一種乳化液汙水處理系統及處理方法與流程
2023-11-07 00:25:33 1
本發明涉及乳化液汙水處理技術，尤其是涉及一種乳化液汙水處理系統及處理方法。
背景技術：
乳化液汙水處理方法包括物理化學法、生化法，其具體為化學凝聚法、共凝聚氣浮法、電凝聚法、高級氧化法、超濾法、生化法等。由於乳化液的化學穩定性和汙染負荷極高，而且在乳化液使用時，為了改善乳化液性能，還加入大量添加劑，如油性添加劑、極壓添加劑、防鏽添加劑、抗泡沫添加劑、防黴變添加劑，上述添加劑使乳化液汙水的成分更加複雜，處理難度更高。故單獨採用一種方法很難達到排放要求，需要幾種工藝組合才能處理達標。
目前，乳化液汙水的處理主要以化學處理為主，輔以生化反應，其技術水平低、運營費用高、難以達標排放，基本與其他容易處理廢水混合稀釋後才可達到排放標註，其主要要原因為：1、乳化液中含有高濃度有機物不容易生物降解，單獨採用高級氧化工藝，工程造價很高、運營費用高；2、乳化液中含有高濃度油，處理難度大。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述技術不足，提出一種乳化液汙水處理系統及處理方法，解決現有技術中乳化液汙水處理技術水平低、運營費用高、難以達標排放的技術問題。
為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種乳化液汙水處理系統，包括依次連接的氣浮、隔油池、厭氧反應器、水平三相流化床、曝氣生物濾池、纖維球濾罐、超濾池；其中，所述厭氧反應器包括：
筒體，所述筒體的進水端與所述隔油池的出水端連接；
設於所述筒體頂部的三相分離器；及
驅動所述筒體內混合液上下循環流動的內循環裝置。
優選的，所述三相分離器包括集氣罩、沉澱室、排水管、排氣室和反射板，所述集氣罩外緣與所述筒體頂部開口端配合連接，所述沉澱室上端同軸連接於所述集氣罩下表面、下端通過多個固定柱與所述反射板連接，且所述沉澱室內壁與集氣罩之間形成沉澱空間、所述沉澱室外壁與所述集氣罩之間形成集氣空間，所述排水管一端與所述沉澱空間連通、另一端延伸至所述筒體外並與所述水平三相流化床的進水端連接，所述排氣室與所述集氣空間連通。
優選的，所述內循環裝置包括靠近筒體頂端設置的內循環進水管、靠近所述筒體底端設置的內循環出水管、驅動水流由所述內循環進水管向所述內循環出水管運動的內循環管道泵、及一控制所述內循環管道泵作間歇性驅動的控制器。
優選的，所述筒體內設置有一進水布水器，所述進水布水器一端靠近所述筒體底部設置、另一端穿過所述筒體側壁並與所述隔油池的出水端連接。
優選的，所述乳化液汙水處理系統包括一調節池，所述調節池包括與所述氣浮進水端連接的調節池本體及設於調節池本體進水端的濾網。
優選的，所述乳化液汙水處理系統還包括一沉澱池，所述沉澱池的進水端與所述排水管連接、出水端與所述水平三相流化床的進水端連接。
優選的，所述沉澱池包括沉澱池本體，一端與所述排水管連接、另一端延伸至所述沉澱池本體內的沉澱進水管，設於所述沉澱池本體內的溢流堰，連接溢流堰與所述水平三相流化床的溢流管，及一用於檢測所述沉澱池本體內液面溶氧量的溶氧儀；其中，所述進水管上設置有一射流孔及一控制所述射流孔內混合液噴射速度和噴射高度的調節閥。
優選的，所述進水管包括豎直設置於所述沉澱池本體內的射流管及連接所述射流管與所述筒體的連接管，所述射流孔設置於所述射流管上。
同時，本發明還提供一種乳化液汙水處理方法，包括如下步驟：
(1)通過氣浮和隔油池依次除去汙水中的固體懸浮物及上層油；
(2)將步驟(1)處理後的汙水進行厭氧發酵處理；
(3)將步驟(2)處理後的汙水通過水平三相流化床依次進行厭氧處理、兼氧處理、好氧處理；
(4)將步驟(3)處理後的汙水通過曝氣生物濾池進行生化處理，並將處理後的汙水依次進行過濾及超濾處理。
上層油，所述步驟(2)還包括將厭氧發酵處理後的厭氧汙泥與汙水的混合物噴射而出，並調節噴射的速度及高度使反應液面的含氧量為0～0.5mg/L。
