一種石化廢水深度處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石化廢水深度處理，屬于難生物降解污水深度凈化的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)污水的排放量日益增加，工業(yè)污水的排放對(duì)流域環(huán)境 及居民健康可能造成嚴(yán)重影響，其中石化行業(yè)污水的排放對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害更為巨大。石 化公司加工的原油種類多，更換頻繁，導(dǎo)致污水水質(zhì)波動(dòng)大，成分復(fù)雜，COD含量高、生化性 差，烴類及其衍生物等難降解物質(zhì)多，處理和回用難度大。
[0003] 石化污水通常通過預(yù)處理后進(jìn)入生化池，在微生物的作用下去除大部分可生物降 解污染物，但是二級(jí)出水中還含有一些難降解有機(jī)物及膠體物質(zhì)和未能沉淀的懸浮物，達(dá) 不到工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前國(guó)內(nèi)開始有一些臭氧催化氧化+生物處理組合工 藝的應(yīng)用研究，雖然克服了直接臭氧氧化存在臭氧利用率低、投加量大、反應(yīng)速度慢、底物 選擇性和能耗高等問題，但是催化氧化反應(yīng)器出水中仍還有一定濃度的臭氧及羥基自由基 (·0H)，具有強(qiáng)氧化和殺菌作用，不能直接進(jìn)入后生化系統(tǒng)，需要穩(wěn)定一定時(shí)間才能將殘留 的臭氧及羥基自由基（· 0H)完全分解，確保其不對(duì)生物池中微生物產(chǎn)生毒害作用才能 進(jìn)入。而且羥基自由基（·〇Η)具有極強(qiáng)氧化能力，與大多數(shù)有機(jī)污染物都可以發(fā)生快速的 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，無選擇性地把難降解物質(zhì)氧化成C02、H2O或礦物鹽，氧化徹底，無需接后續(xù)生化 處理工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種克服臭氧氧化利用率低、投加量大、反應(yīng) 速度慢、底物選擇性和能耗高的問題，又可以利用臭氧催化產(chǎn)生羥基自由基的強(qiáng)氧化性將 污染物徹底降解轉(zhuǎn)化，滿足出水要求的石化廢水深度處理方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術(shù)方案：一種石化廢水深度處理方法，包括下述 步驟： a.將石化廢水二級(jí)處理出水排入污水池，由進(jìn)水栗提升進(jìn)入機(jī)械混凝沉淀池，同時(shí) 向混凝反應(yīng)池中投混凝劑PAC和絮凝劑PAM，PAC投加點(diǎn)設(shè)在混合池進(jìn)水端，PAM投加點(diǎn) 設(shè)在絮凝池進(jìn)水口，絮凝時(shí)間10_20min，根據(jù)石化廢水的水質(zhì)條件，確定PAC的投加量為 10-30mg/L，PAM的投加量為0. 2-0. 8mg/L，沉淀后出水進(jìn)入一級(jí)過濾器，濾除剩余的固體懸 浮物，過濾后出水流入中間水池。采用混凝沉淀過濾對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，可以有效去除污水 中的懸浮物、菌膠團(tuán)和膠體等污染物。一方面可以防止大顆粒污染物堵塞催化氧化反應(yīng)器， 保證反應(yīng)器正常運(yùn)行，穩(wěn)定出水；防止膠體和其他粘性顆粒覆蓋于催化劑表面，影響催化劑 的催化效果；另一方面提前去除這些污染物可以減少臭氧催化氧化段的反應(yīng)負(fù)荷，減少臭 氧的投加量，降低運(yùn)行費(fèi)用。
[0006] b.中間水池中的污水經(jīng)提升栗送入催化氧化反應(yīng)器，水力停留時(shí)間0. 5-1. 5h，進(jìn) 水同時(shí)投加臭氧，臭氧投加量20-50mg/L，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；布水器為316L，臭氧專用微 孔曝氣器材質(zhì)為鈦合金。該反應(yīng)器設(shè)有反洗系統(tǒng)，可有效保證催化劑層不堵塞，反洗周期I 次/2周，每次15min。
[0007] c.催化氧化反應(yīng)器出水自流通過管道混合器，在管道混合器內(nèi)投加絮凝劑PAC， PAC的投加量為2-4mg/L，混合后的污水進(jìn)入二級(jí)過濾器進(jìn)行微絮凝和過濾處理，濾后清水 進(jìn)入清水池，滿足排放或回用要求。
[0008] 作為優(yōu)選，催化氧化反應(yīng)器中裝有3-4_的固體顆粒催化劑，所述固體顆粒催化 劑為多相催化劑。固體顆粒催化劑的填充量為有效容積的2/3,每年只需補(bǔ)充5%的損失量。 反應(yīng)pH值6-9,反應(yīng)溫度常溫，不需要加熱。催化劑將臭氧轉(zhuǎn)化為羥基自由基，羥基自由基 (· 0H)具有極強(qiáng)的得電子能力也就是氧化能力，與大多數(shù)有機(jī)污染物都可以發(fā)生快速的鏈 式反應(yīng)，無選擇性地把難降解物質(zhì)氧化成C02、H2O或礦物鹽，實(shí)現(xiàn)徹底礦化，無需接后續(xù)生 化處理工藝。
