公布日：2022.09.16
申請(qǐng)日：2021.08.16
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及煉油污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法及其應(yīng)用，根據(jù)污水出水位置的不同，將污水分為含油污水、含硫污水、含鹽污水、其他污水。本發(fā)明中所述除油模塊包括API油水分段模塊和氣浮模塊，所述脫鹽模塊包括EDI脫鹽模塊和BPM膜脫鹽模塊，所述氣浮模塊中添加絮凝劑硫酸鋁，所述集中處理模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)、MBR、MABR控制系統(tǒng)、RO、UF雙膜系統(tǒng)。本發(fā)明采用模塊化的的處理裝置，裝置簡(jiǎn)潔且可靈活移動(dòng)，每個(gè)裝置均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行增加或減少，模塊裝置既可以靈活運(yùn)到生產(chǎn)源頭處理污水，也可以在污水處理裝置異常時(shí)作為備用處理裝置應(yīng)對(duì)異常情況對(duì)企業(yè)的沖擊，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較小。
權(quán)利要求書
1.一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：根據(jù)污水出水位置的不同，將污水分為含油污水、含硫污水、含鹽污水、其他污水；所述含油污水經(jīng)除油模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊；所述含硫污水經(jīng)除油模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊；所述含鹽污水經(jīng)脫鹽模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊；所述其他污水直接進(jìn)入集中處理模塊；所述其他污水包括廠區(qū)污染雨水、生活污水、污染冷凝水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述除油模塊包括API油水分段模塊、第一氣浮模塊、MBR生化系統(tǒng)；所述氣浮模塊采用電解法制造氣泡，電解法的電壓為6-8v，所述氣泡的直徑大小為0.5-5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述氣浮模塊中添加絮凝劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述脫鹽模塊包括第三氣浮模塊、AO生化模塊、臭氧分解模塊、EDI脫鹽模塊和BPM膜脫鹽模塊，所述BPM膜的厚度為150-250μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述集中處理模塊包括生物模塊和雙膜模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述生物模塊包括一級(jí)生化模塊和二級(jí)生化模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述一級(jí)生化模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)，所述二級(jí)生化模塊包括MBR、MABR控制系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述MBR中膜的材質(zhì)為聚酯，膜的孔徑為0.1-0.3μm；所述MBR中膜的材質(zhì)為含氟乙烯共聚物，膜的孔徑為0.05-0.2μm；所述二級(jí)生化模塊的溫度為45-55℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：所述雙膜模塊包括RO、UF雙膜系統(tǒng)；所述RO中膜的透水量為8-14GFD；所述UF中膜的分子截流量為30000-38000道爾頓。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的石化行業(yè)污水深度處理回用運(yùn)營(yíng)方法的應(yīng)用，其特征在于：將所述運(yùn)營(yíng)方法應(yīng)用于煉油廠污水處理。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法，其特征在于：根據(jù)污水出水位置的不同，將污水分為含油污水、含硫污水、含鹽污水、其他污水，所述其他污水包括廠區(qū)污染雨水、生活污水、污染冷凝水。
所述含油污水經(jīng)除油模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊。
所述含油污水包括但不限于油罐切水、機(jī)泵冷卻水、化驗(yàn)排污水、汽提排污水、裝置區(qū)初期雨水、生活污水。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述除油模塊包括API油水分段模塊和第一氣浮模塊。
所述API油水分段模塊用于除去污水中的較大的不溶性油污，使不溶性油污與污水分離。
所述第一氣浮模塊用于除去污水中比重接近于水的微小懸浮物。
