一种石化综合废水处理装置及石化综合废水处理方法

摘要

本发明公开了一种石化综合废水处理装置，包括依次连接的初沉池(1)、水解酸化池(2)、缺氧/好氧池(3)、二沉池(4)、微絮凝砂滤池(5)、臭氧催化氧化池(6)和反冲洗水池(9)。本发明还公开了采用该装置进行石化综合废水的处理方法，包括如下步骤：石化综合废水经初沉池(1)沉淀去除部分悬浮物，初沉池(1)出水进入水解酸化池(2)，出水进入缺氧/好氧池(3)进行进一步处理，出水经二沉池(4)进行泥水分离后，出水进入微絮凝砂滤池(5)，过滤出水进入臭氧催化氧化池(6)进行进一步的催化氧化达标后排放。本发明有机地将生化和物化单元结合，形成了一套整体石化综合废水处理工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种石化综合废水处理装置及采用该装置进行的 石化综合废水处理方法。

背景技术

石油化工行业是国家的支柱产业，同时也是重污染行业之一，其生产过程中排放的废水 中含有大量的有毒难降解有机物，如不能有效处理将会对受纳水体造成严重的污染，对水生 态安全和饮用水人体健康造成极大的伤害。目前，我国每年排放的工业废水的总量超过 2.1×10¹⁰吨，其中多数是经过集中式的综合污水处理厂处理后排放。对于大型的石化工业园区 来讲，综合污水处理厂是保证石化综合废水处理达标排放的最后一道屏障。石化综合废水处 理技术较多，主要是以物化及生化组合工艺为主，如普通活性污泥法、缺氧/好氧法、延时曝 气法、BAF，混凝气浮和高级氧化等技术的不同组合，工艺的设计主要根据原有的《污水综 合排放标准》(GB8978-1996)，最终出水COD浓度低于100mg/L即可满足一级排放标准， 且标准中只列出了COD和氮磷等为数不多的常规指标。

随着水体保护要求的提高，我国对石化行业排水标准的要求越来越严格，2015年4月16 日环境保护部颁布了《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)(以下称新标准)， 新标准除了将石化污水处理厂直排水的COD限值提高至60或50mg/L外，还加入了60种特 征有机污染物的浓度排放限值。基于此，国内许多已有石化综合污水处理厂出水已无法满足 新标准的要求，亟需提标改造，提高出水水质，而新建石化工业园区污水处理厂则缺乏科学 合理的处理工艺，且工艺的选择具有盲目性，最终出水能否满足新标准的要求也不得而知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对量大含有毒难降解有机物的石化综合废水面临的更加严 格的排放标准，缺乏有效的处理技术的问题，开发一种适合其水质的组合处理技术，包括石 化综合处理废水装置及处理方法，使其出水能满足新标准，技术可以实现标准化和模块化。

一种石化综合废水处理装置，包括依次连接的初沉池、水解酸化池、缺氧/好氧池、二沉 池、微絮凝砂滤池、臭氧催化氧化池和反冲洗水池。

本发明所述的石化综合废水处理装置，其中，所述初沉池与石化废水输入管路相连，在 所述臭氧催化氧化池上设置有处理出水口；所述水解酸化池和所述缺氧/好氧池分别与废气处 理装置相连，所述初沉池、所述水解酸化池和所述二沉池分别与污泥处理装置相连，所述微 絮凝砂滤池和所述臭氧催化氧化池分别通过反冲洗水系统与所述初沉池相连，所述二沉池通 过污泥回流管路与所述缺氧/好氧池相连，所述反冲洗水池通过反冲洗管路与微絮凝砂滤池和 臭氧催化氧化池相连。

采用本发明所述的石化综合废水处理装置进行石化综合废水的处理方法，其包括如下步 骤：

石化综合废水经初沉池沉淀去除部分悬浮物，初沉池出水进入水解酸化池，去除部分有机 物，水解酸化池出水进入缺氧/好氧池进行进一步处理，去除大部分的有机物和氮，缺氧/好氧 池出水经二沉池进行泥水分离后，出水进入微絮凝砂滤池，进一步去除废水中的悬浮物，同 时去除部分有机物和氮磷；过滤出水进入臭氧催化氧化池进行进一步的催化氧化达标后排放。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述水解酸化池和所述缺氧/好氧池产生 的废气输送至废气处理装置处理，所述初沉池、所述水解酸化池和所述二沉池产生的剩余污 泥输送至污泥处理装置进行处理，所述微絮凝砂滤池和所述催化氧化池通过反冲洗水系统进 行冲洗，冲洗后的废水输送至所述初沉池进行循环处理，所述二沉池产生的污泥通过污泥回 流管路输送至所述缺氧/好氧池。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述水解酸化池为微好氧-厌氧交叉水解 酸化池，水力停留时间为12-24h，气水比0.25-0.5:1。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述缺氧/好氧池水力停留时间为20-24h， 好氧池气水比为10:1，污泥回流比为100％-200％。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，向所述微絮凝砂滤池投加药剂，所述药 剂为PAC或PAFC，投加量为5-15mg/L。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述微絮凝砂滤池采用内循环连续砂滤 池，投加滤料为石英砂，石英砂粒径为0.5-1.0mm；所述微絮凝砂滤池滤速为7m/h，气水比 为0.2-0.5:1。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述臭氧催化氧化池为上部进水，底部 出水，底部投加臭氧，所述臭氧投量为10-40mg/L。

