CN105439370B - 一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业水处理技术领域，具体说是一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，具体步骤为：步骤1，均质调节；步骤2，隔油气浮；步骤3，内循环BAF；步骤4，污泥床吸附；步骤5，A/O+沉淀系统；步骤6，臭氧催化氧化；步骤7，上流式BAF；最终处理的污水达到排放标准进行排放。本发明所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，充分利用了BAF装置的特性，既可避免活性污泥池免受水质冲击，又增加污水的处理深度，可用于劣质污水，特别是重质原油炼化污水的处理中。

Description

一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法

技术领域

本发明涉及工业水处理技术领域，具体说是一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法。所述炼化污水为高COD、高盐的重油(重质原油)炼化污水(炼油污水)。

背景技术

由于石油资源的短缺，国内越来越多的炼油厂需要生产加工重质原油。炼制重质原油产生的废水成分复杂，而且水质不稳定，污水处理厂经常受到水质冲击，导致污水处理系统不正常，处理水质不达标。

由于重质原油炼制产生的污水(简称为重油炼化污水)中含有大量环烷酸等难生化降解的有机污染物，COD可高达2000～3000mg/L，传统的生化工艺处理难以达标。同时，采用常规炼化污水工艺“隔油+两级气浮+曝气生物池+二沉池”处理劣质的重油炼化污水时，“隔油+两级气浮”物化段难以满足油水分离条件，物化段出水污染物负荷超高，造成对生化段的冲击，导致微生物大量死亡，生化段出水严重超标。

中国专利(201010200264.3)公开了一种对不达标污水进行深度处理的方法，将未达标的污水过滤后进入臭氧催化氧化塔，出水在氧化缓冲池中缓冲0.5～4h后进入内循环生物滤池。臭氧催化氧化塔可将污水中难降解的大分子有机物更加容易被氧化成为易生物降解的小分子物质，甚至直接降解为二氧化碳和水，提高污水可生化性。缓冲池中消除残余臭氧，在内循环曝气生物滤池中进一步去除污水中的有机物。

中国专利(200810092565.1)公开了一种在常规的生化处理之后增加Fenton高级氧化和BAF的处理工艺，通过Fenton氧化和BAF的进一步生化将污水中难以被常规生化处理的有机物去除，可以达到国家一级排水标准，并通过加大高级氧化池的投药量可达到回用水水质标准。

中国专利(200910018509.8)公开了一种高钙高盐工业废水处理方法，预处理系统之后为水解酸化厌氧生物处理系统，然后污水进入经过驯化的适盐菌纯氧曝气生物处理系统，再进入接触氧化膜法生物处理系统，该系统冲击式投加5～10mg/L的硝化菌，经过沉淀池之后进入BAF滤池，BAF池投加8～15mg/L的醇类或羧酸类共基质。处理盐度3.0％、钙含量500～8000mg/L、COD1250mg/L、氨氮41.3mg/L的废水，出水水质可达到COD＜60mg/L、氨氮＜5mg/L。

中国专利(201210447495.3)公开了一种含环烷酸炼油污水的组合处理方法。在传统的“除油+A/O”工艺中，A/O池前端增加BAF预处理工艺，A/O之后增加臭氧催化氧化装置，增加污水的可处理深度。

中国专利(201110418658.0)公开了一种包括一级厌氧水解酸化罐、循环式活性污泥法池、二级厌氧水解酸化次和BAF在内的四级生化处理系统处理劣质重油炼化污水处理系统，处理后水质可达到国家和地方排放标准。

BAF装置结合了接触氧化池和过滤池的特征，现已大量应用于炼化污水的处理中。重质原油炼化污水如何充分利用BAF装置，进行污水的深度处理有待研究、完善。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，充分利用了BAF装置的特性，既可避免活性污泥池免受水质冲击，又增加污水的处理深度，可用于劣质污水，特别是重质原油炼化污水的处理中。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：在A/O系统前设置了内循环BAF和污泥床，在A/O系统后设置了臭氧催化氧化系统和上流式BAF，

