高新处理炼油废水的三相生物流化床技术

高新处理炼油废水的三相生物流化床技术

本发明涉及一种炼油废水处理设备,尤其是一种处理炼油废水的三相生物流化床,属于废水处理技术领域。

背景技术:

目前,关于炼油废水的处理方法仍沿用70年代以来采用的“老三套”工艺,即隔油、浮选、曝气。随着炼油工艺的发展,为保证达标排放,结合废水的生化处理,增加二级浮选、生物接触氧化、絮凝沉淀等工艺,但该工艺构成复杂、成本高、占地面积大、控制及运行困难,炼油废水的短流程化工艺设备发展迫在眉睫。

三相流化床是气、液、固三相直接在流化床体内进行生化反应,主要原理是污水与空气同时进入反应器,在气流的作用下,使污水、空气和载体在升流区向上流动监管、降流区向下流动,形成升流、降流的内循环过程,并利用与载体表面的生物膜充分接触、吸附、氧化和分解污水中的有机物及营养物质,从而去除污水中的污染物。因流化床内存在气、液、固三相间的传质,具有容积负荷率高、抗冲击符合能力强等特点。

但现有技术的三相生物流化床,循环过程中载体容易沉淀至反应器底部,导致载体未充分利用,使反应效率及传质效果降低,以及对于油类成分去除效率低等问题。

例如,已知的一种处理高浓度有机废水的三相生物流化床,包括三相分离区、好氧升流区、厌氧兼氧降流区,所述三相分离区包括三相分离器、溢流槽、出水口,所述三相分离器固定在溢流槽中央,溢流槽下端左右两侧设有过滤板,所述溢流槽的右侧设有出水管并与之连通;所述好氧升流区包括内筒,所述内筒为中空的圆柱形筒体,内壁设有管式膜组件,下方设有第一微孔曝气器和振荡盘,所述振荡盘下方设有第二微孔曝气器和弹性支架;所述厌氧兼氧降流区由外筒与内筒之间的间隙构成,外筒左上方筒壁上设有进水管,右上方筒壁上设有外回流管,所述外回流管与出水管连通。该三相生物流化床能将膜生物法与活性污泥法有效结合,提高废水净化处理效果。

但上述一种处理高浓度有机废水的三相生物流化床,微孔曝气器和振荡盘的使用会存在气泡较大、气浮效果差的问题,废水净化处理效果以及氨化效率也有待提高。

技术实现要素:

为了克服现有技术的上述不足,本发明提供一种处理炼油废水的三相生物流化床,能够有效地消除废水中的油类成分,具有抗冲击负荷能力强、传质效果好和防堵塞的优点。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种处理炼油废水的三相生物流化床,为内外筒结构,主要由厌氧兼氧降流区、好氧升流区及三相分离区构成,三相分离区位于内外筒结构的顶部;所述的厌氧兼氧降流区包括降流区d1、降流区d2及降流区d3,降流区d3为内筒,降流区d1与降流区d2由外筒与内筒之间的间隙构成并相对设置;内筒上设有进水管,在进水管下方的降流区d1、降流区d2和降流区d3内分别设置第一过滤网、第二过滤网及第三过滤网;所述的好氧升流区包括升流区r1和升流区r2,二者由外筒与内筒之间的间隙构成且相向布置;升流区r1和升流区r2的底部都设有进气管和叶轮机,其内部均放置有载体;所述的三相分离区包括分离区f,主要由三相分离器构成。

相比现有技术,本发明的一种处理炼油废水的三相生物流化床,通过设置厌氧兼氧降流区、好氧区及三相分离区,可满足反硝化脱氮的要求。升流区下部设有叶轮机,通过叶轮机的高速剪切,将引入的空气切割粉碎成细小气泡,可有效解决气泡较大、气浮效果差等问题,提高除油效果。同时升流区放置有载体,通过叶轮机高速剪切形成的气泡,使载体在流化床内保持稳定的流态化,增大其每单位体积表面积,提高生物流化床的抗冲击负荷能力。通过降流区内设置过滤网,提高废水净化处理效果。将进水管设置在降流区(内筒中部),有效避免载体堵塞进水管的问题以及提高氨化效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的俯视图。

