淀區(qū)的下部，通過底部的排泥閥排出;廢水通過溢水堰、出水管和連接管 進入吸附池。

　�、蹚U水進入吸附池后，廢水中氨氮被吸附劑吸附，吸附劑吸附飽和后取出 放入含有濃度為0.5mol/L、pH=11-12的NaCl或碳酸氫鈉或檸檬酸鈉溶液的解 吸池中進行解吸再生，解吸再生液回流進入強化曝氣池;吸附處理后的廢水進 入缺氧厭氧反應池。

　�、軓U水通過缺氧厭氧反應池兼氧段的進水管進入缺氧厭氧反應池的下部; 廢水進入缺氧厭氧反應池后沿折流板上下前進，依次通過兼氧段、缺氧段和厭 氧段的每個反應室的污泥床，反應池中的污泥隨著廢水的上下流動和沼氣上升 的作用而運動，折流板的阻擋作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低， 因此大量的污泥都被截留在反應池中，反應池中的微生物與廢水充分接觸。兼 氧段的兼性菌、缺氧段和厭氧段的異養(yǎng)菌將廢水中的污染物水解為有機酸，使 大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物。

　�、輩捬醴磻�后的廢水在厭氧段末端設有的三相分離器實現泥、水、甲烷氣 的分離，污泥在重力的作用下下沉到缺氧厭氧反應池的下部，多余的污泥通過 底部的污泥排放閥排出;缺氧厭氧反應池產生的甲烷廢氣通過反應池頂部集氣 管收集排放;處理后的廢水通過溢水堰、出水管和連接管進入高效曝氣濾池的 進水管。

　　⑥廢水通過進水管、布水管進入高效曝氣濾池的下流區(qū)，曝氣管產生的空 氣與廢水在填料中交匯發(fā)生生化反應，同時填料對廢水進行過濾，廢水通過折 流板后進入上流區(qū)，在填料中發(fā)生生化反應，同時填料對廢水進行過濾，下流 區(qū)和上流區(qū)產生的污泥下沉到污泥區(qū)，通過污泥區(qū)底部的污泥排放閥排放出去， 高效曝氣濾池處理后的水通過溢水堰進入清水池后回用。

　　本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用加堿中和的方法進行處理，能夠提高廢 水的pH值，不僅能將廢水中的亞鐵離子和鐵離子以氫氧化物的形式沉淀，達 到了去除鐵離子的目的，再利用該鐵泥作為晶種生產氧化鐵紅，為含亞鐵離子 酸性廢水中鐵元素的資源化利用開辟新的途徑;同時利用堿性條件下對氨氣進 行吹脫，添加脫氮助劑提高了吹脫效率，吹脫出的氨氣回收利用，避免了二次 污染，對吸附劑進行解吸再生循環(huán)使用，也降低了成本。系統裝置連續(xù)運行， 適用于中大規(guī)模高濃度石化廠廢水的處理。污水提升較少，污水處理單元靠重 力自流，運行費用很低。系統裝置結構簡單、安裝操作方便。同時實現了污水 回用，達到污水零排放的目標，也節(jié)約了水資源。