公布日：2022.04.12
申請日：2022.01.11
分類(lèi)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(chǎng)原油電脫鹽高濃度污水預處理方法，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)相結合，實(shí)現預處理目標，并對藥劑與混合方式及加藥反應進(jìn)行了改進(jìn)，提高了藥劑的處理效果。從本發(fā)明運行結果看，本預處理方法的動(dòng)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。
權利要求書(shū)
1.煉廠(chǎng)原油電脫鹽高濃度污水預處理方法，包括如下順序步驟：(1)旋渦加藥反應電脫鹽器排放的污水、藥劑A和溶氣水經(jīng)旋渦反應器攪拌后進(jìn)入管道反應器A中反應，所述藥劑A包括無(wú)機高分子脫油劑、混凝劑和絮凝劑；(2)斜板淺池溶氣氣浮經(jīng)加藥反應的污水、溶氣水進(jìn)入斜板淺池氣浮機中，瞬間釋放，形成氣泡，實(shí)現氣浮，水中顆粒物、懸浮物浮出水面，由刮板刮到氣浮機的出渣箱中；氣浮機內污水經(jīng)斜板填料區反應后，存積的污泥排入出渣箱；廢氣排入排氣系統；經(jīng)過(guò)氣浮機處理后的清水排入污水處理場(chǎng)接收管道；(3)污泥脫水出渣箱內的富水污泥在管道反應器B內與藥劑B反應后送至串螺機內，擠壓脫水，濾清液回旋渦反應器中再處理，脫水后的污泥進(jìn)入外置的干化系統中；所述藥劑B包括無(wú)機高分子脫油劑和陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺助凝劑。
2.根據權利要求1所述的方法，所述溶氣水為經(jīng)過(guò)氣浮機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(guò)空氣增壓泵加壓注入溶氣罐內，充分溶解到污水中，形成溶氣水。
3.根據權利要求1所述的方法，所述經(jīng)過(guò)氣浮機處理后的污水再次經(jīng)步驟(1)、步驟(2)處理。
4.根據權利要求1所述的方法，所述無(wú)機高分子脫油劑是復配藥劑：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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，所述旋渦反應器為一臥式反應釜，主入口管中心固定有一渦輪，在反應釜中部固定有蜂窩網(wǎng)。
7.根據權利要求1所述的方法，所述步驟(1)中污水與溶氣水、無(wú)機高分子脫油劑在旋渦反應器中混合反應，然后一起進(jìn)入管道反應器A反應；所述管道反應器A為曲回彎折結構，管道內順次間隔固定有兩個(gè)混合部件，在前一個(gè)混合部件段接入溶氣水和混凝劑，在后一個(gè)混合部件段接入溶氣水和絮凝劑。
8.根據權利要求7所述的方法，所述旋渦反應器有一個(gè)主入口和兩個(gè)輔入口，主入口接入電脫鹽器排放的污水，兩個(gè)輔入口與主入口均垂直連接形成T形結構，分別連入溶氣水和無(wú)機高分子脫油劑。
發(fā)明內容
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(jiǎn)便、自動(dòng)控制、處理效果顯著(zhù)的一體化污水預處理方法，可以對煉廠(chǎng)原油電脫鹽器運行期間排出的高濃度污水進(jìn)行預處理，使其符合污水處理場(chǎng)接收排放的標準。
煉廠(chǎng)原油電脫鹽高濃度污水預處理方法，包括如下順序步驟：
(1)旋渦加藥反應電脫鹽器排放的污水、藥劑A和溶氣水經(jīng)旋渦反應器攪拌后進(jìn)入管道反應器A中反應，所述藥劑A包括無(wú)機高分子脫油劑、混凝劑和絮凝劑；
(2)斜板淺池溶氣氣浮經(jīng)加藥反應的污水、溶氣水進(jìn)入斜板淺池氣浮機中，瞬間釋放，形成氣泡，實(shí)現氣浮，水中顆粒物、懸浮物浮出水面，由刮板刮到氣浮機的出渣箱中；氣浮機內污水經(jīng)斜板填料區反應后，存積的污泥排入出渣箱；廢氣排入排氣系統；經(jīng)過(guò)氣浮機處理后的清水排入污水處理場(chǎng)接收管道；
(3)污泥脫水出渣箱內的富水污泥在管道反應器B內與藥劑B反應后送至串螺機內，擠壓脫水，濾清液回旋渦反應器中再處理，脫水后的污泥進(jìn)入外置的干化系統中；所述藥劑B包括無(wú)機高分子脫油劑和陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺助凝劑。