在A/O系统和臭氧催化氧化系统间设有二沉池，

所述内循环BAF通过滤料的截留和反冲洗流程，在水质恶劣的情况下加大反冲洗频率，保护后续A/O系统不受水质冲击；

所述污泥床接收二沉池的回流污泥对污水进行吸附作用，去除部分污染物，通过排出剩余污泥带走污染物；

所述臭氧催化氧化系统将A/O系统难生化降解的污染物氧化去除，并提高污水的可生化性；

所述上流式BAF通过滤料的过滤作用去除悬浮物，并且通过生化作用降解经过臭氧催化氧化提高了可生化性的污水，最终处理出水可以达标排放。

在上述技术方案的基础上，具体步骤为：

步骤1，均质调节：炼化污水进入调节罐进行均质调节，停留时间至少为24h，所述调节罐含罐中罐进行初步除油；

步骤2，隔油气浮：调节罐出水进入斜板隔油+涡凹/溶气两级气浮预处理除油；

步骤3，内循环BAF：经隔油气浮处理后的炼化污水进入内循环BAF，所述内循环BAF采用上流式运行，填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；

步骤4，污泥床吸附：内循环BAF产水进入污泥床，所述污泥床利用二沉池回流污泥的吸附作用吸附污水中的有机物，尤其是对分子量大难以降解的有机物吸附效果更好；

步骤5，A/O+沉淀系统：污泥床出水进入A/O系统，A/O系统对污水进行生化处理，A/O系统出水进入二沉池；

步骤6，臭氧催化氧化：二沉池出水进入臭氧催化氧化系统，所述臭氧催化氧化系统至少包括：臭氧发生系统、催化氧化反应器和稳定池；

步骤7，上流式BAF：稳定池的出水进入上流式BAF，所述上流式BAF的填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；最终处理的污水达到排放标准进行排放。

在上述技术方案的基础上，步骤3中，滤速控制为2～5m/h，气水比3:1～5:1，内循环比为100％～150％，根据水质条件控制反冲洗周期为36～72h，反洗排水进入调节罐。

在上述技术方案的基础上，步骤4中，污泥床的水力停留时间为0.5～1.5h，污泥浓度为10～15g/L，污泥回流量为来水水量的10％～20％，设置污泥浓缩斗排出系统剩余污泥。

在上述技术方案的基础上，步骤5所述A/O+沉淀系统中，

COD的容积负荷比为0.5～1.2kg COD/m³·d，A/O停留时间为12～16/40～56h，内回流比为200％～300％，污泥回流比为80％～100％，污泥浓度为3～5g/L，好氧池曝气强度为7～10m³/m²·h；

污水中大部分有机污染物、易降解的COD在A/O系统中被生化降解。

在上述技术方案的基础上，步骤6中，臭氧发生系统采用氧气源供气，臭氧浓度为70～80mg/L；

催化氧化反应器中选用经过改性的陶粒、氧化铝、分子筛、柱状活性炭或颗粒活性炭为载体的催化剂，并负载有3.0％～5.0％的铜、铁、锰、铈或钴中的一种或两种以上过渡金属元素；

臭氧投加量为20～50mg/L，反应时间为25～50min。

在上述技术方案的基础上，步骤7中，滤速控制为3～5m/h，气水比3:1～5:1，根据水质条件控制反冲洗周期为48～96h。

在上述技术方案的基础上，步骤6中，臭氧催化剂载体的改性方法为：

将载体材料与溶解于水中浓度为10％～30％的氨发生剂在120～140℃和2个大气压下处理1～2h，然后干燥处理待用；

所述氨发生剂为氨、碳酸铵或尿素。

本发明所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，充分利用了BAF装置的特性，既可避免活性污泥池免受水质冲击，又增加污水的处理深度，可用于劣质污水，特别是重质原油炼化污水的处理中。

本发明所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，为一种炼化污水的深度处理方法，在传统的“除油+A/O”工艺的A/O前端增加内循环BAF和污泥床作为预处理工艺，在A/O后端增加臭氧催化氧化和上流式BAF系统作为深度处理工艺，尤其适用于水质波动、难处理炼化污水的深度处理。

附图说明

本发明有如下附图：

图1本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，在A/O系统前设置了内循环BAF和污泥床，在A/O系统后设置了臭氧催化氧化系统和上流式BAF，

