公布日：2022.04.12

申請日：2022.01.11

分類號：C02F9/06(2006.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F103/36(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及煉廠原油電脫鹽高濃度污水預(yù)處理方法，屬于含油污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將“藥劑破乳+高效斜板淺池加壓溶氣氣浮+串螺污泥脫水”技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)預(yù)處理目標(biāo)，并對藥劑與混合方式及加藥反應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了藥劑的處理效果。從本發(fā)明運行結(jié)果看，本預(yù)處理方法的動力消耗很低，噸水處理電的平均消耗為0.51kW.h，儀表風(fēng)的平均消耗是0.05Nm3，水的平均消耗是0.13m3。

權(quán)利要求書

1.煉廠原油電脫鹽高濃度污水預(yù)處理方法，包括如下順序步驟：(1)旋渦加藥反應(yīng)電脫鹽器排放的污水、藥劑A和溶氣水經(jīng)旋渦反應(yīng)器攪拌后進(jìn)入管道反應(yīng)器A中反應(yīng)，所述藥劑A包括無機(jī)高分子脫油劑、混凝劑和絮凝劑；(2)斜板淺池溶氣氣浮經(jīng)加藥反應(yīng)的污水、溶氣水進(jìn)入斜板淺池氣浮機(jī)中，瞬間釋放，形成氣泡，實現(xiàn)氣浮，水中顆粒物、懸浮物浮出水面，由刮板刮到氣浮機(jī)的出渣箱中；氣浮機(jī)內(nèi)污水經(jīng)斜板填料區(qū)反應(yīng)后，存積的污泥排入出渣箱；廢氣排入排氣系統(tǒng)；經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的清水排入污水處理場接收管道；(3)污泥脫水出渣箱內(nèi)的富水污泥在管道反應(yīng)器B內(nèi)與藥劑B反應(yīng)后送至串螺機(jī)內(nèi)，擠壓脫水，濾清液回旋渦反應(yīng)器中再處理，脫水后的污泥進(jìn)入外置的干化系統(tǒng)中；所述藥劑B包括無機(jī)高分子脫油劑和陽離子型聚丙烯酰胺助凝劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述溶氣水為經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的部分清水被循環(huán)泵加壓后進(jìn)入溶氣罐，壓縮空氣經(jīng)過空氣增壓泵加壓注入溶氣罐內(nèi)，充分溶解到污水中，形成溶氣水。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的污水再次經(jīng)步驟(1)、步驟(2)處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述無機(jī)高分子脫油劑是復(fù)配藥劑：其中液體聚合硫酸鐵占70-80％，濃度為20％的聚合硫酸鋁水溶液占17-22％，有效成分10％的聚二甲基二烯丙基氯化銨占5-10％；所述混凝劑為30％氫氧化鈉溶液；所述絮凝劑為陰離子型聚丙烯酰胺。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述藥劑B中還添加有PE材料制作的短纖維性污泥脫水劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述旋渦反應(yīng)器為一臥式反應(yīng)釜，主入口管中心固定有一渦輪，在反應(yīng)釜中部固定有蜂窩網(wǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟(1)中污水與溶氣水、無機(jī)高分子脫油劑在旋渦反應(yīng)器中混合反應(yīng)，然后一起進(jìn)入管道反應(yīng)器A反應(yīng)；所述管道反應(yīng)器A為曲回彎折結(jié)構(gòu)，管道內(nèi)順次間隔固定有兩個混合部件，在前一個混合部件段接入溶氣水和混凝劑，在后一個混合部件段接入溶氣水和絮凝劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述旋渦反應(yīng)器有一個主入口和兩個輔入口，主入口接入電脫鹽器排放的污水，兩個輔入口與主入口均垂直連接形成T形結(jié)構(gòu)，分別連入溶氣水和無機(jī)高分子脫油劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述領(lǐng)域中的需求，提供一種能耗低、操作簡便、自動控制、處理效果顯著的一體化污水預(yù)處理方法，可以對煉廠原油電脫鹽器運行期間排出的高濃度污水進(jìn)行預(yù)處理，使其符合污水處理場接收排放的標(biāo)準(zhǔn)。

煉廠原油電脫鹽高濃度污水預(yù)處理方法，包括如下順序步驟：

(1)旋渦加藥反應(yīng)電脫鹽器排放的污水、藥劑A和溶氣水經(jīng)旋渦反應(yīng)器攪拌后進(jìn)入管道反應(yīng)器A中反應(yīng)，所述藥劑A包括無機(jī)高分子脫油劑、混凝劑和絮凝劑；

