申請日2013.10.14
公開(公告)日2014.06.11
IPC分類號C02F9/14
摘要
本實用新型提供了一種污廢水高效處理設備，包括依次連接的收油裝置(1)、生物凈化-氧化裝置(2)、過濾裝置(3)。本實用新型還提供了一種利用上述設備高效處理污廢水的方法。該設備使用方便，運行成本低，處理效果好，處理效率高，通過收油裝置、生物凈化-氧化裝置、過濾裝置的組合，能夠有效降解并去除油田三元污水、高含聚濃度(﹥500mg/L)高粘度含油污水、低含聚濃度(﹤500mg/L)含油污水、聚區(qū)廢液、化工廢水等污水中的污染物，使污水得到凈化。
權(quán)利要求書
1.一種污廢水高效處理設備，其特征在于：包括依次連接的進水泵(12)、收油裝置(1)、生物凈化-氧化裝置(2)、過濾裝置(3);所述生物凈化-氧化裝置(2)包括互相連接的生物凈化裝置、固液分離裝置和氧化裝置;所述生物凈化-氧化裝置(2)為依次連接的第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置(6)和第一氧化裝置(7)，或依次連接的第一氧化裝置(7)、第一生物凈化裝置(5)和第一固液分離裝置(6)，或依次連接的第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置(6)、第一氧化裝置(7)、第二生物凈化裝置(8)、第二固液分離裝置(9)，或依次連接的第一氧化裝置(7)、第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置(6)、第二氧化裝置(10)，或依次連接的第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置(6)、第一氧化裝置(7)、第二生物凈化裝置(8)、第二固液分離裝置(9)、第二氧化裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述固液分離裝置包括氣浮式固液分離裝置和轉(zhuǎn)盤式固液分離裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述生物凈化裝置為接觸氧化池，所述生物凈化裝置底部設有第二曝氣裝置、內(nèi)部設有微生物載體、頂部設有投菌口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述固液分離裝置上設有加藥裝置(11)，所述固液分離裝置內(nèi)設有攪拌器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述氧化裝置為非平衡等離子氣體氧化裝置或臭氧氧化裝置;所述氧化裝置內(nèi)設有陶瓷催化床，所述陶瓷催化床上設有氧化劑層，氧化劑優(yōu)選二氧化鈦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述收油裝置(1)為微氣浮分散油收油裝置;所述收油裝置(1)底部設有第一曝氣裝置、上部設有污油回收口、側(cè)壁上部設有進水口、側(cè)壁下部設有出水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：所述過濾裝置(3)為濾罐過濾裝置或轉(zhuǎn)盤過濾裝置，所述濾罐過濾裝置內(nèi)填充石英砂、磁鐵礦、海綠石、核桃殼和纖維球中的一種或幾種，所述轉(zhuǎn)盤過濾裝置包括依次設置于轉(zhuǎn)盤本體內(nèi)的氣浮裝置和濾布轉(zhuǎn)盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污廢水高效處理設備，其特征在于：還包括反沖洗水罐(4)和反沖洗泵(13)，所述反沖洗水罐(4)與過濾裝置(3)連接，所述反沖洗 泵(13)與反沖洗罐(4)連接。
說明書
一種污廢水高效處理設備
技術(shù)領域
本實用新型屬于油田污廢水處理領域，特別涉及一種污廢水高效處理設備，還涉及 一種油田三元污水處理的方法。
背景技術(shù)
聚合物驅(qū)油技術(shù)是一種廣泛應用的采油技術(shù)，高質(zhì)量濃度的聚合物驅(qū)油的方式，可 以改善油水流度比，擴大波及體積，從而提高原油采收率，有效降低了采油成本，對于 保持油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)功不可沒意義重大。然而，隨著聚合物驅(qū)油應用的大規(guī)模工業(yè)化推廣， 油田消耗清水量越來越多，同時也造成了污水由于過剩而大量外排，尤其是類似注聚液、 聚驅(qū)洗井水因含有大量含油聚合物殘液等污染物，且成分復雜，水質(zhì)粘度大，聚合物分 子量大，結(jié)構(gòu)復雜。
為了提高原油采收率降低耗水量，出現(xiàn)了二次、三次(三元)采油技術(shù)，并得到廣 泛應用。三元采出水中含有大量的聚合物(聚丙烯酰胺)及石油磺酸鹽，處理難度比水 驅(qū)采出水大得多，油水分離難度加大。具體表現(xiàn)為：1)采出水的粘度增加;2)采出水 中的油珠變小;3)油水界面水膜強度增大;4)油珠之間聚并成大油珠的能力下降;5) 水質(zhì)復雜化現(xiàn)象加劇;6)水中含油及懸浮物的去除難度增加等現(xiàn)象。油田三元污水水 質(zhì)成分復雜，礦化度高，含有大量含油聚合物殘液等污染物，且水質(zhì)粘度大，聚合物分 子量大、結(jié)構(gòu)復雜，難以用常規(guī)方法斷鏈、降粘，造成三元水無法回收利用，導致了水 資源的浪費和嚴重的環(huán)境污染。
在水中含石油磺酸鹽及聚合物的情況下，常規(guī)的處理方式及流程很難達到回注水指 標要求;即使達到處理指標要求，但存在占地面積大，處理流程長等問題;因此采用其 他處理工藝對來水進行深度處理。