與現有技術相比，本發明通過氣浮、隔油池、厭氧反應器、水平三相流化床、曝氣生物濾池、纖維球濾罐、超濾池依次對汙水進行處理，從而通過物理化學法除去汙水中的懸浮顆粒和破乳形成的上層油，通過生化法除去汙水中COD、氨氮、總磷含量，再通過物理法過濾，其處理後的汙水可達到排放標準。
附圖說明
圖1是本發明的乳化液汙水處理系統的連接結構示意圖；
圖2是本發明的水平三相流化床與沉澱池的連接剖視圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
請參閱圖1、圖2，本發明的實施例提供了一種本發明的技術方案提供一種乳化液汙水處理系統，包括依次連接的氣浮1、隔油池4、厭氧反應器2、水平三相流化床5、曝氣生物濾池6、纖維球濾罐7、超濾池8；其中，所述厭氧反應器2包括：
筒體21，所述筒體21的進水端與所述隔油池4的出水端連接；
設於所述筒體21頂部的三相分離器22；及
驅動所述筒體21內混合液上下循環流動的內循環裝置23。
乳化液汙水是機械加工中的乳化液和含油廢水，主要含有的汙染因子有油脂、乳化液。廢乳化液除具有一般含油廢水的危害外，由於表面活性劑的作用，機械油高度分散在水中，動植物、水生生物更易吸收，而且表面活性劑本身對生物也有害。故本實施例首先通過氣浮1除去汙水中的懸浮顆粒及部分懸浮油，然後通過隔油池4對汙水再次進行處理，以分離其中的上層油，而且本實施例在隔油池4內採用鹽析凝聚混合法對汙水進行破乳處理，具體為在在乳化液汙水中加入電解質，電解質的離子在乳化液中發生強烈的水化作用即爭水作用，使乳化液中的自由水分子減少了，對油珠產生脫水作用，從而破壞了乳化液油珠的水化層，中和了油珠的電性，破壞了它的雙電層結構，因而油珠失去了穩定性，產生凝聚現象，並通過隔油池4將凝聚後的上層油分離；破乳處理後的汙水中COD除去率達到85％，但是汙水中COD含量依然較高，其易對後續的生化反應產生抑制作用，故本實施例首先通過厭氧反應器2對汙水進行厭氧處理，以降低汙水中COD含量，然後通過水平三相流化床5依次進行厭氧處理、兼氧處理、好氧處理，本實施例水平三相流化床5採用授權公告號為CN104030441B的中國發明專利公開的一種水平式三相生物流化床，其可依次進行厭氧處理、兼氧處理和好氧處理，從而降低汙水中的COD、NH3-N、SS含量，進而有利於後續曝氣生物濾池6的生化處理；而曝氣生物濾池6進行生化處理後，可進一步降低汙水中的COD、氨氮及總磷含量，處理後的汙水通過纖維球濾罐7、超濾池8依次進行初過濾和超濾後，可直接進行回用。
其中，上述授權公告號為CN104030441B的中國發明專利公開的一種水平式三相生物流化床為一種泥膜共生的汙水處理裝置，該水平式三相生物流化床具有曝氣、載體(懸浮填料)、載體分離器等裝置，使其成為「流動的生物膜」反應器，生物膜生長在流動的懸浮填料上，在懸浮填料的另外水體中，則有著無數游離的的微生物和細小的活性汙泥，這些活性汙泥有的是自然形成，但沒有附著在懸浮填料的活性汙泥，有的是懸浮填料上脫落的生物膜經水力、空氣剪切形成的活性汙泥，這種系統就是典型的泥膜共生汙水系統，泥膜共生系統中，游離的微生物和活性汙泥與附著在流動載體上的生物膜共同作用，從而可較好的降低汙水中的COD、NH3-N、SS含量。
纖維球濾罐7內的纖維球濾料由特種纖維經過改性製成，其纖維絲具有親水憎油性，對油及懸浮物吸附能力強、反洗再生能力強，即使在原油中長時間浸泡，也能利用常溫水在短時間內清洗乾淨。而且改性纖維球濾料為球狀結構，濾料所用的纖維絲具有較好的彈性，而且絲徑較細，製成的纖維球濾料比表面積較大，纖維球濾料在過濾器中形成的濾層孔隙沿水流方向逐漸變小，形成了理想的上大下小孔隙分布狀態，增強了截汙能力，更有利於油及懸浮物的去除。
最後經過超濾池8處理，超濾是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到淨化和分離的目的。
