申请日2017.08.03
公开(公告)日2017.11.24
IPC分类号C02F9/02; C02F9/04; C02F9/06; C02F9/14; C01C1/242; C01B25/28; C02F101/16; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种处理页岩炼油废水的系统，主要包括气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置和氨氮处理装置，气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置与氨氮处理装置依次串联，氨氮处理装置的出水口与生化处理装置相连;油水分离膜装置连接有深度除油装置，油水分离膜装置的进水口与气浮除油预处理装置的出水口连通，深度除油装置的进水口连通油水分离膜装置的出水口，深度除油装置的出水口与氨氮处理装置的进水口相连。
权利要求书
1.一种处理页岩炼油废水的系统，其特征在于，主要包括依次串联的气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置和氨氮处理装置;油水分离膜装置连接有深度除油装置，油水分离膜装置的进水口与气浮除油预处理装置的出水口连通，深度除油装置的进水口连通油水分离膜装置的出水口，深度除油装置的出水口与氨氮处理装置的进水口相连。
2.根据权利要求1所述的处理页岩炼油废水的系统，其特征在于，油水分离膜装置采用的油水分离膜为高截留率和大通量型的超滤膜。
3.根据权利要求1所述的处理页岩炼油废水的系统，其特征在于，深度除油装置为树脂吸附装置或氧化装置中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的处理页岩炼油废水的系统，其特征在于，氨氮处理装置的核心部件为中空纤维膜;氨氮处理装置的出水口与生化处理装置相连。
5.一种处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供处理页岩炼油废水的系统：所述系统主要包括依次串联的气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置和氨氮处理装置;油水分离膜装置连接有深度除油装置，油水分离膜装置的进水口与气浮除油预处理装置的出水口连通，深度除油装置的进水口连通油水分离膜装置的出水口，深度除油装置的出水口与氨氮处理装置的进水口相连;
(2)预处理：页岩炼油废水中加入药剂预处理，絮凝沉淀除去悬浮物，预处理后的废水经过气浮除油装置处理，除去废水中的浮油和悬浮物;
(3)除油：气浮除油装置处理后的出水进入油水分离膜装置，进一步去除水中的油和悬浮物;油水分离膜处理后的出水进入深度除油装置，继续去除溶解于废水中的油分子;
(4)脱氨氮：深度除油装置的出水进入氨氮处理装置脱氨得到处理液，脱出的氨采用酸性溶液作为吸收液，得到盐溶液。
6.根据权利要求5所述的处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，向页岩炼油废水中加入混凝沉淀剂，投加量为10-1000mg/L。
7.根据权利要求5所述的处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，油水分离膜装置采用的油水分离膜为高截留率和大通量型的超滤膜，控制油水分离膜处理后出水的SDI<5。
8.根据权利要求5所述的处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，步骤(4)中，调节深度除油装置的出水的pH大于9，吸收液pH小于2;氨氮处理装置的核心部件为中空纤维膜。
9.根据权利要求5所述的处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，步骤(4)中，得到的铵盐溶液调节至中性后，采用MVR蒸发器蒸发浓缩制备得到铵盐。
10.根据权利要求5所述的处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，氨氮处理装置的出水口与生化处理装置相连，步骤(4)得到的处理液进行生化处理，控制生化处理进水的氨氮含量小于200mg/L，石油类含量小于10mg/L。
说明书
一种处理页岩炼油废水的系统和方法
技术领域
本发明属于炼油废水处理领域，具体涉及一种处理页岩炼油废水的系统和方法。
背景技术