图2是图1中a-a处的剖视图。

图3是图1中b-b处的剖视图。

图中:d1、d2、d3是降流区d1、降流区d2、降流区d3的简化标记,r1、r2是升流区r1、升流区r2的简标,f是分离区f的简标;1、外筒,2、内筒,3、载体,4-1、第一过滤网,4-2、第二过滤网,4-3、第三过滤网,5-1、第一叶轮机,5-2、第二叶轮机,6-1、第一导杆,6-2、第二导杆,7-1、第一进气管,7-2、第二进气管,8、进水管,9、法兰连接,10、进水管阀门,11、回流管,12、三通阀,13、出水管,14、挡板,15、刮渣板,16、集渣槽,17、排渣管,18、隔板,19、第一导流板,20、出水口阀门,21、三相分离器,22、第二导流板,23、排泥管,24、排污口,25、出水口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。

图1至图3示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图,图中的一种处理炼油废水的三相生物流化床,包括厌氧兼氧降流区、好氧升流区和三相分离区,通常三相生物流化床整体为内外筒结构,而三相分离区则设置于内外筒结构的顶部,其中内筒2形成部分的厌氧兼氧降流区,另外一部分厌氧兼氧降流区和好氧升流区利用隔板18相间于内外筒之间的间隙而成。

在本发明实施例中,参见图2,所述好氧升流区包括相对设置的升流区r1、升流区r2,二者均由外筒1与内筒2之间的间隙构成。所述升流区r1、升流区r2中都投加有载体3,升流区r1、升流区r2下部分别设有第一叶轮机5-1、第二叶轮机5-2,可分别利用第一导杆6-1、第二导杆6-2固定,同时升流区r1、升流区r2底端分别设有第一进气管7-1、第二进气管7-2。通过第一进气管7-1和第二进气管7-2的不断曝气,在第一叶轮机5-1、第二叶轮机5-2的高速运转下,将引入的空气切割粉碎成细小气泡,污水与微小气泡充分混合接触,使水中絮体(油类物质)充分吸收黏附微小气泡,随着气流的作用缓慢上升,除油效果可达到80%左右;同时细小气泡使得载体3处于稳定的流化状态,增大其单位体积表面积,提高生物流化床的抗冲击负荷能力及三相分离效果,载体3流化时也在不断切割分散气泡,使布气均匀,提高氧的利用率;在气流的推动作用下,废水由内筒2进入好氧升流区,通过散布在升流区r1、升流区r2的载体3,进行膜生物法处理废水,载体3优选为mbbr填料,mbbr填料为生长缓慢的硝化细菌和其它长世代微生物提供载体,使生物固体停留时间和水力停留时间相分离,主要除去氨氮、溶解性有机物,通过比表面积大的mbbr填料,生物量可达30-40g/l,是普通活性污泥5-10倍生物量,较小的曝气或搅拌即可实现流化,大大提高系统污水处理能力;进一步优选地,载体3的投加体积为好氧反应区体积的20%-25%。同时由于高速旋转的叶轮机剪切空气,生成微小气泡,具有防堵性能,不易沉积污泥,充氧效率高,有利于提高废水处理效果。

