專利名稱：一種污水回收利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理方法，更具體地是一種包括油田開采和石油加工過程的含油污水的回收利用方法。
水是地球上一切生命賴以生存的基本物質(zhì)之一。隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，缺水已是世界許多國家面臨的重大問題，但是，每天又有大量的生產(chǎn)和生活污水被排放掉，其中相當(dāng)部分未能很好的回收利用。例如，開采石油過程中，同時(shí)有大量的地下水和石油混合在一起，它們通過三相分離器，分離出天然氣、油和水，即產(chǎn)生大量的含油污水，在石油加工中也同樣要除去產(chǎn)生大量污水，目前這些含油污水是通過常規(guī)的隔油、浮選除去油和浮渣，再經(jīng)生化處理，達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。例如石油化工廠，一個(gè)加工300萬噸/年原油的煉油廠，每年經(jīng)生化處理后排放的污水達(dá)300～500萬噸，為了維持正常生產(chǎn)，每年需要500～600萬噸的新鮮水。如果我們將石油開采和石油化工生產(chǎn)中的排放的污水進(jìn)一步處理使其達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，將是解決缺水地區(qū)特別是北方地區(qū)用水的重要措施之一，而且因不排污水，將會(huì)極大地減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。
對(duì)于污水回收利用技術(shù)和設(shè)備也有報(bào)道，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?9112689.0公開的“膜法煉油污水回收利用工藝及其設(shè)備”技術(shù)，是將污水進(jìn)入混合槽，處理后進(jìn)入沉淀池，在集水槽內(nèi)進(jìn)一步混合，在氣浮室去除雜質(zhì)，然后進(jìn)入清水池，再泵入高效精密濾器，再進(jìn)入中空超濾裝置處理后進(jìn)入超濾水池，最后泵入鍋爐循環(huán)水路。該方法的缺點(diǎn)是只適用于煉油廠生化處理符合國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的污水，適用污水范圍窄；該方法流程復(fù)雜，設(shè)備較多，投資大；混凝劑和助凝劑在混合槽內(nèi)混合，成礬時(shí)間2分鐘，混合槽體積較大，而且還必須在混合槽內(nèi)安裝攪拌設(shè)備，因此投資大，占地多，而且耗電；成礬后的污水采用自然沉降，由于絮狀物的比重和水的比重的差值較小，因此沉淀時(shí)間較長，而且沉降池的體積大，同樣也會(huì)增加投資和占地面積。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種適用于多種污水回收利用的處理方法。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案污水先經(jīng)隔油罐、高效聚結(jié)除油器除去部分浮油、游離油和溶解油，或直接在其中依次加入助凝劑、混凝劑和臭氧，并相應(yīng)的通過管道混合器混合，中間還要經(jīng)過旋風(fēng)分離器或斜管沉降器，過濾器、5μm保安過濾器、中空纖維裝置得到合格的回用水，少量的濃水返回循環(huán)處理。
本發(fā)明的方法包括以下步驟
1．在5～40℃、0.1～0.4MPa下污水依次進(jìn)入隔油罐、高效聚結(jié)除油器，除去95％以上的油和/或通過管道加入助凝劑，其加入量為1～10mg/l污水，最佳為3～5mg/l，進(jìn)入第一級(jí)管道混合器混合后的含助凝劑污水在5～40℃、0.1～0.4MPa下加入混凝劑，其加入量為1～30mg/l，最佳是5～15mg/l，進(jìn)入第二級(jí)管道混合器，混合后10秒鐘成礬，再進(jìn)入旋風(fēng)分離器或斜管沉降器，污泥和其它沉淀物被排放，所述的助凝劑為水解聚丙烯酰胺，所述的混凝劑為復(fù)合聚合鋁；2．由步驟(1)分離出的5～40℃污水，于0.1～0.4MPa下進(jìn)入單料、雙料或多料過濾器，除去懸浮物和部分油，一部分水直接用作循環(huán)水補(bǔ)充水或澆花草、沖廁所；3．