在A/O系统和臭氧催化氧化系统间设有二沉池(沉淀池)，

所述内循环BAF通过滤料的截留和反冲洗流程，在水质恶劣的情况下加大反冲洗频率，保护后续A/O系统不受水质冲击；

所述污泥床接收二沉池的回流污泥对污水进行吸附作用，去除部分污染物，通过排出剩余污泥带走污染物；

所述臭氧催化氧化系统将A/O系统难生化降解的污染物氧化去除，并提高污水的可生化性；

所述上流式BAF通过滤料的过滤作用去除悬浮物，并且通过生化作用降解经过臭氧催化氧化提高了可生化性的污水，最终处理出水可以达标排放。

在上述技术方案的基础上，具体步骤为：

步骤1，均质调节：炼化污水进入调节罐进行均质调节，停留时间至少为24h，所述调节罐含罐中罐进行初步除油；

步骤2，隔油气浮：调节罐出水进入斜板隔油+涡凹/溶气两级气浮预处理除油；

步骤3，内循环BAF：经隔油气浮处理后的炼化污水进入内循环BAF，所述内循环BAF采用上流式运行，填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；

滤速控制为2～5m/h，气水比3:1～5:1，内循环比为100％～150％，根据水质条件控制反冲洗周期为36～72h，反洗排水进入调节罐；

内循环BAF在中心提升管曝气的同时实现水力提升，污水经过滤料向下循环，填料截留污水中的悬浮固体并在表面形成生物膜层，吸附污水中的有机物进行生化降解；运行一定时间后进行反洗，将截留的悬浮物和生物膜层反洗掉，使载体重新获得截留性能，反洗排水进入调节罐；因此内循环BAF既可以实现悬浮物的截留又可以进行生化去除COD、BOD；污水水质差可以通过增大内循环BAF反洗频率，通过滤料截留和反洗为后续系统提供较为稳定的水质条件，使后续系统免受水质冲击；

步骤4，污泥床吸附：内循环BAF产水进入污泥床，所述污泥床利用二沉池(沉淀池)回流污泥的吸附作用吸附污水中的有机物，尤其是对分子量大难以降解的有机物吸附效果更好；

污泥床的水力停留时间为0.5～1.5h，污泥浓度为10～15g/L，污泥回流量为来水水量的10％～20％，设置污泥浓缩斗排出系统剩余污泥；

步骤5，A/O+沉淀系统：污泥床出水进入A/O系统，A/O系统对污水进行生化处理，A/O系统出水进入二沉池；

所述A/O+沉淀系统中：

COD的容积负荷比为0.5～1.2kg COD/m³·d，A/O停留时间为12～16/40～56h，内回流比为200％～300％，污泥回流比为80％～100％，污泥浓度为3～5g/L，好氧池曝气强度为7～10m³/m²·h；

污水中大部分有机污染物、易降解的COD在A/O系统中被生化降解；

步骤6，臭氧催化氧化：二沉池出水进入臭氧催化氧化系统，所述臭氧催化氧化系统至少包括：臭氧发生系统、催化氧化反应器和稳定池；

臭氧发生系统采用氧气源供气，臭氧浓度为70～80mg/L；

催化氧化反应器中选用经过改性的陶粒、氧化铝、分子筛、柱状活性炭或颗粒活性炭为载体的催化剂(臭氧催化剂)，并负载有3.0％～5.0％的铜、铁、锰、铈或钴中的一种或两种以上过渡金属元素；

臭氧投加量为20～50mg/L，反应时间为25～50min；

具有吸附性能的催化剂(臭氧催化剂)能够吸附污水中的有机物，在活性金属氧化物和臭氧的作用下降解，去除经过A/O生化后难以降解的COD；臭氧催化氧化还能够提高污水的可生化性，污水经过后续生化实现深度处理；

步骤7，上流式BAF：稳定池的出水进入上流式BAF，所述上流式BAF的填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；

滤速控制为3～5m/h，气水比3:1～5:1，根据水质条件控制反冲洗周期为48～96h；

上流式BAF的作用是将经过臭氧催化氧化提高可生化性的污水进一步生化降解其中的BOD，并通过滤料作用去除污水的悬浮物，最终处理的污水达到排放标准进行排放。

在上述技术方案的基础上，步骤6中，臭氧催化剂载体的改性方法为：将载体材料与溶解于水中氨、碳酸铵或尿素等氨发生剂在120～140℃和2个大气压下处理1～2h，然后干燥处理待用。