優(yōu)選的，所述第一氣浮模塊中添加絮凝劑，所述絮凝劑為硫酸鋁。
優(yōu)選的，所述第一氣浮模塊采用電解法制造氣泡，電解法的電壓為6-8v，所述氣泡的直徑大小為0.5-5cm。
在API油水分段模塊，首先通過(guò)過(guò)濾的方式除去飄在表面的較大的油塊，經(jīng)過(guò)初次過(guò)濾的污水進(jìn)入氣浮模塊，通過(guò)第一氣浮池中通電壓為6-8v的直流電的方式控制產(chǎn)生氣泡的移動(dòng)速率和氣泡大小，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在電壓為6-8v時(shí)產(chǎn)生的氣泡移動(dòng)速率適中且氣泡大小均勻，直徑大小在0.5-5cm區(qū)間，可以有效地將污水內(nèi)部的油滴帶到污水表面，并有效地連接成大片油滴，易于絮凝。而電壓過(guò)小時(shí)產(chǎn)生的氣泡速率很慢，導(dǎo)致處理效率降低，當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，氣泡在上升的途中會(huì)因過(guò)度膨脹而爆裂，導(dǎo)致內(nèi)部油滴無(wú)法移動(dòng)至表面。
在第一氣浮模塊中添加絮凝劑不僅有效地將由氣泡帶至液面的油滴通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而沉淀，還可以防止后續(xù)雙膜系統(tǒng)中的滲透膜和過(guò)濾膜淤堵，減少膜的更換頻率，延長(zhǎng)系統(tǒng)的連續(xù)工作時(shí)間。經(jīng)過(guò)本發(fā)明的除油模塊處理的污水經(jīng)檢測(cè)含油率可降為100mg/L以下，除油效果良好。
優(yōu)選的，所述除油模塊還包括MBR生化系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述MBR生化系統(tǒng)用于除去污水中懸浮物、COD(化學(xué)需氧量)、氨氮化合物、含磷化合物。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述集中處理模塊包括生物模塊和雙膜模塊。
優(yōu)選的，所述生物模塊包括一級(jí)生化模塊和二級(jí)生化模塊。
優(yōu)選的，所述一級(jí)生化模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)。
所述微生物補(bǔ)充系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的好氧微生物和厭氧微生物降解污水中的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物。
優(yōu)選的，所述微生物補(bǔ)充系統(tǒng)中微生物為反硝化細(xì)菌。
優(yōu)選的，所述二級(jí)生化模塊包括MBR、MABR控制系統(tǒng)。
所述MBR、MABR控制系統(tǒng)通過(guò)MBR、MABR膜過(guò)濾掉污水中的活性淤泥。
優(yōu)選的，所述MBR中膜的材質(zhì)為聚酯，膜的孔徑為0.1-0.3μm。
優(yōu)選的，所述MBR中膜的材質(zhì)為聚碳酸酯
優(yōu)選的，所述MBR中膜的材質(zhì)為含氟乙烯共聚物，膜的孔徑為0.05-0.2μm。
優(yōu)選的，所述MBR中膜的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
優(yōu)選的，所述二級(jí)生化模塊的溫度為45-55℃。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)MBR、MABR控制系統(tǒng)的反應(yīng)率影響較大，當(dāng)反應(yīng)溫度為45-55℃時(shí)，MBR、MABR控制系統(tǒng)的凈化率可達(dá)90％以上，溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)凈化率均有下降，這可能是因?yàn)闇囟葹?5-55℃時(shí)MBR、MABR膜較為致密且厚度變薄，凈化效果好，溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，反硝化菌酶的活性受到抑制或失活，造成凈化效率降低。
優(yōu)選的，所述雙膜模塊包括RO、UF雙膜系統(tǒng)。
所述RO、UF雙膜系統(tǒng)用于去除污水中的溶解鹽、膠體，細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素。
優(yōu)選的，所述RO中膜的透水量為8-14GFD(單位表面的流量，加侖/平方英尺*天)。
優(yōu)選的，所述UF中膜的分子截流量為30000-38000道爾頓。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)限定RO中膜的透水量可以提高透水率并減少金屬離子的透過(guò)率，通過(guò)限定UF膜的分子截流量可以有效提高蛋白、色素、多糖等大分子的截留率，意外的提高了如無(wú)機(jī)鹽、灰分等小分子物質(zhì)的透過(guò)率，還意外的降低了UF膜的淤堵率，提高了使用壽命。通過(guò)上述RO、UF雙膜系統(tǒng)的連接使用，提高了污水處理系統(tǒng)的整體凈化效率。