由步驟(2)分離出另一部分污水加入殺菌劑或臭氧，臭氧加入量為1～5ppm，最佳2～3ppm，殺菌劑加入量為3～10mg/l，在5～40℃、0.2～0.3MPa下依次進(jìn)入第三級(jí)管道混合器、雜質(zhì)轉(zhuǎn)化吸附器，污水中的油、COD被吸附或轉(zhuǎn)化，去除率約為50％～70％；4．經(jīng)步驟(3)處理后的污水在5～40℃、0.15～0.3MPa下依次進(jìn)入5μm保安過濾器，排出5μm固體顆粒后進(jìn)入中空纖維膜裝置，排出的濃水返回步驟(1)循環(huán)處理，合格水可以作為除鹽水站原料水、循環(huán)水補(bǔ)充水或作其它用途。
本發(fā)明所述的污水包括煉油廠污水處理場(chǎng)處理的合格排放水，該排放水含有細(xì)菌、有機(jī)物和油、懸浮物、鈣鎂離子等；煉油廠未經(jīng)處理的污水，含油量≤800mg/l以及氨氮、硫化物等；循環(huán)水的排放水，它含有含細(xì)菌等微生物，Ca++、Mg++離子含量較高，含油量也比較高，另外溶解固體含量、水的PH值，硬度和堿度都比較高，還有大量粘泥沉淀物；蒸汽加熱器中的蒸汽凝結(jié)水，它含有油，導(dǎo)電不合格；除鹽水站的再生廢水，它含有大量的懸浮物以及Ca++、Mg++無機(jī)鹽；油田開采過程中的含油污水含有懸浮物、油。因此，根據(jù)上述水源的水質(zhì)情況，對(duì)前述的工藝流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
當(dāng)處理煉油廠污水處理場(chǎng)的排放水時(shí)，在步驟(1)可省去經(jīng)隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油過程，直接進(jìn)入下面程序。當(dāng)處理未經(jīng)污水處理場(chǎng)處理的污水時(shí)，污水必須經(jīng)過隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油后，再進(jìn)入下面過程。
當(dāng)處理循環(huán)水排放水和除鹽水站再生廢水時(shí)，在步驟(1)省去隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油工序和步驟(3)、步驟(4)過程，但在步驟(1)所述的污水直接進(jìn)入第一級(jí)管道混合器前除了加入助凝劑外，還要加入脫鹽劑包括Ca(OH)2，其加入量≤300mg/l。
當(dāng)處理油田開采過程產(chǎn)生的含油污水時(shí)，步驟(1)所述的污水必須經(jīng)過隔油罐和高效聚結(jié)劑除油，但可省去步聚(3)過程。
當(dāng)處理蒸汽加熱器中的蒸汽凝結(jié)水時(shí)，可以省去步驟(1)和步驟(2)。
本發(fā)明所述的高效聚結(jié)器和防斷絲中空纖維裝置已申請(qǐng)專利，專利申請(qǐng)?zhí)柗謩e為00231470.3、00231469.x。所述的管道混合器為國營啟東市長江機(jī)械廠生產(chǎn)的靜態(tài)混合器(《石油煉制與化工》，1995年26卷1期封底)，所述的隔油罐和旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)分別見

圖1和圖2。
本發(fā)明所述的其它設(shè)備均是已知的(唐受印等編，《廢水處理工程》，化學(xué)工業(yè)出版社，1998年)。
由圖1結(jié)構(gòu)示意圖，隔油罐中的污水入口1與污水分配器2相連，分配器2位于隔油罐上部1/3處；檔板3焊在隔油罐內(nèi)壁的右上部且與罐的上端間距＜200mm，水溢流擋板5焊在罐的內(nèi)壁右下部且與罐的上端間距為200mm，油溢檔板10焊在罐的內(nèi)壁左下部且與罐的上端間距為180mm，水出口6、排污口8、油出口9、安全閥接口12、入孔13均外殼14相連，其中油水分離室7的體積為隔油罐總體積的90％，集水室和集油室各為隔油罐總體積的5％。
由圖2結(jié)構(gòu)示意圖所示，污水入口1和出口2分別設(shè)置在與分離物儲(chǔ)存段4連接的旋轉(zhuǎn)分離段3的左端和頂部，分離物儲(chǔ)存段4依次與排污管5、排污閥6連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1．本發(fā)明的方法適用多種污水(COD≥300mg/l、油≥1000mg/l以上、微生物不限)，包括油田含油污水，石油化工廠污水處理廠＂老三套＂處理后的排放水、未經(jīng)處理的污水，還有循環(huán)水排放水、除鹽水站排放水及蒸汽凝結(jié)水，采用本發(fā)明的方法均能達(dá)到回用水要求，見表1-表4。