例如：将载体材料与溶解于水中浓度为10％～30％(质量百分比)的氨发生剂在120～140℃和2个大气压下处理1～2h，然后干燥处理待用；

所述氨发生剂为氨、碳酸铵或尿素。

本发明所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，具体工作过程如下：

1、预处理：炼化污水(下述简称为污水)经过提升泵提升至调节罐，经过调节罐的初步除油和均值调节，污水进入隔油气浮单元进一步除油；

2、经过预处理的污水经给水泵进入内循环BAF处理单元，污水进行循环曝气过滤，运行一段时间进行气水联合反冲洗，反冲洗水来自二沉池(沉淀池)出水，反冲洗排水进入调节罐；

3、内循环BAF出水进入污泥床，利用沉淀池回流的污泥吸附污水中的污染物，剩余污泥通过污泥床污泥浓缩排出；

4、污水再进入A/O处理单元进行生化处理，去除污水中的大部分的污染物，二沉池(沉淀池)污泥部分回流至污泥床，部分回流至A池；

5、经过A/O单元处理后污水中还含有部分难生物降解的污染物，经过臭氧催化氧化降解去除，或者经过臭氧催化氧化降低污染物分子量提高其可生物降解性，臭氧催化氧化后污水经过稳定池排除污水中残留的臭氧，避免对后续生化产生抑制作用；

6、经过臭氧催化氧化的污水进入上流式BAF，再次进行生化降解去除污水中的BOD和COD，上流式BAF的反冲洗水来自外排清水池，反冲洗排水进入流程中的污泥床；

经过上述系列流程处理的污水最终达标排放。

以下为实施例。

实施实例1：

按照上述流程对某炼油厂污水进行处理，主要处理单元工艺条件如下：

内循环BAF填料为无烟煤，滤速3m/h，气水比3:1，内循环比150％，反冲洗周期48h；

污泥床停留时间为1.0h，污泥床内污泥浓度10g/L，污泥回流量20％；

A/O池的COD容积负荷为0.8kg COD/m³·d，停留时间为12/48h，内回流比300％，污泥回流比80％，污泥浓度为4g/L，曝气强度为8m³/m²·h；

臭氧催化氧化系统采用的催化剂为改性陶粒载体负载3.0％的铈元素，臭氧投加量为40mg/L，氧化时间30min；

上流式BAF采用陶粒填料，滤速为5m/h，气水比4:1，反冲洗周期为72h。各单元处理效果见表1：

表1.工艺各单元处理出水水质表

实施实例2：

按照上述流程对某炼化厂含盐污水进行处理，主要处理单元工艺条件如下：

内循环BAF填料为麦饭石，滤速2m/h，气水比3:1，内循环比150％，反冲洗周期36h；

污泥床停留时间为1.5h，污泥床内污泥浓度13g/L，污泥回流量20％；

A/O池的COD容积负荷为1.2kg COD/m³·d，停留时间为16/56h，内回流比300％，污泥回流比80％，污泥浓度为5g/L，曝气强度为10m³/m²·h；

臭氧催化氧化系统采用的催化剂为改性柱状活性炭载体负载3.0％的铜和2.0％的铈元素，臭氧投加量为50mg/L，氧化时间30min；

上流式BAF采用沸石填料，滤速为5m/h，气水比5:1，反冲洗周期为48h。各单元处理效果见表2：

表2.工艺各单元处理出水水质表

实施实例3：

按照上述流程对某炼化厂含盐污水进行处理，主要处理单元工艺条件如下：

内循环BAF填料为纤维球，滤速5m/h，气水比3:1，内循环比150％，反冲洗周期48h；

污泥床停留时间为1.5h，污泥床内污泥浓度10g/L，污泥回流量10％；

A/O池的COD容积负荷为1.0kg COD/m³·d，停留时间为14/48h，内回流比300％，污泥回流比90％，污泥浓度为5g/L，曝气强度为10m³/m²·h；