所述含硫污水經(jīng)除油模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊。
所述含硫污水包括但不限于常減壓蒸餾污水、催化裂化污水、加氫裂化污水、延遲焦化污水、加氫精制污水。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述除油模塊包括API油水分段模塊和第二氣浮模塊。
優(yōu)選的，所述第二氣浮模塊中添加絮凝劑，所述絮凝劑為硫酸鋁。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述集中處理模塊包括生物模塊和雙膜模塊。
優(yōu)選的，所述生物模塊包括一級(jí)生化模塊和二級(jí)生化模塊。
優(yōu)選的，所述一級(jí)生化模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述二級(jí)生化模塊包括MBR、MABR控制系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述雙膜模塊包括RO、UF雙膜系統(tǒng)。
所述含鹽污水經(jīng)脫鹽模塊處理后進(jìn)入集中處理模塊。
所述含鹽污水包括但不限于電脫鹽水、產(chǎn)品精制裝置含堿污水、循環(huán)水場(chǎng)排污水、商儲(chǔ)庫(kù)排水、催化裝置再生煙氣脫硫廢水。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述脫鹽模塊包括第三氣浮模塊、AO生化模塊、臭氧分解模塊、EDI脫鹽模塊、BPM膜脫鹽模塊。
優(yōu)選的，所述第三氣浮模塊用于除去污水中比重接近于水的微小懸浮物。
優(yōu)選的，所述第三氣浮模塊中添加絮凝劑，所述絮凝劑為氯化鋁和氯化鐵以質(zhì)量比(1-5)：1復(fù)配。
優(yōu)選的，所述第三氣浮模塊為溶氣氣浮，通過(guò)空氣壓縮機(jī)送入氣體來(lái)制造氣泡。
優(yōu)選的，所述AO生化模塊用于對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行分解，并輔助脫氮除磷。
優(yōu)選的，所述AO生化模塊包括格柵井、調(diào)節(jié)池、調(diào)節(jié)池提升水泵、沉淀池、缺氧池、生物接觸氧化池、消毒池、淤泥池。
優(yōu)選的，所述臭氧分解模塊用于對(duì)生物難降解和有毒的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。
優(yōu)選的，所述EDI脫鹽模塊中選用201X7MB強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂和001X7MB強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，購(gòu)買自天津允開(kāi)樹(shù)脂科技有限公司。
所述EDI為連續(xù)電除鹽技術(shù)，將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，在電滲析技術(shù)中的淡水室加裝陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，通過(guò)陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生。
本發(fā)明通過(guò)將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)結(jié)合的方式解決了傳統(tǒng)電滲析的脫鹽率只有45-60％的問(wèn)題，經(jīng)檢測(cè)本發(fā)明的EDI脫鹽模塊的污水脫鹽率為75-90％。
所述BPM膜脫鹽模塊用于將水分解成氫離子和氫氧根離子，將水溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿。
優(yōu)選的，所述BPM膜厚度為150-250μm。
優(yōu)選的，所述脫鹽模塊還包括BAF生化系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述BAF生化系統(tǒng)用于除去污水中懸浮物、COD(化學(xué)需氧量)、氨氮化合物、含磷化合物。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述集中處理模塊包括生物模塊和雙膜模塊。
優(yōu)選的，所述生物模塊包括一級(jí)生化模塊和二級(jí)生化模塊。
優(yōu)選的，所述一級(jí)生化模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述二級(jí)生化模塊包括MBR、MABR控制系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述雙膜模塊包括RO、UF雙膜系統(tǒng)。
所述其他污水直接進(jìn)入集中處理模塊。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述集中處理模塊包括生物模塊和雙膜模塊。
優(yōu)選的，所述生物模塊包括一級(jí)生化模塊和二級(jí)生化模塊。