所述溶氣水為經(jīng)過(guò)氣浮機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(guò)空氣增壓泵加壓注入溶氣罐內，充分溶解到污水中，形成溶氣水。
所述經(jīng)過(guò)氣浮機處理后的污水再次經(jīng)步驟(1)、步驟(2)處理。
所述無(wú)機高分子脫油劑是復配藥劑：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(wú)機高分子混凝劑，形態(tài)性狀是淡黃色無(wú)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(xiě)液體不合適，如果是溶液要寫(xiě)濃度，表示方法跟后面幾個(gè)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。
所述旋渦反應器為一臥式反應釜，主入口管中心固定有一渦輪，在反應釜中部固定有蜂窩網(wǎng)。
所述步驟(1)中污水與溶氣水、無(wú)機高分子脫油劑在旋渦反應器中混合反應，然后一起進(jìn)入管道反應器A反應；所述管道反應器A為曲回彎折結構，管道內順次間隔固定有兩個(gè)混合部件，在前一個(gè)混合部件段接入溶氣水和混凝劑，在后一個(gè)混合部件段接入溶氣水和絮凝劑。
所述旋渦反應器有一個(gè)主入管和兩個(gè)輔入口，主入管接入電脫鹽器排放的污水，兩個(gè)輔入口與主入口管均垂直連接形成T形結構，分別連入溶氣水和無(wú)機高分子脫油劑。
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)相結合，實(shí)現預處理目標，并對藥劑與混合方式及加藥反應進(jìn)行了改進(jìn)，提高了藥劑的處理效果。
加藥反應系統：加藥系統包括加藥裝置，直接連接的藥劑管路與加藥反應系統連接，加藥反應系統包括加藥反應系統A和加藥反應系統B，在系統運行中，加藥反應系統A位于最前端，污水和藥劑首先進(jìn)入該系統。加藥反應系統A由旋渦反應器、管道反應器A組成，旋渦反應器是利用來(lái)水動(dòng)力推動(dòng)渦輪式結構旋轉體，通過(guò)旋轉將溶氣水充分注入到來(lái)水中，破壞來(lái)水中的原有平衡，將污水和藥劑充分攪拌，隨后進(jìn)入管道反應器A，起到破乳、架橋、混凝的作用，為后續的氣浮分離提供條件。在加藥反應系統B中加入的藥劑有無(wú)機高分子脫油劑和助凝劑，氣浮機排渣池出來(lái)的富水污泥經(jīng)加藥反應系統B后進(jìn)入到串螺污泥脫水系統中。
藥劑有無(wú)機高分子脫油劑、混凝劑、絮凝劑、助凝劑四種，在加藥反應系統A中加入的藥劑有無(wú)機高分子脫油劑、混凝劑、絮凝劑，在旋渦反應器作用下，使污水，藥劑充分混合，同時(shí)加入有溶氣水，也使污水，藥劑反應更充分。
無(wú)機高分子脫油劑為針對電脫鹽污水特性而復配的藥劑，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(wú)機類(lèi)化學(xué)品為主，避免水體中產(chǎn)生新的有機物，影響后續污水生化系統，同時(shí)能夠快速完成破乳。水中的乳化油的破乳程度直接影響著(zhù)氣浮設備的功效，充分破乳是去除COD、懸浮物、石油類(lèi)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(wú)機高分子脫油劑產(chǎn)生的H+，保證出水pH在6-9；二是與過(guò)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(wàn)的陰離子聚丙烯酰胺，按照所需比例溶解到水中，通過(guò)加藥泵注入，幫助氣浮設備提高絮凝的作用。
助凝劑主要成分為陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，加入到污泥脫水系統。利用分子量為1200-1600萬(wàn)、離子度10-70％的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，按照所需比例溶解到水中，通過(guò)加藥泵注入到串螺機的攪拌箱內，使富水污泥絮凝成團狀，便于脫水。為了提高含油污水脫水效率，同時(shí)添加PE材料制作的短纖維性污泥脫水劑，利用纖維的導流效果，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：由氣浮機組成。經(jīng)過(guò)反應器破乳后的污水進(jìn)入氣浮機，同時(shí)利用循環(huán)泵將溶氣水注入到氣浮機的釋放系統。溶氣水通過(guò)特殊設計的釋放系統進(jìn)入氣浮機釋放池內瞬間釋放，在釋放池內形成直徑為30-50μm微氣泡，實(shí)現氣浮功能。水中的顆粒物、懸浮物在經(jīng)過(guò)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。氣浮機上端安裝可調速的刮板，根據浮渣產(chǎn)生量調節運行速度，將水面的浮渣刮到氣浮機的出渣箱，并通過(guò)下方管道進(jìn)入加藥反應系統B中等待處置。經(jīng)過(guò)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。