本发明所述的石化综合废水的处理方法，其中，所述臭氧催化氧化池中填充负载过渡金 属氧化物，其填充比为65％～80％，所述负载过渡金属氧化物为Al₂O₃或CuO的固体催化剂填 料。

本发明用于石化综合废水的处理方法与现有技术不同之处在于：

本发明一种用于石化综合废水的处理方法根据石化综合废水含有毒难降解有机物的特 点，基于新标准对处理出水要求的提高，有机的将生化和物化单元结合，形成了一套整体石 化综合废水处理工艺解决方案。微好氧-厌氧交叉水解酸化池能够起到改变废水水质，提高生 化性和处理性的作用，同时可降低废水的生物处理毒性，降低后续缺氧/好氧单元的处理负荷； 缺氧/好氧单元是整个工艺中有机物去除的最大单元，还可以起到脱氮的作用；微絮凝砂滤可 以进一步去除废水中的悬浮物，降低后续臭氧催化氧化单元的臭氧投量和反冲洗的周期，同 时还可以去除生化出水中的磷，两者结合，可有效提高废水水质，同时还可保证出水的安全 性。经过研究试验证明，采用本发明所述的气水比、停留时间、催化剂填充比和臭氧投量， 处理后出水水质最好，采用别的参数无法达到本发明的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)前端微好氧-交叉厌氧水解酸化池以提高废水的可生化性，降低废水的处理毒性为主， 曝气量不大，可节约运行的成本；同时由于微好氧条件对废水中硫酸盐还原的抑制作用，可 降低废水对构筑物池体和池内设备的腐蚀，延长池体和设备的寿命。

2)缺氧/好氧单元不但可以去除废水中的有机物，还可以具有生物脱氮的效果。

3)微絮凝砂滤池可去除大部分生物处理出水中的悬浮物，同时具有化学除磷的作用；微 絮凝砂滤池可减少进入后续臭氧催化氧化单元的悬浮物的量，有利于降低臭氧催化氧化单元 的臭氧投加量，减少催化剂中毒，同时降低池体反冲洗的频率，有较降低欲行成本和运行的 复杂性。微絮凝砂滤单元对后续臭氧催化氧化单元起到了有效的保护作用。

4)臭氧催化氧化池的臭氧投量比较灵活，水质较好时，采用较小的投量即可满足排放标 准，降低运行成本；在水质变化大，冲击较大的时候，提高臭氧的投加量，可有效保障最终 的出水达标，整个工艺比较安全，技术性能得以保障。

5)组合工艺整体上耦合较为合理，出水水质有保障，且能最大程度的降低运行的费用。

6)出水可稳定满足新标准的要求。

本发明的技术原理如下：

一种用于石化综合废水的处理方法，是将微好氧水解酸化、厌氧水解酸化、好氧 生物降解、絮凝过滤、物化截留、臭氧催化氧化多种技术合为一体的工艺。微好氧- 厌氧交叉水解酸化工艺可提高石化综合废水的可生化性，对废水中苯系物等有毒有机 物的去除效率较高，可有效降低废水的处理毒性，对废水中硫酸盐的还原具有抑制作 用，减少硫化氢等有毒气体的产生，一方面降低了对废水生物处理的影响，另一方面 可减少对池体和池内金属设备的腐蚀；经微好氧-厌氧交叉水解酸化工艺处理后，石化 综合废水的降解性也得到有效提高，缺氧/好氧工艺可去除废水中的大部分有机物；微 絮凝砂滤和臭氧催化氧化组合单元可进一步充分降低生物处理出水中的悬浮物、难降 解有机物和磷，微絮凝砂滤单元可充分截留生物处理出水中的悬浮物，对后续臭氧催 化氧化单元起到有效的保护作用，同时可降低臭氧的投加量，催化臭氧化单元属于高级 氧化技术，可降解废水中那些难以被臭氧单独氧化的有机物，对有机污染物氧化更加彻底， 去除率更高。整体工艺组合较为合理，各单元相为预处理工艺，处理效率较高，同时可降低 运行成本。

