含油废水的处理工艺

含油废水的处理工艺内容摘要：

质好，设备投资小，操作方便，但反冲洗操作要求较高。 絮凝和混凝也 是工业水处理当中的常用技术手段。 絮凝法主要用于去除乳化油，絮凝剂一般分为无机絮凝剂、复合絮凝剂以及有机高分子絮凝剂。 目前主要研究方向为无机高分子絮凝剂和复合絮凝剂。 无机高分子絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合体系，如聚氯化铝、聚硫酸铁、聚硅氯化铝、聚硅硫酸铝和聚硅硫酸铁等。 常用的有机絮凝剂是聚丙烯酞胺， ZB 型阳离子有机絮凝剂等。 乳化油通过絮凝剂进行破乳后，还需要进一步处理，才能达到排放标 准。 混凝是工业水处理当中的一个重要方法，用以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。 它的原理是通过向废水中投 加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水。 在石化废水的处理中，混凝可降低水中的浊度、色度、某些无机或有机污染物，如油、硫、砷、表面活性物质、放射性物质、浮游生物和藻类等。 国内目前含油污水处理普遍采用的是 “老三套 ”处理工艺，即 “隔油 混凝 过滤 ”或 “隔油 气浮 过滤 ”工艺。 这些工艺都是由上述的常规处理工艺组合而成，主要针对含油污水中的油和机械杂质进行分离处理，其目标主要是实现污水的回注，并未包含污水外排的一些指标，如 COD、 BOD氨氮等。 实践表明，用 “老三套 ”注水处理工艺无法使含油 污水达标排放。 如果这些不达标的含油废水排入水体当中，就会在水中形成油膜，阻碍大气复氧，同时有机物的分解会消耗水中 毕业设计（论文）专用纸 4 的溶解氧，造成水生动植物因缺氧死亡，有机物分解的过程当中还会放出二氧化碳，使水体 pH 下降。 进而使水体变臭，水质恶化，影响水资源的利用价值。 为满足污水外排的标准，一般的污水外排处理工艺是在 “老三套 ”的基础上增加生化处理单元。 主要包括活性污泥法、 SBR 法、生物接触氧化法、氧化塘法以及曝气生物滤池法等。 但是由于油田污水成分复杂、可生化性差、温度高，矿化度大，因此在处理工艺的选择和实际工艺的运行上比普通生 化技术有更高的要求。 传统技术包括混凝、沉淀、过滤、消毒等单元，具有占地面积大，操作复杂，出水水质不稳定等缺点。 当前膜分离、氧化技术和生物深度处理技术是处理石油、化工等行业废水研究的热点。 膜技术被称为是 21 世纪的水处理技术，是近 40 年来发展最迅速、应用最广泛的技术。 膜技术在水处理中应用的基本原理是 :利用水溶液中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液 (原水 )进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。 与传统水处理技术相比，膜技术具有节能、投资少、操 作简便、处理效率高等优点，膜技术的应用给人类带来了巨大的环境和经济效益。 氧化技术主要包括强氧化剂氧化、臭氧氧化、光催化氧化以及湿式氧化等。 强氧化剂氧化的报道最早见于美国， 80 年代美国对石油污染的地下水中的高分子烃类采用硝酸盐和过氧化物氧化的方法处理，效果很好。 1992 年美国《石油学会文集》中，介绍了降解和清除聚合物注入后的残留物的方法，主要是采用氧化法，用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂，阴离子型水溶液聚合物诸如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸脂等可以被上述方法分解，加入氧化剂放置 4h 一 12h，可以使聚合 物分解至微量。 这种方法的优点是成本较低，用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂是用过氧化氢或过硼酸钠的 1/5，污染物的去除率也较高，但条件控制不好会产生二次污染，且不能回收废水中的有用物质。 臭氧氧化法主要是利用臭氧改变高分子污染物的分子结构，使长链分子部分断裂，大分子降解为小分子，从而使该废水用传统的生化方法易于处理。 这种方法主要用于传统生化处理方法是预处理，单独用此方法处理效果不明显。 毕业设计（论文）专用纸 5 光催化氧化降解法是目前研究的处理含油废水的另一高级氧化技术。 美国研究光催化氧化水中可能含有的 21 种有机污染物，最终产物都是二 氧化碳，光源是太阳光，催化剂是 TiO ZnO、 CdS、 和 Fe2+。 