在本发明实施例中,参见图3,所述厌氧兼氧降流区包括降流区d1、降流区d2及降流区d3,所述降流区d1与降流区d2相对设置,降流区d1与降流区d2由外筒1与内筒2之间的间隙构成。所述降流区d1与降流区d2内分别设有第一过滤网4-1、第二过滤网4-2,第一过滤网4-1、第二过滤网4-2往往设置横截面处,且位于在降流区d1与降流区d2的中下部;在本实施例中,所述第一过滤网4-1、第二过滤网4-2的材质可以选用不锈钢材质,形状为扇形。所述降流区d3为内筒2,所述内筒2为中空的圆柱形筒体,内筒2壁上设有进水管8,所述的进水管8设置在降流区,可有效利用重力因素充分混合,减少动力损失;废水由进水管8通过进水管阀门10以法兰连接9的方式从内筒2中上部进入,重力作用下向下降流进入降流区d3,与固体颗粒充分接触,经过内筒2内壁上的第三过滤网4-3进行初步过滤,主要去除少量有机物及悬浮物,在本实施例中,第三过滤网4-3的材质可以选用不锈钢材质,形状为圆形。优选地,所述第一过滤网4-1和第二过滤网4-2的水平安装高度一致,第三过滤网4-3的水平高度大于第一过滤网4-1和第二过滤网4-2的水平安装高度。进一步地,所述第一过滤网4-1、第二过滤网4-2及第三过滤网4-3都选用不锈钢材质,内含纤维球滤料层,纤维球的粒径为0.8~1.2mm,滤料层的厚度为200mm。内筒2上方外壁设有第一导流板19,下方外壁设有挡板14,所述第一导流板19与内筒2外壁呈120°夹角设置,所述挡板14与内筒2外壁呈150°夹角设置,其作用在于遮挡下方污泥(生物固体颗粒)。

在本发明实施例中,参见图2和图3,所述的三相分离区包括分离区f,主要由第二导流板22、三相分离器21、回流管11、出水管13、出水口25、刮渣板15及集渣槽16构成;所述第二导流板22位于三相分离器21和内筒2之间,所述三相分离器21固定在集渣槽16中央,三相分离器21底端开口,形成升流废水的通道,下部呈漏斗状,连接排泥管23,有助于较大固体颗粒的沉淀及排出,三相流化床工作中,排泥口23处于关闭状态;三相分离器21上端设有刮渣板15,通过刮渣板15进行刮渣操作收集进入集渣槽16,通过排渣管17排出浮渣;所述集渣槽16的左侧设有出水管13,所述出水管13上设有三通阀12,所述三通阀12右端设有回流管11,左端设有出水口阀门20和出水口25,回流管11连通至内筒2;出水管13与回流管11相接,利用进水管8阀门、回流管阀门进行控制,利于进行循环回流;关闭出水口阀门20,流至反应器中循环回流,当废水达标后,关闭回流管11,使达标后的水从出水口25排出。

本发明实施例的工作过程如下:

废水由进水管8从内筒2中上部进入,在重力作用下向下降流进入降流区d3,经过内筒2内的第三过滤网4-3进行初步过滤,主要去除少量有机物及悬浮物;同时打开第一进气管7-1、第二进气管7-2、转动第一叶轮机5-1、第二叶轮机5-2,在第一叶轮机5-1、第二叶轮机5-2的高速运转下,将引入的空气切割粉碎成细小气泡,污水与微小气泡充分混合接触,使水中絮体(油类物质)充分吸收黏附微小气泡,随着气流的作用缓慢上升;同时细小气泡使得载体3处于流化状态,载体3流化时也在不断切割分散气泡,使布气均匀,提高氧的利用率;同时生成的微小气泡,还具有防堵性能,不易沉积污泥,充氧效率高,有利于提高废水处理效果。在气流的推动作用下,废水由内筒2进入好氧升流区,通过散布在升流区r1、升流区r2的载体3,进行膜生物法处理废水。

废水在气流的作用下缓慢上升进入三相分离器21底部,废水对固体颗粒的曳力减小,流速减小,废水及废水中固体颗粒液密度变大而随第一导流板19向下流动进入降流区d1、降流区d2及降流区d3,通过其下部的第一过滤网4-1、第二过滤网4-2、第三过滤网4-3进行二次过滤,二次过滤可以过滤掉水中的部分污泥,延长载体3的使用时间;而有些被微小气泡黏附的油类物质继续向上升流,通过第二导流板22进入三相分离器21,少部分较重的固体颗粒利用自身重力沉降至三相分离器21分离区下部,经排泥管23排出,而被持续气浮的颗粒物进入三相分离器21上部,悬浮在三相分离器21上部,通过刮渣板15,最后进入集渣16,通过排渣管17排出浮渣,除去悬浮物、油脂类物质等。经排渣后的废水流出出水管13检测或回流至内筒2,进行循环回流,直至处理后的废水检测达到合格标准。