2．本發(fā)明流程簡單，沒有龐大的混合槽、沉淀池等設(shè)備，因此占地少，投資大大降低。
3．采用防斷絲中空纖維裝置，固而使其使用壽命增加，降低設(shè)備的操作和維修費(fèi)用。
4．采用高效聚結(jié)除油器，對(duì)污水中的含油量的要求沒有嚴(yán)格的限制，應(yīng)用更加廣泛，而且減少污水處理廠的預(yù)處理費(fèi)用。
下面通過幾種水源的工藝流程進(jìn)一步說明本發(fā)明的特點(diǎn)實(shí)例1本實(shí)例是油田含油污水的工藝流程，含油污水中油＜1000mg/l、COD≥800mg/l、懸浮物400mg/l。所加的助凝劑5～6ppm、混凝劑10～15ppm。
具體處理流程300噸污水→隔油罐→高效聚結(jié)除油器→污水加入助凝劑(水解聚丙烯酰胺)→第一級(jí)管道混合器→污水加混凝劑(復(fù)合聚合鋁)→第二級(jí)管道混合器→斜管沉淀器(污泥排放)→雙料過器→5μmw保安過濾器→中空纖維膜裝置→達(dá)到回用水指標(biāo)的回用水270噸，可用以任何地層回注，其余的濃水返回隔油罐循環(huán)處理。
實(shí)例2本實(shí)例是煉油廠未經(jīng)處理的含油污水的工藝流程，含油污水中含油量1000mg/l、COD≤800mg/l、硫化物＜20mg/l、氨氮＜40mg/l。所加的助凝劑7～8mg/l、混凝劑10～15mg/l。
本實(shí)例的流程除了在雙料過濾器處理后的污水加入臭氧(加入量2～3ppm)，再依次進(jìn)入第三級(jí)管道混合器、雜質(zhì)轉(zhuǎn)化器外，其余工序同實(shí)例1，當(dāng)處理100噸含油污水時(shí)，可得到符合指標(biāo)的回用水80噸。該回用水可以用作循環(huán)水的補(bǔ)充水或除鹽水站原料水。
實(shí)例3本實(shí)例為經(jīng)污水處理廠處理后達(dá)到2級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的排放水的工藝流程。含油污水中，懸浮物200mg/l、COD150mg/l、BOD60mg/l、石油類10mg/l、氨氮25mg/l(采用GB8778-88標(biāo)準(zhǔn)方法分析)。所加的助凝劑2～3mg/l、混凝劑5～10mg/l。
本實(shí)例的流程除了設(shè)有隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油工序外，其它流程同實(shí)例2。當(dāng)處理100噸含油污水時(shí)，可得到符合指標(biāo)的回用水95噸。該回用水可作為除鹽水站的補(bǔ)充水。
實(shí)例4本實(shí)例為蒸汽用作加熱或伴熱后冷凝水處理后作為鍋爐的給水的工藝流程水量為180噸、含油10-15ppm、Fe2-30ppm、Cl-20-44ppm、電導(dǎo)＞10μm/s；本實(shí)例的流程省去步驟1和步驟2兩道工序，直接進(jìn)第3步和第4步。當(dāng)處理180噸冷凝水時(shí)，可得到符合指標(biāo)的回用水175噸，并可直接用作鍋爐的補(bǔ)充水。
表1循環(huán)水補(bǔ)充水指標(biāo)控制
表2油田含油污水，煉油廠的污水處理后達(dá)到的指標(biāo)
表3循環(huán)水的排放水，降鹽水站的再生庫水處理達(dá)到的指標(biāo)
表4凝結(jié)水處理后達(dá)到的指標(biāo)
權(quán)利要求
1．一種污水回收利用方法，其特征在于工藝流程包括以下步驟；(1)在5～40℃、0.1～0.4MPa下污水依次進(jìn)入隔油罐、高效聚結(jié)除油器和/或加入助凝劑后進(jìn)入第一級(jí)管道混合器混合，并在其出口處加入混凝劑，進(jìn)入第二級(jí)管道混合器混合后10秒鐘成礬，然后再進(jìn)入旋風(fēng)分離器或斜管沉降器，污泥或其它沉淀物被排放，所述的助凝劑為水解聚丙烯酰胺，其加入量1～10mg/l，所述的混凝劑為復(fù)合聚合鋁，其加入量為1～30mg/l；(2)由步驟(1)分離出的5～40℃污水于0.2～0.4MPa下進(jìn)入單料、雙料或多料過濾器，除去懸浮物和部分油，一部分合格水直接用作循環(huán)水補(bǔ)充水或澆花，沖廁所；(3)由步驟(2)來的另一部分污水加入臭氧或殺菌劑，在5～40℃、0.2～0.3MPa下依次進(jìn)入第三級(jí)管道混合器、雜質(zhì)轉(zhuǎn)化吸附劑，所述的臭氧量為1～5ppm，所述的殺菌劑為次氯酸鈉，其加入量為3～10mg/l；(4)經(jīng)步驟(3)處理后的污水，在5～40℃、0.15～0.3MPa下，依次進(jìn)入5μm保安過濾器、中空纖維膜裝置，合格水回用，