(2)斜板淺池溶氣氣浮經(jīng)加藥反應(yīng)的污水、溶氣水進(jìn)入斜板淺池氣浮機(jī)中，瞬間釋放，形成氣泡，實現(xiàn)氣浮，水中顆粒物、懸浮物浮出水面，由刮板刮到氣浮機(jī)的出渣箱中；氣浮機(jī)內(nèi)污水經(jīng)斜板填料區(qū)反應(yīng)后，存積的污泥排入出渣箱；廢氣排入排氣系統(tǒng)；經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的清水排入污水處理場接收管道；

(3)污泥脫水出渣箱內(nèi)的富水污泥在管道反應(yīng)器B內(nèi)與藥劑B反應(yīng)后送至串螺機(jī)內(nèi)，擠壓脫水，濾清液回旋渦反應(yīng)器中再處理，脫水后的污泥進(jìn)入外置的干化系統(tǒng)中；所述藥劑B包括無機(jī)高分子脫油劑和陽離子型聚丙烯酰胺助凝劑。

所述溶氣水為經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的部分清水被循環(huán)泵加壓后進(jìn)入溶氣罐，壓縮空氣經(jīng)過空氣增壓泵加壓注入溶氣罐內(nèi)，充分溶解到污水中，形成溶氣水。

所述經(jīng)過氣浮機(jī)處理后的污水再次經(jīng)步驟(1)、步驟(2)處理。

所述無機(jī)高分子脫油劑是復(fù)配藥劑：其中液體聚合硫酸鐵占70-80％(聚合硫酸鐵是一種性能優(yōu)越的無機(jī)高分子混凝劑，形態(tài)性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶于水，10％(質(zhì)量)的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。此處寫液體不合適，如果是溶液要寫濃度，表示方法跟后面幾個組分一樣)，濃度為20％的聚合硫酸鋁水溶液占17-22％，有效成分10％的聚二甲基二烯丙基氯化銨占5-10％；所述混凝劑為30％氫氧化鈉溶液；所述絮凝劑為陰離子型聚丙烯酰胺。

所述藥劑B中還添加有PE材料制作的短纖維性污泥脫水劑。

所述旋渦反應(yīng)器為一臥式反應(yīng)釜，主入口管中心固定有一渦輪，在反應(yīng)釜中部固定有蜂窩網(wǎng)。

所述步驟(1)中污水與溶氣水、無機(jī)高分子脫油劑在旋渦反應(yīng)器中混合反應(yīng)，然后一起進(jìn)入管道反應(yīng)器A反應(yīng)；所述管道反應(yīng)器A為曲回彎折結(jié)構(gòu)，管道內(nèi)順次間隔固定有兩個混合部件，在前一個混合部件段接入溶氣水和混凝劑，在后一個混合部件段接入溶氣水和絮凝劑。

所述旋渦反應(yīng)器有一個主入管和兩個輔入口，主入管接入電脫鹽器排放的污水，兩個輔入口與主入口管均垂直連接形成T形結(jié)構(gòu)，分別連入溶氣水和無機(jī)高分子脫油劑。

本發(fā)明方法將“藥劑破乳+高效斜板淺池加壓溶氣氣浮+串螺污泥脫水”技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)預(yù)處理目標(biāo)，并對藥劑與混合方式及加藥反應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了藥劑的處理效果。

加藥反應(yīng)系統(tǒng)：加藥系統(tǒng)包括加藥裝置，直接連接的藥劑管路與加藥反應(yīng)系統(tǒng)連接，加藥反應(yīng)系統(tǒng)包括加藥反應(yīng)系統(tǒng)A和加藥反應(yīng)系統(tǒng)B，在系統(tǒng)運行中，加藥反應(yīng)系統(tǒng)A位于最前端，污水和藥劑首先進(jìn)入該系統(tǒng)。加藥反應(yīng)系統(tǒng)A由旋渦反應(yīng)器、管道反應(yīng)器A組成，旋渦反應(yīng)器是利用來水動力推動渦輪式結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)體，通過旋轉(zhuǎn)將溶氣水充分注入到來水中，破壞來水中的原有平衡，將污水和藥劑充分?jǐn)嚢�，隨后進(jìn)入管道反應(yīng)器A，起到破乳、架橋、混凝的作用，為后續(xù)的氣浮分離提供條件。在加藥反應(yīng)系統(tǒng)B中加入的藥劑有無機(jī)高分子脫油劑和助凝劑，氣浮機(jī)排渣池出來的富水污泥經(jīng)加藥反應(yīng)系統(tǒng)B后進(jìn)入到串螺污泥脫水系統(tǒng)中。