臭氧催化氧化系统采用的催化剂为改性氧化铝载体负载3.0％的锰和3.0％的铜元素，臭氧投加量为40mg/L，氧化时间50min；

上流式BAF采用无烟煤填料，滤速为3m/h，气水比5:1，反冲洗周期为72h。各单元处理效果见表3：

表3.工艺各单元处理出水水质表

本发明所述结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，在预处理与A/O之间设置了内循环BAF和污泥床，增加污水预处理效果，避免A/O受到水质冲击；在A/O之后设置了臭氧催化氧化和上流式BAF工艺，提高污水的处理深度。BAF填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种。臭氧催化氧化装置的催化剂采用经过预处理的载体，且负载具有活性的过度金属元素氧化物，所述载体预处理方法为采用氨发生剂进行预处理。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：在A/O系统前设置了内循环BAF和污泥床，在A/O系统后设置了臭氧催化氧化系统和上流式BAF，

在A/O系统和臭氧催化氧化系统间设有二沉池，

所述内循环BAF通过滤料的截留和反冲洗流程，在水质恶劣的情况下加大反冲洗频率，保护后续A/O系统不受水质冲击；

所述污泥床接收二沉池的回流污泥对污水进行吸附作用，去除部分污染物，通过排出剩余污泥带走污染物；

所述臭氧催化氧化系统将A/O系统难生化降解的污染物氧化去除，并提高污水的可生化性；

所述上流式BAF通过滤料的过滤作用去除悬浮物，并且通过生化作用降解经过臭氧催化氧化提高了可生化性的污水，最终处理出水可以达标排放；

具体步骤为：

步骤1，均质调节：炼化污水进入调节罐进行均质调节，停留时间至少为24h，所述调节罐含罐中罐进行初步除油；

步骤2，隔油气浮：调节罐出水进入斜板隔油+涡凹/溶气两级气浮预处理除油；

步骤3，内循环BAF：经隔油气浮处理后的炼化污水进入内循环BAF，所述内循环BAF采用上流式运行，填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；

步骤4，污泥床吸附：内循环BAF产水进入污泥床，所述污泥床利用二沉池回流污泥的吸附作用吸附污水中的有机物；

步骤5，A/O+沉淀系统：污泥床出水进入A/O系统，A/O系统对污水进行生化处理，A/O系统出水进入二沉池；

步骤6，臭氧催化氧化：二沉池出水进入臭氧催化氧化系统，所述臭氧催化氧化系统至少包括：臭氧发生系统、催化氧化反应器和稳定池；

步骤7，上流式BAF：稳定池的出水进入上流式BAF，所述上流式BAF的填料为陶粒、沸石、无烟煤、麦饭石、纤维球和氧化铝中的任意一种；最终处理的污水达到排放标准进行排放。

2.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤3中，滤速控制为2～5m/h，气水比3:1～5:1，内循环比为100％～150％，根据水质条件控制反冲洗周期为36～72h，反洗排水进入调节罐。

3.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤4中，污泥床的水力停留时间为0.5～1.5h，污泥浓度为10～15g/L，污泥回流量为来水水量的10％～20％，设置污泥浓缩斗排出系统剩余污泥。

4.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤5所述A/O+沉淀系统中，

COD的容积负荷比为0.5～1.2kg COD/m3·d，A/O停留时间为12～16/40～56h，内回流比为200％～300％，污泥回流比为80％～100％，污泥浓度为3～5g/L，好氧池曝气强度为7～10m3/m2·h；

污水中大部分有机污染物、易降解的COD在A/O系统中被生化降解。

5.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤6中，臭氧发生系统采用氧气源供气，臭氧浓度为70～80mg/L；

催化氧化反应器中选用经过改性的陶粒、氧化铝、分子筛、柱状活性炭或颗粒活性炭为载体的催化剂，并负载有3.0％～5.0％的铜、铁、锰、铈或钴中的一种或两种以上过渡金属元素；

臭氧投加量为20～50mg/L，反应时间为25～50min。

6.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤7中，滤速控制为3～5m/h，气水比3:1～5:1，根据水质条件控制反冲洗周期为48～96h。

7.如权利要求1所述的结合曝气生物滤池处理炼化污水的工艺方法，其特征在于：步骤6中，臭氧催化剂载体的改性方法为：

将载体材料与溶解于水中浓度为10％～30％的氨发生剂在120～140℃和2个大气压下处理1～2h，然后干燥处理待用；

所述氨发生剂为氨、碳酸铵或尿素。