實用新型內(nèi)容
實用新型目的：本實用新型的第一目的在于提供一種效率高、效果好污廢水高效處 理設備，利用該設備能夠高效處理油田三元污水、高含聚濃度(﹥500mg/L)高粘度含 油污水、低含聚濃度(﹤500mg/L)含油污水、聚區(qū)廢液、化工廢水等污水。
本實用新型的第二目的在于提供一種效率高、效果好的污廢水水處理方法。
技術(shù)方案：一種污廢水高效處理設備，包括依次連接的進水泵(12)、收油裝置(1)、 生物凈化-氧化裝置(2)、過濾裝置(3)。
作為改進，所述生物凈化-氧化裝置(2)包括互相連接的生物凈化裝置、固液分離 裝置和氧化裝置。
作為進一步改進，所述生物凈化-氧化裝置(2)為依次連接的第一生物凈化裝置(5)、 第一固液分離裝置(6)和第一氧化裝置(7)，或依次連接的第一氧化裝置(7)、第一 生物凈化裝置(5)和第一固液分離裝置(6)，或依次連接的第一生物凈化裝置(5)、 第一固液分離裝置(6)、第一氧化裝置(7)、第二生物凈化裝置(8)、第二固液分離裝 置(9)，或依次連接的第一氧化裝置(7)、第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置 (6)、第二氧化裝置(10)，或依次連接的第一生物凈化裝置(5)、第一固液分離裝置 (6)、第一氧化裝置(7)、第二生物凈化裝置(8)、第二固液分離裝置(9)、第二氧化 裝置(10)。
作為優(yōu)選，所述固液分離裝置包括氣浮式固液分離裝置和轉(zhuǎn)盤式固液分離裝置。
作為進一步改進，所述生物凈化裝置為接觸氧化池，所述生物凈化裝置底部設有第 二曝氣裝置、內(nèi)部設有微生物載體、頂部設有投菌口。
作為進一步改進，所述固液分離裝置上設有加藥裝置(11)，所述固液分離裝置內(nèi)設 有攪拌器。
作為進一步改進，所述氧化裝置為非平衡等離子氣體氧化裝置或臭氧氧化裝置;所 述氧化裝置內(nèi)設有陶瓷催化床，所述陶瓷催化床上設有氧化劑層，氧化劑優(yōu)選二氧化鈦。
作為另一種改進，所述收油裝置(1)為微氣浮分散油收油裝置;所述收油裝置(1) 底部設有第一曝氣裝置、上部設有污油回收口、側(cè)壁上部設有進水口、側(cè)壁下部設有出 水口。
作為另一種改進，所述過濾裝置(3)為濾罐過濾裝置或轉(zhuǎn)盤過濾裝置，所述濾罐過 濾裝置內(nèi)填充石英砂、磁鐵礦、海綠石、核桃殼和纖維球中的一種或幾種;所述轉(zhuǎn)盤過 濾裝置包括依次設置于轉(zhuǎn)盤本體內(nèi)的氣浮裝置和濾布轉(zhuǎn)盤。
作為另一種改進，還包括反沖洗水罐(4)和反沖洗泵(13)，所述反沖洗水罐(4) 與過濾裝置(3)連接，所述反沖洗泵(13)與反沖洗罐(4)連接。
作為另一種改進，所述生物凈化裝置內(nèi)包括微生物菌群，所述微生物菌群包括水芽 殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1、棒狀蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)、枯草 芽孢桿菌(bacillus subtilis)、產(chǎn)堿假單胞菌(pseudomonas alcaligenes)、解脂假絲酵母 (Candidalipolytica)、短芽胞桿菌(Bacillus brevis)、熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)、 施氏假單胞菌(pseudomonas stutzeri)、巨大芽孢桿菌(bacillus megaterium)、秋紅假單胞 菌(Rhodopseudomonas globiformis)、地衣芽孢桿菌(bacillus licheniformis)、動膠桿菌 (zoogloea sp.)、鄰單胞菌(plesiomonas sp.)中的一種或幾種。
作為進一步優(yōu)選，所述微生物包括水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1， 保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏單位地址：北京市朝陽 區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵政編碼為100101，保藏編號 為：CGMCC No.7925，保藏日期為2013年07月15日。
本實用新型還提供了一種利用上述設備處理污廢水的方法，包括以下步驟：
(1)油田三元污水從收油裝置側(cè)壁的進水口流入收油裝置內(nèi)，在收油裝置底部曝 氣裝置曝氣作用下，三元污水部分油水分離，污油從上部的污油回收口內(nèi)流 出，水液從下部的出水管流出;
(2)第一生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(1)的出水流入第一生物凈化裝 置內(nèi)，在第一生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(1)的出水中的有機物;
(3)步驟(2)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第一固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(4)步驟(3)的出水流入第一氧化裝置進行氧化反應;
(5)步驟(4)的出水流入過濾裝置內(nèi)過濾，即得處理后水。