乳化液汙水具體處理時，需要對較大顆粒雜質進行處理，故本實施例所述乳化液汙水處理系統包括一調節池9，所述調節池9包括與所述氣浮1進水端連接的調節池本體91及設於調節池本體91進水端的濾網92，濾網92設置時，其相對水平面的傾斜江都一般設置為60～75°，優選設置為70°，以增強其固體雜質過濾效果。雜質過濾後，汙水可進入調節池本體91內，可對汙水的pH、水質、水量進行調節，調節後的汙水可進入氣浮1處理。
為了提高本實施例厭氧反應器2的汙水處理效率，從而較好的降低汙水中COD含量，本實施例所述筒體21內設置有一進水布水器24，所述進水布水器24一端靠近所述筒體21底部設置、另一端穿過所述筒體21側壁並與所述隔油池4的出水端連接。本實施例由筒體21底部間歇進水，有利於汙泥膨脹促進汙水處理效率。
進一步的，本實施例所述內循環裝置23包括靠近筒體21頂端設置的內循環進水管231、靠近所述筒體21底端設置的內循環出水管232、驅動水流由所述內循環進水管231向所述內循環出水管232運動的內循環管道泵233、及一控制所述內循環管道泵233作間歇性驅動的控制器234，其具體工作流程為：內循環管道泵233驅動筒體21上端的汙水由內循環進水管231運動至內循環出水管232，內循環出水管232內的汙水在內循環管道泵233作用下具有一定流速進入筒體21底部，進而對筒體21底部靜置沉澱的汙泥產生攪拌作用，使汙泥膨脹，提高厭氧反應效率，也可通過控制內循環管道泵233控制內循環出水管232的出水流速，即控制筒體21底部的進水流速，實現對汙泥膨脹度的控制。筒體21底部進水攪拌一定時間後，內循環管道泵233停止驅動，厭氧反應充分發生，產生的氣泡上升並通過三相分離器22進行三相分離；靜置一定時間後，再次啟動內循環管道泵233，汙泥再次膨脹，再次促進厭氧反應。在上述間歇性的進水、攪拌下，筒體21內間歇性的加快厭氧反應，有利於保證整體設備運行的穩定性，也有利於三相分離器22的出水、出氣穩定性。
其中，本實施例所述三相分離器22包括集氣罩221、沉澱室222、排水管223、排氣室224和反射板225，所述集氣罩221外緣與所述筒體21頂部開口端配合連接，所述沉澱室222上端同軸連接於所述集氣罩221下表面、下端通過多個固定柱226與所述反射板225連接，且所述沉澱室222內壁與集氣罩221之間形成沉澱空間、所述沉澱室222外壁與所述集氣罩221之間形成集氣空間，所述排水管223一端與所述沉澱空間連通、另一端延伸至所述筒體21外並與所述水平三相流化床5的進水端連接，所述排氣室224與所述集氣空間連通。
所述集氣罩221呈傘狀，從而罩住整個筒體21上端，有利於增加集氣效率。排氣室224可設置於集氣罩221頂端。由於集氣罩221具有面積大的特點，為了保證其具有足夠的強度，本實施例所述集氣罩221上表面設置有多個支撐杆227，多個所述支撐杆227沿所述集氣罩221頂端呈放射線均勻布置。
本實施例所述沉澱室222呈筒狀且內徑由上至下逐漸減小，從而使得所述沉澱室222內壁形成一錐形沉降面，為了增加固液分離效果，本實施例所述沉降面與水平面之間的夾角設置為30～60°，優選為45°。
反射板225呈錐形且與所述沉澱室222、集氣罩221均同軸設置，多個所述固定柱226均一端與所述沉澱室222連接、另一端連接於所述反射板225的錐面上，相鄰兩個固定柱226之間形成有與沉澱空間連通的固液混合物入口，相對應的，固液混合物在沉澱室222經過沉澱、濃縮後，其比重較大，故能夠沿沉澱室222的錐形沉澱面向下流動，並從固液混合物入口流出，然後沉澱至筒體21底部。反射板225設置呈錐形則有利於避免反射板225上積累汙泥，便於汙泥順利有固液混合物入口流出。本實施例的固定柱226沿所述沉澱室222周向均勻布置，且多個固定柱226均一端連接於沉澱室222的內壁上，由於固定柱226易對固液混合物的進出產生一定的阻礙作用，故本實施例的固定柱226優選設置為三個。