[0009] 作為優(yōu)選，多相催化劑以Fe203、Mn02、CuO、CoO為活性組分，配比為1:1:2:2,按比 例混合、球磨和篩分處理，以Al2O3、粉煤灰、石灰石、粘土為載體，配比為50:20:3:6,按比例 混合、球磨和篩分處理，處理后的活性組分按質(zhì)量百分比3-10%與處理后的載體充分混合 后，加水浸漬8h，團(tuán)成3-4mm的球粒，105°C干燥12小時(shí)后焙燒，焙燒溫度1000°C -1200°C， 焙燒時(shí)間15min-30min，自然冷卻后得此多相催化劑。
[0010] 本發(fā)明所用催化劑具有下述特點(diǎn)： (1) 催化效率高。本發(fā)明使用的催化劑產(chǎn)品活性催化組份多樣，避免了催化組份單一 所面臨的適應(yīng)面窄的問題，具有廣泛的適用性。在短時(shí)間內(nèi)能夠催化臭氧產(chǎn)生大量羥基 自由基，羥基自由基氧化性更強(qiáng)，能使有機(jī)物在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化分解，顯著提高了臭氧的利用 率； (2) 催化劑使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明使用催化劑機(jī)械強(qiáng)度高、不溶于水、密度適中以及催 化活性組份均勻固結(jié)于催化劑載體的表面及微孔之中，故該催化劑使用壽命長(zhǎng)，不易流 失； (3) 臭氧催化低成本運(yùn)行的關(guān)鍵是控制催化進(jìn)程，達(dá)到有機(jī)物空間結(jié)構(gòu)改變，形成膠體 即可通過膠體絮凝去除，而不進(jìn)行耗能更高的完全礦化，耗能是完全礦化的1/4 ; (4) 臭氧催化氧化反應(yīng)器設(shè)有催化劑反洗和再生系統(tǒng)，可有效保證反應(yīng)器的正常穩(wěn)定 運(yùn)行。
[0011] 本發(fā)明有益效果：1)本發(fā)明中的預(yù)處理工段有效去除污水中的懸浮物、菌膠團(tuán)和 膠體等污染物，防止大顆粒污染物堵塞、膠體和其他粘性物質(zhì)覆蓋于催化劑表面，保證催化 劑的催化效果；預(yù)處理去除這些污染物可以減少臭氧催化氧化段的反應(yīng)負(fù)荷，減少臭氧的 投加量，降低運(yùn)行費(fèi)用。
[0012] 2)控制臭氧投加濃度，使反應(yīng)器內(nèi)羥基自由基能將污水中難降解物質(zhì)氧化成C02、 H2O或礦物鹽，實(shí)現(xiàn)徹底礦化。無需后續(xù)的生化處理工藝，不需設(shè)置臭氧催化穩(wěn)定池，可節(jié)省 約50%的占地和相應(yīng)的土建投資費(fèi)用。
[0013] 3)本方法運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低（每噸污水新增處理成本約為0.6元）、運(yùn)行 管理簡(jiǎn)單、占地面積小、基建投資少。處理后的出水水質(zhì)清澈透明，懸浮物< 5mg/L，COD < 50mg/L，石油類< 5mg/L，經(jīng)本工藝組合后可有效去除水中的苯酚、氰化物等生物毒性物 質(zhì)，去除率可以達(dá)95%以上，色度的去除率達(dá)80-99%。處理后出水水質(zhì)能夠達(dá)到石化企業(yè)回 用水標(biāo)準(zhǔn)，減少了有機(jī)物的排放量，產(chǎn)生了積極地社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧發(fā)展。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn) 方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料，如無特殊說明，均為自 常規(guī)生化試劑商店購(gòu)買得到的。
[0016] 實(shí)施例1 : 江蘇某煉化公司日處理廢水量2000m3/d，目前采用二級(jí)生化工藝進(jìn)行處理。為實(shí)現(xiàn)污 水的綜合回用，擬對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行升級(jí)改造，在原有二級(jí)生化處理工藝基礎(chǔ)上增加深度處 理單元。采用本發(fā)明混凝沉淀+臭氧催化氧化+微絮凝組合工藝方法(流程見附圖1)對(duì)二 級(jí)生化出水進(jìn)行深度處理。
[0017] 1)將二級(jí)生化出水（水質(zhì)分析見表1)經(jīng)栗提升，進(jìn)入混凝沉淀+過濾器1進(jìn)行 預(yù)處理，混凝沉淀池投加 PAC和PAM的濃度分別為10-30mg/L和0. 2-0. 8mg/L，投加濃度需 要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定； 2)過濾器1出水進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)器（臭氧催化氧化反應(yīng)器中的多相催化劑為： 3-4mm固體顆粒多相催化劑，活性成分試驗(yàn)確定），并同時(shí)投加的臭氧進(jìn)行接觸氧化反應(yīng)， 反應(yīng)I. 2h ;臭氧的投加濃度為40mg/L污水；多相催化劑以Fe203、Mn02、CuO、CoO為活性組 分，配比為1:1:2:2,按比例混合、球磨和篩分處理。以Al2O3、粉煤灰、石灰石、粘土為載體， 配比為50:20:3:6,按比例混合、球磨和篩分處理。處理后的活性組分按質(zhì)量百分比3-10% 與處理后的載體充分混合后，加水浸漬8h，團(tuán)成3-4mm的球粒，105°C干燥12小時(shí)后焙燒，焙 燒溫度l〇〇〇°C -1200°C，焙燒時(shí)間15min-30min，自然冷卻后得此多相催化劑。