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述的污水為含油污水，包括油田開采過程中的含油污水以及煉油廠污水處理場(chǎng)的排放水、未經(jīng)處理的含油污水、循環(huán)水的排放水、蒸汽凝結(jié)水、除鹽水站的再生廢水。
3．按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于處理污水處理場(chǎng)排放水時(shí)，在步驟(1)可省去經(jīng)隔油罐和高效聚結(jié)除油器的除油過程。
4．按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于處理未經(jīng)污水處理場(chǎng)處理的污水時(shí)，必須經(jīng)過隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油過程。
5．按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于處理循環(huán)水、排放水和除鹽水站再生廢水時(shí)，省去步驟(1)隔油罐和高效聚結(jié)除油器除油工序和步驟(3)、步驟(4)，但步驟(1)所述的污水直接進(jìn)入第一級(jí)管道混合器前在加入助凝劑的同時(shí)要加入脫鹽劑Ca(OH)2，其加入量為3～10mg/l。
6．按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于處理油田開采過程產(chǎn)生的含油污水時(shí)，污水必須經(jīng)過隔油罐，高效聚結(jié)除油器除油過程，但可省去步驟(3)過程。
7．按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于處理蒸汽凝結(jié)水時(shí)，可以省去步驟(1)和步驟(2)。
8．權(quán)利要求1所述的方法中用的隔油罐，其特征在于污水入口穿過隔油罐的外殼與污水分配器相連，分配器位于隔油罐上部1/3位置，檔板與外殼上部連接且與外殼上部的間距小于200mm，水溢流擋板與外殼下部連接且與外殼上部間隙小于200mm，油溢流檔板且與外殼下部間隙為180mm，水出口、排污口、油出口、安全閥接口、入孔均與外殼連接，油水分離室的體積為隔油罐總體積的90％，集水室、集油室各占隔油罐總體積的5％。
9．權(quán)利要求1所述的分離器，其特征在于污水入口和出口分別設(shè)置在與分離物儲(chǔ)存段連接的旋轉(zhuǎn)分離段的左側(cè)和頂部，分離物儲(chǔ)存段依次與排污管、排污閥連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種污水回收利用方法，其特點(diǎn)是污水先經(jīng)隔油罐，高效聚結(jié)除油器除去部分油或直接在其中依次加入助凝劑，混凝劑和臭氧，并相應(yīng)的通過管道混合器混合，中間還要經(jīng)過旋風(fēng)分離器、過濾器、5μm保安過濾器、中空纖維裝置的處理過程，得到合格的回用水。本發(fā)明的方法可處理多種污水，而且流程簡單，成礬時(shí)間短，沒有龐大的如混合槽、沉淀池等設(shè)備，占地少，投資可大大降低。更重要的是可將石油開采和石油化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量污水回收利用，減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C02F9/02GK1316394SQ0010311
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2000年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月6日
發(fā)明者劉玉伶 申請(qǐng)人:劉玉伶