加藥反應系統A和氣浮機各有兩套，工序完全相同，串聯(lián)使用時(shí)，分一級和二級氣浮，二級氣浮作為一級氣浮系統的保障，進(jìn)一步去除水中的COD、石油類(lèi)、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，還可以設置相互備用的流程，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、或一套設備出現問(wèn)題時(shí)選擇運行方式。
溶氣系統包括溶氣罐，循環(huán)泵介質(zhì)為氣浮機清水池內經(jīng)過(guò)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(shí)注入溶氣罐內，充分溶解到污水中，形成溶氣水。
污泥脫水系統：選用適合含油污泥的串螺式污泥脫水工藝，采取連續或間斷脫水的方式。氣浮機刮出的浮渣和底部排出的污泥統稱(chēng)為富水污泥，富水污泥經(jīng)過(guò)管道反應器B與無(wú)機高分子脫油劑和助凝劑混合，在串螺機內的攪拌箱內攪拌，絮凝后由串螺機低端進(jìn)入，運行過(guò)程中疊片擠壓作用下濾清液落入串螺機出水箱，脫水后的污泥從高端出泥口排出。出水箱內的濾清液返回到原料水泵入口再次進(jìn)行旋渦反應器處理，脫水污泥裝袋或密閉運輸到干化系統，進(jìn)一步脫水后集中處置。串螺污泥脫水機集濃縮、脫水于一體，可以對低濃度污泥直接進(jìn)行脫水，運行過(guò)程中節能省電，功率僅為離心脫水機的1/10左右。
控制系統：根據電脫鹽排出的污水特性和結合成套設備的功能，本發(fā)明結合有自動(dòng)控制系統。利用在線(xiàn)監測數據和出水水質(zhì)，及時(shí)調整加藥、氣浮、脫水環(huán)節的操作。經(jīng)過(guò)實(shí)驗證明，單一的操作方式不能適合電脫鹽的“三高”污水預處理，僅靠利用人工操作，不僅耗費大量人力、藥劑，水質(zhì)達標依然有難度，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)變化來(lái)水工況。根據電脫鹽污水工況的實(shí)際特點(diǎn)，結合多次實(shí)驗和試運行，通過(guò)手/自動(dòng)操作控制系統，滿(mǎn)足成套設備的運行，實(shí)現本系統運行功能�？刂葡到y從實(shí)施監測原料水指標、流量、溫度到最終出水、污泥脫水、系統緊急停車(chē)全過(guò)程覆蓋。
通過(guò)監測原料水參數與出水水質(zhì)參數，經(jīng)過(guò)反復的計算，優(yōu)選出最佳控制參數，形成每一階段的控制邏輯，時(shí)時(shí)調節每種藥劑的加注量，優(yōu)化破乳、氣浮、絮凝功能，確保除油和去除COD目標實(shí)現；
通過(guò)測定水質(zhì)、藥劑加注量測算浮渣產(chǎn)生量，調節刮板運行速度，及時(shí)將產(chǎn)生的浮渣和氣浮機底部淤泥排出，控制水中的懸浮物；
根據氣浮系統的運行狀態(tài)，調節污泥脫水系統實(shí)際運行，要保證污泥脫水速度滿(mǎn)足氣浮運行的排渣速度，及時(shí)脫水，防止浮渣池溢流，避免造成環(huán)保污染事件；
控制系統同時(shí)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(dòng)操作又能實(shí)現自動(dòng)運行。全過(guò)程監控和自動(dòng)調節，對系統運行一是能夠大幅減少人工投入和勞動(dòng)強度，二是優(yōu)化運行，控制藥劑消耗、動(dòng)力消耗，降低運行成本。
通過(guò)本方法處理煉廠(chǎng)電脫鹽的污水預處理效果明顯，COD脫除率可達85％以上、石油類(lèi)脫除率達到95％以上、懸浮物脫除率最高可達99％以上；產(chǎn)生的泥渣含水率70-80％，實(shí)現污泥減量80-90％。
實(shí)驗表明，采用本方法進(jìn)行電脫鹽污水預處理后的實(shí)際運行數據，經(jīng)過(guò)3個(gè)月以上的連續運行，證明本系統運行可靠、操作簡(jiǎn)便、降低運行成本，滿(mǎn)足經(jīng)濟運行指標和技術(shù)指標。
（發(fā)明人：張日成;申昌日;羅俊彥;王志鳳;王晨）