[0018] 3)氧化反應(yīng)器出水自流通過管道混合器，投加 PAC濃度2-4mg/L，混合后進(jìn)入過 濾器2,過濾器內(nèi)石英砂濾料粒徑1_，完成微絮凝處理，進(jìn)一步去除水中殘留的細(xì)小懸浮 物； 4)排水自流進(jìn)入清水池，并通過自流或栗排出，該出水的水質(zhì)分析見表1。
[0019] 5)反沖洗栗為過濾器1和過濾器2的反沖洗提供反洗水。
[0020] 表1、處理前和處理后的水質(zhì)分析
由表1可知，經(jīng)本發(fā)明的方法處理后的出水水質(zhì)清澈透明，COD < 50mg/L，完全達(dá) 到石化企業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)，減少了有機(jī)物的排放量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石化廢水深度處理方法，包括下述步驟： a. 將石化廢水二級(jí)處理出水排入污水池，由進(jìn)水栗提升進(jìn)入混凝沉淀池，同時(shí)向混凝 反應(yīng)池中投絮凝劑PAC和PAM，根據(jù)石化廢水的水質(zhì)條件，確定PAC的投加量為10-30mg/ L，PAM的投加量為0. 2-0. 8mg/L，沉淀后出水進(jìn)入一級(jí)過濾器，濾除剩余的固體懸浮物，過 濾后出水流入中間水池； b. 中間水池中的污水經(jīng)提升栗送入催化氧化反應(yīng)器，停留時(shí)間0. 5-1. 5h，進(jìn)水同時(shí)投 加臭氧，臭氧投加量20-50mg/L，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)； c. 催化氧化反應(yīng)器出水自流通過管道混合器，在管道混合器內(nèi)投加絮凝劑PAC，PAC的 投加量為2-4mg/L，混合后的污水進(jìn)入二級(jí)過濾器進(jìn)行微絮凝和過濾處理，濾后清水進(jìn)入清 水池，滿足排放或回用要求。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化廢水深度處理方法，其特征在于催化氧化反應(yīng)器中 裝有3-4mm的固體顆粒催化劑，所述固體顆粒催化劑為多相催化劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石化廢水深度處理方法，其特征在于多相催化劑以 Fe2O3' Mn02、CuO、CoO為活性組分，配比為1:1:2:2,按比例混合、球磨和篩分處理，以A120 3、 粉煤灰、石灰石、粘土為載體，配比為50:20:3:6，按比例混合、球磨和篩分處理，處理后的活 性組分按質(zhì)量百分比3-10%與處理后的載體充分混合后，加水浸漬8h，團(tuán)成3_4mm的球粒， 105°C干燥12小時(shí)后焙燒，焙燒溫度1000°C _1200°C，焙燒時(shí)間15min-30min，自然冷卻后得 此多相催化劑。
【專利摘要】一種石化廢水深度處理方法，包括下述步驟：a.將石化廢水二級(jí)處理出水排入污水池，由進(jìn)水泵提升進(jìn)入混凝沉淀池，同時(shí)向混凝反應(yīng)池中投絮凝劑PAC和PAM，根據(jù)石化廢水的水質(zhì)條件，確定PAC的投加量為10-30mg/L，PAM的投加量為0.2-0.8mg/L，沉淀后出水進(jìn)入一級(jí)過濾器，濾除剩余的固體懸浮物，過濾后出水流入中間水池；b.中間水池中的污水經(jīng)提升泵送入催化氧化反應(yīng)器，停留時(shí)間0.5-1.5h，進(jìn)水同時(shí)投加臭氧，臭氧投加量20-50mg/L，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；c.催化氧化反應(yīng)器出水自流通過管道混合器，在管道混合器內(nèi)投加絮凝劑PAC，PAC的投加量為2-4mg/L，混合后的污水進(jìn)入二級(jí)過濾器進(jìn)行微絮凝和過濾處理，濾后清水進(jìn)入清水池，滿足排放或回用要求。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號(hào)】CN105060633
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510475079
【發(fā)明人】王洪春, 黃政新, 吳波, 莫新強(qiáng)
【申請(qǐng)人】鵬鷂環(huán)保股份有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程設(shè)計(jì)院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日