另外,反应器底部为弧形,下部设有排污口24,流化载体3受水流气流冲刷和相互碰撞,使老化生物膜易于脱落,同时过滤网的冲刷使颗粒物降落,促进新陈代谢,保证生物膜活性,降流区d1、降流区d2及升流区r1、升流区r2中部分固体颗粒被挡板14挡住下降在反应器下方产生沉淀,通过在沉淀区内的排泥口24将老化生物膜、多余污泥及时排出,保证循环流动的流畅性。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质,对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化,均落入本发明的保护范围之内。

技术特征:

1.一种处理炼油废水的三相生物流化床,为内外筒结构,主要由厌氧兼氧降流区、好氧升流区及三相分离区构成,三相分离区位于内外筒结构的顶部;其特征是:

所述的厌氧兼氧降流区包括降流区d1、降流区d2及降流区d3,降流区d3为内筒(2),降流区d1与降流区d2由外筒(1)与内筒(2)之间的间隙构成并相对设置;内筒(2)上设有进水管(8),在进水管(8)下方的降流区d1、降流区d2和降流区d3内分别设置第一过滤网(4-1)、第二过滤网(4-2)及第三过滤网(4-3);

所述的好氧升流区包括升流区r1和升流区r2,二者由外筒(1)与内筒(2)之间的间隙构成且相向布置;升流区r1和升流区r2的底部都设有进气管和叶轮机,其内部均放置有载体(3);

所述的三相分离区包括分离区f,主要由三相分离器(21)构成。

2.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述第一过滤网(4-1)和第二过滤网(4-2)的水平安装高度一致,第三过滤网(4-3)的水平高度大于第一过滤网(4-1)和第二过滤网(4-2)的水平安装高度。

3.根据权利要求1或2所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述第一过滤网(4-1)、第二过滤网(4-2)及第三过滤网(4-3)都选用不锈钢材质,内含纤维球滤料层,纤维球的粒径为0.8~1.2mm,滤料层的厚度为200mm。

4.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述的分离区f还包括刮渣板(15)、集渣槽(16)和排渣管,相分离器固定在集渣槽(16)中央,三相分离器(21)上端设有刮渣板(15),集渣槽(16)的一侧设有排渣管。

5.根据权利要求4所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述的分离区f还包括回流管(11)、出水管(13)和出水口(25),集渣槽(16)的另一侧设有出水管(13),出水管(13)分别连接回流管(11)和出水口(25),回流管(11)连通至内筒(2)。

6.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述内筒(2)的上端口外壁设有第一导流板(19),下端口外壁设有挡板(14),第一导流板(19)与内筒(2)外壁呈120°夹角设置,挡板(14)与内筒(2)外壁呈150°夹角设置。

7.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述的三相分离器(21)和内筒(2)之间还设有第二导流板(22),第二导流板(22)连通三相分离器(21)底部与内外筒之间的间隙。

8.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述叶轮机的叶轮直径为转速范围达200r/min~1450r/min。

9.根据权利要求1所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述的载体(3)为mbbr填料,生物量为30~40g/l,密度为0.97~1.03g/cm3。

10.根据权利要求9所述的一种处理炼油废水的三相生物流化床,其特征是:所述载体(3)的投加体积为好氧升流区体积的20%-25%。

技术总结
一种处理炼油废水的三相生物流化床,为内外筒结构,主要由厌氧兼氧降流区、好氧升流区及三相分离区构成,三相分离区位于内外筒结构的顶部;厌氧兼氧降流区包括降流区D1、降流区D2及降流区D3,降流区D3为内筒,降流区D1与降流区D2由外筒与内筒之间的间隙构成并相对设置;内筒上设有进水管,在进水管下方的降流区内均设置过滤网;好氧升流区包括升流区R1和升流区R2,二者由外筒与内筒之间的间隙构成且相向布置,其底部设有进气管和叶轮机,内部放置载体;三相分离区包括分离区F,主要由三相分离器构成。本发明能够有效地消除废水中的油类成分,具有抗冲击负荷能力强、传质效果好和防堵塞的优点。

技术开发人、权利持有人:阙凤翔;朱国婷;王晓晓;柳兰琪;陈林倩;方浩;黄兰;苏传好

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