其中，步驟(1)中，水力停留時間為2-3h，優(yōu)選2.5h;步驟(2)中，第一生物凈 化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，水力停留時間為6-20h， 優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(3)中，水力停留時間為0.2-0.6h，優(yōu)選0.3h; 步驟(4)中，第一氧化裝置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu) 選0.6h;步驟(5)中，水流速度為5-10m/h，優(yōu)選8m/h。
本實用新型還提供了另一種利用上述設備處理污廢水的方法，包括以下步驟：
(1)油田三元污水從收油裝置側(cè)壁的進水口流入收油裝置內(nèi)，在收油裝置底部第 一曝氣裝置曝氣作用下，三元污水部分油水分離，污油從上部的污油回收口 內(nèi)流出，水液從下部的出水管流出;
(2)步驟(1)的出水流入第一氧化裝置進行氧化反應;
(3)第一生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(2)的出水流入第一生物凈化裝 置內(nèi)，在第一生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(2)的出水中的有機物;
(4)步驟(3)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第一固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(5)步驟(4)的出水流入過濾裝置內(nèi)過濾，即得處理后水。
其中，步驟(1)中，水力停留時間為2-3h，優(yōu)選2.5h;步驟(2)中，第一氧化裝 置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu)選0.6h;步驟(3)中，第 一生物凈化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，水力停留時間 為6-20h，優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(4)中，水力停留時間為0.2-0.6h， 優(yōu)選0.3h;步驟(5)中，水流速度為5-10m/h，優(yōu)選8m/h。
本實用新型還提供了另一種利用上述設備處理污廢水的方法，包括以下步驟：
(1)油田三元污水從收油裝置側(cè)壁的進水口流入收油裝置內(nèi)，在收油裝置底部第 一曝氣裝置曝氣作用下，三元污水部分油水分離，污油從上部的污油回收口 內(nèi)流出，水液從下部的出水管流出;
(2)第一生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(1)的出水流入第一生物凈化裝 置內(nèi)，在第一生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(1)的出水中的有機物;
(3)步驟(2)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第一固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(4)步驟(3)的出水流入第一氧化裝置進行氧化反應;
(5)第二生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(4)的出水流入第二生物凈化裝 置內(nèi)，在第二生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(4)的出水中的有機物;
(6)步驟(5)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第二固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(7)步驟(6)的出水流入過濾裝置內(nèi)過濾，即得處理后水。
其中，步驟(1)中，水力停留時間為2-3h，優(yōu)選2.5h;步驟(2)中，第一生物凈 化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，水力停留時間為6-20h， 優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(3)中，水力停留時間為0.2-0.6h，優(yōu)選0.3h; 步驟(4)中，第一氧化裝置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu) 選0.6h;步驟(5)中，第一生物凈化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1，水力停留時間為6-20h，優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(6)中， 水力停留時間為0.2-0.6h，優(yōu)選0.3h;步驟(7)中，水流速度為5-10m/h，優(yōu)選8m/h。
本實用新型還提供了另一種利用上述設備處理污廢水的方法，包括以下步驟：
(1)油田三元污水從收油裝置側(cè)壁的進水口流入收油裝置內(nèi)，在收油裝置底部第 一曝氣裝置曝氣作用下，三元污水部分油水分離，污油從上部的污油回收口 內(nèi)流出，水液從下部的出水管流出;
(2)步驟(1)的出水流入第一氧化裝置進行氧化反應;
(3)第一生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(2)的出水流入第一生物凈化裝 置內(nèi)，在第一生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(2)的出水中的有機物;