下面结合附图对本发明的石化综合废水处理装置及石化综合废水的处理方法作进一步说 明。

附图说明

图1为本发明石化综合废水处理装置的结构示意图；

图2为本发明石化综合废水的处理方法的流程示意图；

图3为本发明实施例4中石化综合废水的处理效果图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种石化综合废水处理装置，包括依次连接的初沉池1、水解酸化池 2、缺氧/好氧池3、二沉池4、微絮凝砂滤池5、臭氧催化氧化池6和反冲洗水池9。初沉池1 与石化废水输入管路相连，在催化氧化池6上设置有处理出水口；水解酸化池2和缺氧/好氧 池3分别与废气处理装置7相连，初沉池1、水解酸化池2和二沉池4分别与污泥处理装置8 相连，微絮凝砂滤池5和催化氧化池6分别通过反冲洗水系统与初沉池1相连，二沉池4通 过污泥回流管路与缺氧/好氧池3相连，反冲洗水池9通过反冲洗管路与微絮凝砂滤池5和臭 氧催化氧化池6相连。

实施例2

采用本发明的石化综合废水处理装置进行石化综合废水的处理方法，包括如下步骤：

石化综合废水经初沉池1沉淀去除部分悬浮物，初沉池1出水进入水解酸化池2，去除部 分有机物，水解酸化池2出水进入缺氧/好氧池3进行进一步处理，去除大部分的有机物和氮， 缺氧/好氧池3出水经二沉池4进行泥水分离后，出水进入微絮凝砂滤池5，进一步去除废水 中的悬浮物，同时去除部分有机物和氮磷；过滤出水进入臭氧催化氧化池6进行进一步的催 化氧化达标后排放。

水解酸化池2和缺氧/好氧池3产生的废气输送至废气处理装置7处理，初沉池1、水解 酸化池2和二沉池4产生的剩余污泥输送至污泥处理装置8进行处理，微絮凝砂滤池5和催 化氧化池6通过反冲洗水系统进行冲洗，冲洗后的废水输送至初沉池1进行循环处理，二沉 池4产生的污泥通过污泥回流管路输送至缺氧/好氧池3。

水解酸化池2为微好氧-厌氧交叉水解酸化池，水力停留时间为12，气水比0.25：0.5。 缺氧/好氧池3水力停留时间为20，好氧池气水比为10:1，污泥回流比为100％。向微絮凝砂 滤池5投加药剂，药剂为PAC，投加量为5mg/L。微絮凝砂滤池5采用内循环连续砂滤池， 投加滤料为石英砂，石英砂粒径为0.5-1.0mm；微絮凝砂滤池5滤速为7m/h，气水比为0.2:1。 臭氧催化氧化池6为上部进水，底部出水，底部投加臭氧，臭氧投量为10mg/L。臭氧催化氧 化池6中填充负载过渡金属氧化物，如Al₂O₃或CuO的商业固体催化剂填料，其填充比为65％。

实施例3

与实施例2的区别在于：水解酸化池2为微好氧-厌氧交叉水解酸化池，水力停留时间为 24h，气水比0.25：1。缺氧/好氧池3水力停留时间为24h，好氧池气水比为10:1，污泥回流 比为200％。向微絮凝砂滤池5投加药剂，药剂为PAFC，投加量为15mg/L。微絮凝砂滤池5 采用内循环连续砂滤池，投加滤料为石英砂，石英砂粒径为0.5-1.0mm；微絮凝砂滤池5滤速 为7m/h，气水比为0.5:1。臭氧催化氧化池6为上部进水，底部出水，底部投加臭氧，臭氧投 量为40mg/L。臭氧催化氧化池6中填充负载过渡金属氧化物，如Al₂O₃或CuO的商业固体催 化剂填料，其填充比为80％。

实施例4

如图1～图3所示，一种石化综合废水处理装置，包括依次连接的初沉池1、水解酸化池2、 缺氧/好氧池3、二沉池4、微絮凝砂滤池5、臭氧催化氧化池6和反冲洗水池9。初沉池1与 石化废水输入管路相连，在催化氧化池6上设置有处理出水口；水解酸化池2和缺氧/好氧池 3分别与废气处理装置7相连，初沉池1、水解酸化池2和二沉池4分别与污泥处理装置8相 连，微絮凝砂滤池5和催化氧化池6分别通过反冲洗水系统与初沉池1相连，二沉池4通过 污泥回流管路与缺氧/好氧池3相连，反冲洗水池9通过反冲洗管路与微絮凝砂滤池5和臭氧 催化氧化池6相连。

某大型石化工业园区石化综合废水，平均COD在750mg/L左右。为使排水达到新标准的 要求，采用本发明的石化综合废水处理方法进行处理，微好氧-厌氧交叉水解酸化池水力停留 时间17h，气水比0.25:1；缺氧/好氧段水力停留时间22h，气水比10:1，污泥回流比100％；

出水经二沉池沉淀后进入内循环连续砂滤池，采用粒径为0.5-1.0mm的石英砂滤料，所 投药剂为PAC，投量10mg/L，滤速7m/h，气水比0.2:1；过滤出水进入臭氧催化氧化池，臭 氧催化氧化池水力停留时间1h，底部通臭氧，投量为35mg/L，废水为上进下出，与臭氧逆 向接触，催化氧化池中填充负载Al₂O₃的催化剂填料，填充比75％。最终出水稳定低于50mg/L， 可满足新标准，吨水处理成本低于4元/吨。实施本发明的处理效果数据见图3。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的 各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。