優(yōu)選的，所述一級(jí)生化模塊包括微生物補(bǔ)充系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述二級(jí)生化模塊包括MBR、MABR控制系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述雙膜模塊包括RO、UF雙膜系統(tǒng)。
本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種石化行業(yè)污水深度處理回用運(yùn)營(yíng)的方法的應(yīng)用，其特征在于：將所述方法應(yīng)用于煉油廠污水處理。
所述API為美國(guó)石油協(xié)會(huì)的簡(jiǎn)稱，美國(guó)石油協(xié)會(huì)對(duì)石油、石化、天然氣行業(yè)做出了相應(yīng)的質(zhì)量規(guī)范。
所述MBR為膜生物反應(yīng)器(MembraneBio-Reactor)，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。
所述MABR為膜曝氣生物膜反應(yīng)器(MembraneAeratedBiofilmReactor)，是以生物膜法和曝氣相結(jié)合的技術(shù)。
所述AO為厭氧好氧工藝法，用于除水中的有機(jī)物。
所述RO為反滲透膜，孔徑為0.0001微米，只有水分子及部分礦物離子能夠通過(guò)，其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出。
所述UF為超濾膜，截留分子量范圍是1000-200000道爾頓，超濾膜可以截留大分子雜質(zhì)(如蛋白、色素、多糖等)透過(guò)目標(biāo)產(chǎn)物；可以截留目標(biāo)產(chǎn)物，透過(guò)小分子雜質(zhì)(無(wú)機(jī)鹽、小分子色素、單糖、灰分等)和水，也可以分離不同分子量的目標(biāo)產(chǎn)物。
所述BPM為雙極膜，通常是由陰離子交換層、陽(yáng)離子交換層復(fù)合而成的一種復(fù)合型離子交換膜。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.通過(guò)本發(fā)明所述的石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法處理過(guò)的污水雜質(zhì)和化學(xué)試劑去除率高，能夠達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)，且水質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生沉淀分層等水質(zhì)變差的現(xiàn)象。
2.本發(fā)明所述的石化行業(yè)污水深度處理回用的運(yùn)營(yíng)方法采用模塊化的處理裝置，裝置簡(jiǎn)潔且可靈活移動(dòng)，每個(gè)模塊裝置規(guī)模均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行變化，模塊裝置既可以靈活運(yùn)到生產(chǎn)源頭處理污水，也可以在污水處理裝置異常時(shí)作為備用處理裝置應(yīng)對(duì)異常情況對(duì)企業(yè)的沖擊，減小企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
3.本發(fā)明通過(guò)對(duì)API油水分段模塊中的電壓和氣泡直徑進(jìn)行限定，解決了現(xiàn)有技術(shù)中氣泡大小和移動(dòng)速率不穩(wěn)定，進(jìn)一步導(dǎo)致除油效率低的問(wèn)題，并進(jìn)一步通過(guò)特定絮凝劑的加入延長(zhǎng)了后續(xù)雙膜系統(tǒng)的使用壽命。
4.本發(fā)明通過(guò)選用特定的陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂并結(jié)合電滲析的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電滲析法脫鹽率低的問(wèn)題，并結(jié)合特定厚度的BPM膜，大幅提高了脫鹽模塊的脫鹽率。
5.本發(fā)明通過(guò)對(duì)MBR、MABR控制系統(tǒng)的溫度進(jìn)行限制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)反應(yīng)溫度忽視而導(dǎo)致凈化效率無(wú)法進(jìn)一步提高的問(wèn)題，并進(jìn)一步的保護(hù)了MBR、MABR膜，延長(zhǎng)了使用壽命。
6.本發(fā)明通過(guò)設(shè)置MBR生化系統(tǒng)，使得出水水質(zhì)好、設(shè)備占地面積小、不易產(chǎn)生臭氣、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、不易產(chǎn)生污泥淤堵。
7.本發(fā)明通過(guò)在脫鹽模塊中設(shè)置第三氣浮模塊、AO生化模塊、臭氧分解模塊，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中脫鹽效果不徹底、出水水質(zhì)不佳、有機(jī)污染物難降解的問(wèn)題。
（發(fā)明人：趙學(xué)法;陶偉強(qiáng);張珍君）