藥劑有無機(jī)高分子脫油劑、混凝劑、絮凝劑、助凝劑四種，在加藥反應(yīng)系統(tǒng)A中加入的藥劑有無機(jī)高分子脫油劑、混凝劑、絮凝劑，在旋渦反應(yīng)器作用下，使污水，藥劑充分混合，同時加入有溶氣水，也使污水，藥劑反應(yīng)更充分。

無機(jī)高分子脫油劑為針對電脫鹽污水特性而復(fù)配的藥劑，其中聚合硫酸鐵占70-80％，濃度為20％聚合硫酸鋁水溶液占15-20％，有效成分10％的聚二甲基二烯丙基氯化銨占5-10％。以無機(jī)類化學(xué)品為主，避免水體中產(chǎn)生新的有機(jī)物，影響后續(xù)污水生化系統(tǒng)，同時能夠快速完成破乳。水中的乳化油的破乳程度直接影響著氣浮設(shè)備的功效，充分破乳是去除COD、懸浮物、石油類的關(guān)鍵因素。

混凝劑為30％氫氧化鈉溶液。加入30％氫氧化鈉溶液的目的一是為了中和無機(jī)高分子脫油劑產(chǎn)生的H+，保證出水pH在6-9；二是與過量的鐵離子、鋁離子凝聚生成分Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而排出，減少鐵、鋁離子在水相的轉(zhuǎn)移。

所述絮凝劑為陰離子型聚丙烯酰胺，利用分子量為1200-1600萬的陰離子聚丙烯酰胺，按照所需比例溶解到水中，通過加藥泵注入，幫助氣浮設(shè)備提高絮凝的作用。

助凝劑主要成分為陽離子型聚丙烯酰胺，加入到污泥脫水系統(tǒng)。利用分子量為1200-1600萬、離子度10-70％的陽離子聚丙烯酰胺，按照所需比例溶解到水中，通過加藥泵注入到串螺機(jī)的攪拌箱內(nèi)，使富水污泥絮凝成團(tuán)狀，便于脫水。為了提高含油污水脫水效率，同時添加PE材料制作的短纖維性污泥脫水劑，利用纖維的導(dǎo)流效果，提高了10％左右的脫水率，還可以提高污泥焚燒熱值，有助于充分燃燒。

高效斜板淺池溶氣氣浮系統(tǒng)：由氣浮機(jī)組成。經(jīng)過反應(yīng)器破乳后的污水進(jìn)入氣浮機(jī)，同時利用循環(huán)泵將溶氣水注入到氣浮機(jī)的釋放系統(tǒng)。溶氣水通過特殊設(shè)計的釋放系統(tǒng)進(jìn)入氣浮機(jī)釋放池內(nèi)瞬間釋放，在釋放池內(nèi)形成直徑為30-50μm微氣泡，實現(xiàn)氣浮功能。水中的顆粒物、懸浮物在經(jīng)過絮凝、聚核后體積由小變大，在微氣泡的作用下推舉到水面上。氣浮機(jī)上端安裝可調(diào)速的刮板，根據(jù)浮渣產(chǎn)生量調(diào)節(jié)運行速度，將水面的浮渣刮到氣浮機(jī)的出渣箱，并通過下方管道進(jìn)入加藥反應(yīng)系統(tǒng)B中等待處置。經(jīng)過以上加藥、破乳、氣浮、刮渣一系列工序，完成了除油、降COD、懸浮物目的。

加藥反應(yīng)系統(tǒng)A和氣浮機(jī)各有兩套，工序完全相同，串聯(lián)使用時，分一級和二級氣浮，二級氣浮作為一級氣浮系統(tǒng)的保障，進(jìn)一步去除水中的COD、石油類、懸浮物，出水水質(zhì)更加得到保障，適合用于電脫鹽排水高濃度特性。另外，兩級氣浮系統(tǒng)，還可以設(shè)置相互備用的流程，既可以并聯(lián)運行，也可以起到相互備用，可以在不同水質(zhì)、水量、或一套設(shè)備出現(xiàn)問題時選擇運行方式。