(4)步驟(3)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第一固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(5)步驟(4)的出水流入第二氧化裝置進行氧化反應;
(6)步驟(5)的出水流入過濾裝置內(nèi)過濾，即得處理后水。
其中，步驟(1)中，水力停留時間為2-3h，優(yōu)選2.5h;步驟(2)中，第一氧化裝 置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu)選0.6h;步驟(3)中，第 一生物凈化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，水力停留時間 為6-20h，優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(4)中，水力停留時間為0.2-0.6h， 優(yōu)選0.3h;步驟(5)中，第二氧化裝置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為 0.5-1h，優(yōu)選0.6h;步驟(6)中，水流速度為5-10m/h，優(yōu)選8m/h。
本實用新型還提供了另一種利用上述設備處理污廢水的方法，包括以下步驟：
(1)油田三元污水從收油裝置側(cè)壁的進水口流入收油裝置內(nèi)，在收油裝置底部第 一曝氣裝置曝氣作用下，三元污水部分油水分離，污油從上部的污油回收口 內(nèi)流出，水液從下部的出水管流出;
(2)第一生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(1)的出水流入第一生物凈化裝 置內(nèi)，在第一生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(1)的出水中的有機物;
(3)步驟(2)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第一固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(4)步驟(3)的出水流入第一氧化裝置進行氧化反應;
(5)第二生物凈化裝置內(nèi)的曝氣裝置曝氣，步驟(4)的出水流入第二生物凈化裝 置內(nèi)，在第二生物凈化裝置內(nèi)生物處理降解步驟(4)的出水中的有機物;
(6)步驟(5)的出水流入固液分離裝置內(nèi)，水中的懸浮物固體在第二固液分離裝 置內(nèi)沉淀;
(7)步驟(6)的出水流入第二氧化裝置進行氧化反應;
(8)步驟(7)的出水流入過濾裝置內(nèi)過濾，即得處理后水。
其中，步驟(1)中，水力停留時間為2-3h，優(yōu)選2.5h;步驟(2)中，第一生物凈 化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，水力停留時間為6-20h， 優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(3)中，水力停留時間為0.2-0.6h，優(yōu)選0.3h; 步驟(4)中，第一氧化裝置為等離子活性氣體氧化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu) 選0.6h;步驟(5)中，第一生物凈化裝置內(nèi)設有水芽殖桿菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1，水力停留時間為6-20h，優(yōu)選10h，氣水比為(20-25)：1;步驟(6)中， 水力停留時間為0.2-0.6h，優(yōu)選0.3h;步驟(7)中，第二氧化裝置為等離子活性氣體氧 化裝置，水力停留時間為0.5-1h，優(yōu)選0.6h;步驟(8)中，水流速度為5-10m/h，優(yōu)選 8m/h。
有益效果：本實用新型提供的一種污廢水高效處理設備使用方便，運行成本低，處 理效果好，處理效率高，通過收油裝置、生物凈化-氧化裝置、過濾裝置的組合，能夠 有效處理油田三元污水、高含聚濃度(﹥500mg/L)高粘度含油污水、低含聚濃度(﹤ 500mg/L)含油污水、聚區(qū)廢液、化工廢水等污水
該裝置的生物凈化裝置利用生物凈化裝置和氧化裝置聯(lián)合對污廢水進行處理。生物 凈化裝置能夠通過新城代謝作用分解廢水中的油類等有機污染物，將有機污染物分解或 礦化為易被微生物降解的中間產(chǎn)物，并以脫落菌膜形式懸浮于污水中;通過微生物攻擊 有機污染物使之分解為小分子鏈丙烯酰胺和NH3，并利用丙烯酰胺、污油及其它有機污 染物為碳源，利用NH3為氮源，實現(xiàn)微生物的新陳代謝，通過水合、活化、氧化、還原、 合成，把這些復雜的有機物降解為簡單的無機物，最終產(chǎn)物為水和CO2，同時產(chǎn)生丙烯 酸殘體和釋放出微量氨氣，實現(xiàn)油田污廢水的降解凈化;氧化裝置能夠在高頻、高壓作 用下通過強電離放電而產(chǎn)生非平衡等離子活性氣體，活性氣體在裝置反應塔內(nèi)對污水中 高穩(wěn)定的高分子有機物、油及有毒物質(zhì)等進行開環(huán)、斷鏈、降解，使水體粘度大大降低， 從而更利于利用小分子微生物的新陳代謝;或?qū)⑽⑸镄玛惔x后的小分子繼續(xù)斷鏈、 降解，使達到出水水質(zhì)要求。全過程產(chǎn)生固體廢棄物量少，污水處理的運行更穩(wěn)定、更 經(jīng)濟。
該設備無需投入有害的化學藥劑，不但縮短處理時間，而且大大減少了運行能耗， 減少固體廢棄物的產(chǎn)生，杜絕了處理后的廢液污水回收對系統(tǒng)的二次污染;適用范圍廣。
本實用新型提供的一種污廢水高效處理方法，工藝簡單，操作方便，處理效果好， 處理效率高。