本實施例所述乳化液汙水處理系統還包括一沉澱池3，所述沉澱池3的進水端與所述排水管223連接、出水端與所述水平三相流化床5的進水端連接。具體的，所述沉澱池3包括沉澱池本體31，一端與所述排水管223連接、另一端延伸至所述沉澱池本體31內的沉澱進水管33，設於所述沉澱池本體31內的溢流堰32，連接溢流堰32與所述水平三相流化床5的溢流管35，及一用於檢測所述沉澱池本體31內液面溶氧量的溶氧儀34；其中，所述沉澱進水管33上設置有一射流孔332a及一控制所述射流孔332a內混合液噴射速度和噴射高度的調節閥36。
本實施例厭氧反應器2為間歇性反應器，當間歇性厭氧反應器2處於進水狀態時，厭氧反應後的含有厭氧汙泥的汙水則處於出水狀態，厭氧汙泥、汙水和少量甲烷氣體的混合物進入進水管，含有汙泥比重較大的固液混合物從進水管的出水端流至沉澱池本體31底部，進而通過排泥管37排出；而含有甲烷氣體的部分汙泥和汙水則從射流孔332a噴射而出，從而使得噴射出來的固液落至沉澱池本體31內，並在沉澱池本體31內形成固液氣三相反應界面，該三相反應界面即為沉澱池本體31內液面，同時在射流孔332a內設置調節閥36以控制噴射的流速及與反應界面的高度，具體的可通過溶氧儀34檢測沉澱池本體31的內液面的溶氧量，控制調節閥36至溶氧儀34檢測的液面的溶氧量為0～0.5mg/L，優選為0.4～0.5mg/L，從而使得反應界面富集亞硝酸鹽紅菌，進而使噴射後的固液混合物中氨氮形成亞硝酸鹽，固液混合物中的甲烷則被氧化，反應後含有亞硝酸鹽的上層液通過溢流管35進入水平三相流化床5的厭氧反應階段進行反硝化反應，其有利於降低汙水中氨氮含量。
為了有利於反應的進行，所述沉澱進水管33包括豎直設置於所述沉澱池本體31內的射流管332及連接所述射流管332與所述排水管223的連接管331，所述射流孔332a設置於所述射流管332上。
由於噴射的固液混合物需要與空氣充分接觸並發生反應，射流孔332a設置時應高於沉澱池本體31內的液面，故本實施例所述射流孔332a靠近所述沉澱池本體31的池口端面所在平面設置。而為了避免固液混合物噴射至沉澱池本體31外部，可將射流孔332a設於所述沉澱池本體31池口端面所在平面下方20～50cm，一般可設置於略高於溢流堰32上端面。
射流孔332a噴射時，易發生振動導致噴射均衡性降低，故本實施例所述沉澱池3還包括呈十字型的固定支架38，所述固定支38架的四個自由端均固定於所述溢流堰32，所述固定支架中部連接於所述射流管332。
而且，本實施例為了便於汙水的過渡處理，在水平三相流化床5與曝氣生物濾池6、曝氣生物濾池6與纖維球濾罐7之間及超濾池8的出水端均設置有過渡池10。
本實施例乳化液汙水處理系統的汙水處理流程如下：首先通過調節池進行初步過濾，並調節汙水的pH、水質、水量，然後進入氣浮除去汙水中的懸浮顆粒及部分懸浮油，並通過隔油池對汙水再次進行破乳處理並分離破乳後的上層油，破乳處理後的汙水中COD除去率達到85％，但是汙水中COD含量依然較高，其易對後續的生化反應產生抑制作用；故本實施例破乳處理後首先通過厭氧反應器對汙水進行厭氧處理，以降低汙水中COD含量，然後通過水平三相流化床依次進行厭氧處理、兼氧處理、好氧處理，從而降低汙水中的COD、NH3-N、SS含量，進而有利於後續曝氣生物濾池的生化處理；而曝氣生物濾池進行生化處理後，可進一步降低汙水中的COD、氨氮及總磷含量，處理後的汙水通過纖維球濾罐、超濾池依次進行過濾和超濾後，除去汙水中的懸浮物、油滴及大分子物質，本實施例處理後可直接進行回用。
與現有技術相比，本發明通過氣浮、隔油池、厭氧反應器、水平三相流化床、曝氣生物濾池、纖維球濾罐、超濾池依次對汙水進行處理，從而通過物理化學法除去汙水中的懸浮顆粒和破乳形成的上層油，通過生化法除去汙水中COD、氨氮、總磷含量，再通過物理法過濾，其處理後的汙水可達到排放標準。
以上所述本發明的具體實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何根據本發明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護範圍內。