其成本很低，不产生二次污染，但受自然条件限制，不易完全反应。 ④ 生物深度处理具有去除污染物的种类多、效率高、抗冲击能力强且运行费用低等优点，再经过絮凝、过滤等后处理，能够获得良好的回用水。 现有的生物处理技术主要包括生物强化技术、生物固定化技术以及曝气生物滤池技术。 生物强化技术主要是通过向废水中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌种，以改善原处理系统的能力，达到对某一类有害物质的去除或某方面性能优化的目的。 生物固定化 技术是强化技术与一般生物处理技术相结合的产物，用于废水处理，是近年来发展起来的废水处理新技术。 在水处理当中采用固定化细胞，可以提高生物反应器内的微生物浓度，有利于反应后的固液分离，有利于去除氨氮、高浓度有机物以及某种难降解的物质，是一种高效低能耗、运转管理容易、十分有前途的废水处理技术。 经过对污水水质及出水水质要求的分析，并在老三套工艺的基础上进行优化改进，决定采用隔油 —气浮 —SBR 法。 设计资料与依据 设计资料 （ 1） 污水来源：工业废机油、柴油、生活废食用油等。 （ 2） 进水水质： SS=800mg/L。 酸性部分： Q=500t/d， COD=500mg/L，BOD=280mg/L， PH=(含 HCl)，油 =56mg/L，来自工业废机油、柴油； 碱性部分： Q=300t/d， COD=480mg/L，BOD=220mg/L， PH=(含 NaClO、洗涤剂 )，油 =21mg/L，主要为食用油 (3) 设计量与水质 设计水量： 800t/d 出水执行《中华人民共和国污水综合排放标准》 （ GB89781996）二级标准，具体排放标准如下： COD≤150mg/L； BOD5≤60mg/L； SS≤200mg/L； NH3N≤25mg/L；油 ≤10mg/L；PH=69。 毕业设计（论文）专用纸 6 设计依据 《中华人民共和国环境保护法》； 《中华人民共和国污水综合排放标准》（ GB89781996）； 《总图制图标准》（ GB/T501032020）； 《室外排水设计规范》（ GBJ1487）； 《建筑制图标准》（ GB/T501042020）； 《给水排水制图标准》（ GB/T501062020）。 设计内容 设计任务 （ 1）根据污水水质情况，地形等相关资料，确定污水与污泥处理流程； （ 2）对污水与污泥处理流程中处理构筑物进行工艺计算，确定其型式，数量与尺寸，以及主要设备型号和数量等； （ 3）构筑物的总体布置和污水，污泥处理流程的高程设计； （ 4）构筑物工程造价计算； （ 5）编写计算书； （ 6）绘制 68 张图纸（ A3 及以上图幅），主要包括平面图，高程图，相关构筑物设计图等。 绘图要求 按照机械制图规范， CAD 绘制平面布置图、高程图及构筑物设计图 纸。 处理程度计算 在排放水体之前，都必须进行适当程度的处理，使处理后的污水水质达到允许的排放浓度。 污水的处理程度的计算公式为： %100 i eiC CC 式中 :  ——污水的处理程度（％） iC ——未处理污水中某种污染物的平均浓度（ mg/L） eC ——允许排入水体的 已处理污水中某种污染物的平均浓度（ mg/L） 毕业设计（论文）专用纸 7 （ 1）石油类去除率 %%1 0056 10561 。 %%10 021 10212  (2)COD 去除率 %70%1 005 001 505 001 。 %%100480 1504802  (3)BOD5 去除率 %%100280 602801 。 %%10 022 06022 02  污水预处理 在对两部分污水 进行除油及综合处理之前，考虑先将两部分污水进行混合，以达到酸碱中和达到以污治污的目的。 酸性废水中 H+的浓度： LLLC H /m o )(  酸性废水中 H+的量为： n(H+)=500103105mol= 碱性废水中 H+的浓度： C(H+)=19101 101 mol/L=1010mol/L 故碱性废水中 OH的浓度： C(OH)=10 101  mol/L=105mol/L 故碱性废水中 OH的量为： n(OH)=2300103105mol=6mol 故将酸碱污水混合后： C(OH)=106mol/L 换算成 PH 为。 