溶氣系統(tǒng)包括溶氣罐，循環(huán)泵介質(zhì)為氣浮機(jī)清水池內(nèi)經(jīng)過處理后污水，污水被循環(huán)泵加壓后進(jìn)入溶氣罐，空氣增壓泵輸出的恒壓恒量的壓縮空氣同時注入溶氣罐內(nèi)，充分溶解到污水中，形成溶氣水。

污泥脫水系統(tǒng)：選用適合含油污泥的串螺式污泥脫水工藝，采取連續(xù)或間斷脫水的方式。氣浮機(jī)刮出的浮渣和底部排出的污泥統(tǒng)稱為富水污泥，富水污泥經(jīng)過管道反應(yīng)器B與無機(jī)高分子脫油劑和助凝劑混合，在串螺機(jī)內(nèi)的攪拌箱內(nèi)攪拌，絮凝后由串螺機(jī)低端進(jìn)入，運行過程中疊片擠壓作用下濾清液落入串螺機(jī)出水箱，脫水后的污泥從高端出泥口排出。出水箱內(nèi)的濾清液返回到原料水泵入口再次進(jìn)行旋渦反應(yīng)器處理，脫水污泥裝袋或密閉運輸?shù)礁苫�系統(tǒng)，進(jìn)一步脫水后集中處置。串螺污泥脫水機(jī)集濃縮、脫水于一體，可以對低濃度污泥直接進(jìn)行脫水，運行過程中節(jié)能省電，功率僅為離心脫水機(jī)的1/10左右。

控制系統(tǒng)：根據(jù)電脫鹽排出的污水特性和結(jié)合成套設(shè)備的功能，本發(fā)明結(jié)合有自動控制系統(tǒng)。利用在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和出水水質(zhì)，及時調(diào)整加藥、氣浮、脫水環(huán)節(jié)的操作。經(jīng)過實驗證明，單一的操作方式不能適合電脫鹽的“三高”污水預(yù)處理，僅靠利用人工操作，不僅耗費大量人力、藥劑，水質(zhì)達(dá)標(biāo)依然有難度，不能滿足實時變化來水工況。根據(jù)電脫鹽污水工況的實際特點，結(jié)合多次實驗和試運行，通過手/自動操作控制系統(tǒng)，滿足成套設(shè)備的運行，實現(xiàn)本系統(tǒng)運行功能�？刂葡到y(tǒng)從實施監(jiān)測原料水指標(biāo)、流量、溫度到最終出水、污泥脫水、系統(tǒng)緊急停車全過程覆蓋。

通過監(jiān)測原料水參數(shù)與出水水質(zhì)參數(shù)，經(jīng)過反復(fù)的計算，優(yōu)選出最佳控制參數(shù)，形成每一階段的控制邏輯，時時調(diào)節(jié)每種藥劑的加注量，優(yōu)化破乳、氣浮、絮凝功能，確保除油和去除COD目標(biāo)實現(xiàn)；

通過測定水質(zhì)、藥劑加注量測算浮渣產(chǎn)生量，調(diào)節(jié)刮板運行速度，及時將產(chǎn)生的浮渣和氣浮機(jī)底部淤泥排出，控制水中的懸浮物；

根據(jù)氣浮系統(tǒng)的運行狀態(tài)，調(diào)節(jié)污泥脫水系統(tǒng)實際運行，要保證污泥脫水速度滿足氣浮運行的排渣速度，及時脫水，防止浮渣池溢流，避免造成環(huán)保污染事件；

控制系統(tǒng)同時具有手/自切換功能，在不同的工況和要求下，既可以進(jìn)行手動操作又能實現(xiàn)自動運行。全過程監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)運行一是能夠大幅減少人工投入和勞動強(qiáng)度，二是優(yōu)化運行，控制藥劑消耗、動力消耗，降低運行成本。

通過本方法處理煉廠電脫鹽的污水預(yù)處理效果明顯，COD脫除率可達(dá)85％以上、石油類脫除率達(dá)到95％以上、懸浮物脫除率最高可達(dá)99％以上；產(chǎn)生的泥渣含水率70-80％，實現(xiàn)污泥減量80-90％。

實驗表明，采用本方法進(jìn)行電脫鹽污水預(yù)處理后的實際運行數(shù)據(jù)，經(jīng)過3個月以上的連續(xù)運行，證明本系統(tǒng)運行可靠、操作簡便、降低運行成本，滿足經(jīng)濟(jì)運行指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)。

（發(fā)明人：張日成;申昌日;羅俊彥;王志鳳;王晨）