由处理程度公式计算： 油分去除率： η= 771077 100%=% COD 去除率： η= 980150980 100%=% BOD5 去除率： η= 50060500 100%=% SS 去除率： η= %100800202000  =75% 毕业设计（论文）专用纸 8 第 2章 污水处理工艺的选择和可行性分析 选择污水处理工艺的原则 污水处理工艺技术方案在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少，运行管理方便的先进工 艺；所用污水和污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；污泥及残渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程用地。 污水处理方案的确定 含油污水组成复杂、排放量大、污染物种类多、对环境危害大，其中主要污染物有工业废机油、柴油、食用油等油类，此外还含有洗涤剂、硫化物、挥发酚、NH3 以及其他的一些有毒物质。 COD 含量相对较高，难降解物质多，而且受到其中酸碱的影响，污水 PH 变化较大。 针对此类含油废水的这种特点，一般采用隔油 —气浮 —生化法处理。 通过对各种生化法工艺的初步判定，现将工艺锁定在以下两种 ： 法（ Sequencing Batch Reactor） SBR 法又称序批式间歇活性污泥法，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和静置五个基本过程组成，所有处理过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。 特点为工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般不设调节池，可节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活。 缺点是抗浓度变化能力差，发生污泥膨胀少但处理困难，存在浮渣问题，水头损失大，池容利用不理想。 A/O 法又称前置式缺氧 —好氧生物脱氮工艺，是目前广泛采用的一种脱氮 工艺。 该工艺将反硝化段设在系统的前面，氨氮在好氧段通过硝化反应生成硝酸盐，硝酸盐通过内循环回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有机物作为碳源进行反硝化脱氮。 沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥经处理后排放。 经过生产实践证明， SBR 工艺处理含油废水，技术先进，运行可靠，具有 毕业设计（论文）专用纸 9 良好去除有机物效果，出水水质符合国家标准。 表 21 工艺方案比较 工艺 内容 SBR 工艺 A/O 工艺 技术可行性 先进、成熟、应用广 先进、成熟、应用广 水质指标 出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化有一定的适应性 出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化的适应性较好 基础建设费用 较高 不太高 运行费用 较高 较高 运行 管理 运转 操作单元较多复杂 操作单元较少方便 维修 维修困难 维修较简单 占地 较大 较小 要求管理水平 高 较高 环境影响 噪音较大、臭味较小 噪音较大、臭味较小 结论：经过比较， SBR 工艺反应池的进水、曝气、排水过程变化频繁，对污水处理厂设备仪表的要求较高，基建费用高；而且不连续出水，使得 SBR 工艺串联其他连续工艺时较为困难，不利于扩大规模，但 考虑到污水水质不含有氨氮的本身原因，故选择选择隔油 —气浮 —SBR 工艺比较经济实用，而且参考国内处理相同水质的污水处理厂，此法法应用也较为广泛，前景甚好。 (1)技术方面：技术先进，所处理的污水能够满足国家指定的污水排放标准，自动化设备的使用也使操作管理十分方便。 (2)经济方面：采用新的工艺后，减少了污泥的产量，占地面积小，基建费用较少，运行费用低。 隔油 —气浮 —SBR 工艺流程图： 毕业设计（论文）专用纸 10 图 21 工艺流程图 毕业设计（论文）专用纸 11 3 污水处理系统 泵房 设计依据 （ 1）应根据远近期污 水量确定污水泵站的规模。 泵站设计流量与进水管至设计流量相同。 （ 2）污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内，集水池和机器间需用防水隔墙分开，不允许渗漏。 做法按结构设计规范要求。 （ 3）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位 米的防水措施，具体设计见规范。 （ 4）泵站位置应结合规划要求，鉴于排水需要提升的管段，且距排放水体较近的地。