页岩炼油废水主要来源于干馏水盆废水、瓦斯脱水、冷却系统废水、洗涤系统废水及少量生活污水。由于油母页岩干馏工艺的独特性，致使废水中含有大量的油、硫化物、氰化物、挥发酚、氨氮以及其他有毒物质，其COD含量较高，难降解物质多。这些废水中的氨氮含量较高，油含量和COD含量都严重超标，如直接排放，会造成环境水体的污染。目前该种废水的处理系统包括污水预处理系统和主体处理系统，主要工艺包括隔油沉淀池、吹脱池、破乳除油池、厌氧塔、A/O池及二沉池。但是由于进水水质的不稳定，油的处理效果不稳定，进入生化池的油量和COD含量均偏高，同时处理过程中产生的VOC气体会污染环境。
公开号为CN 105923901 A专利公开了一种同步处理油页岩混合废水和垃圾渗滤液的方法及系统。该方法包括以下步骤：首先利用隔油沉淀、涡凹气浮、溶气气浮的处理，去除调节池调节后的油页岩混合废水中的悬浮物和油类物质;然后将经处理后的油页岩混合废水与垃圾渗滤液按照预定比例混合均匀;最后将混合废水添加到活性污泥体系，进行曝气生化处理，去除废水中的氨氮、有机物等污染物。该过程预处理系统存在缺陷，油含量很容易超标。
文章《SDN工艺处理页岩炼油废水的工程实例》公开了一种页岩炼油厂废水的处理工艺，处理系统包括污水预处理系统和主体处理系统，主要工艺包括隔油沉淀池、吹脱池、破乳除油池、厌氧塔、A/O池及二沉池。但是由于进水水质的不稳定，油的处理效果不稳定，进入生化池的油量和COD含量均偏高，同时处理过程中产生的VOC气体会污染环境。
现有技术对页岩炼油废水的处理存在下列问题：
(1)采用隔油池和简单气浮结果往往由于方法的局限性，无法完全有效的去除石油类杂质，实际过程中进入生化池时，废水的油含量往往是超标的。
(2)采用吹脱方式进行除氨的过程，会产生大量的氨气污染环境。
(3)实际产出的氨气回收效果很差，造成资源浪费;
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种处理页岩炼油废水的系统。
一种处理页岩炼油废水的系统，其特征在于，主要包括依次串联的气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置和氨氮处理装置;油水分离膜装置连接有深度除油装置，油水分离膜装置的进水口与气浮除油预处理装置的出水口连通，深度除油装置的进水口连通油水分离膜装置的出水口，深度除油装置的出水口与氨氮处理装置的进水口相连。
上述废水处理系统中，采用气浮预处理装置去除石油组份(回收利用)后进入油水分离膜装置，进一步除油;油水分离膜装置处理后的出水进入深度除油装置，继续去除溶解于废水中的油;接着出水进入氨氮装置进行脱氨，脱出的氨用吸收液吸收。
作为优选，深度除油装置为树脂吸附装置或氧化装置。进一步的，该氧化装置可以是Fenton氧化装置、微电解氧化装置、臭氧氧化装置中的一种。其中，树脂吸附装置包含树脂再生装置，氧化装置包含絮凝和/或过滤装置。
作为优选，上述废水处理系统还包括生化处理装置，氨氮处理装置的出水进入生化处理装置进行生化深度处理，出水达到回用标准。
进一步地，油水分离膜装置采用的油水分离膜为高截留率和大通量型的超滤膜，氨氮处理装置的核心部件为中空纤维膜。其中，高截留率是指：对于分子量为5000的物质，截留率大于97%;大通量是指：通量大于40-50L/m2·h。
本发明还提供了一种处理页岩炼油废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供处理页岩炼油废水的系统：所述系统主要包括依次串联的气浮除油预处理装置、油水分离膜装置、深度除油装置和氨氮处理装置;油水分离膜装置连接有深度除油装置，油水分离膜装置的进水口与气浮除油预处理装置的出水口连通，深度除油装置的进水口连通油水分离膜装置的出水口，深度除油装置的出水口与氨氮处理装置的进水口相连;
(2)预处理：页岩炼油废水中加入药剂预处理，絮凝沉淀悬浮物，预处理后的废水经过气浮除油装置处理，除去废水中的浮油和悬浮物;
(3)除油：气浮除油装置处理后的出水进入油水分离膜装置，进一步去除水中的油和悬浮物;油水分离膜处理后的出水进入深度除油装置，继续去除溶解于废水中的油分子;
(4)脱氨氮：深度除油装置的出水进入氨氮处理装置进行脱氨，得到处理液，脱出的氨采用酸作为吸收液，得到铵盐溶液;
页岩炼油废水主要来源于12-75mm的页岩干馏产生的废水，水质指标为氨氮含量4000-6300mg/L，COD含量4000-6500mg/L，石油类含量200-1000mg/L，SO42-:800～2000mg/L、CL-：500～1000mg/L、TDS：1000～5000mg/L。
进一步地，步骤(2)中，向页岩炼油废水中加入混凝沉淀剂，投加量为10-1000mg/L。通过气浮除油预处理可将重金属离子浓度降至1mg/L以下。所述的混凝沉淀剂为PAC、PAM、PFS、PFC、PAS、PSAA、PFSS、PPFC、PPAC、PSF、PAFCS、微生物絮凝剂等中的一种或几种。步骤(3)中，油水分离膜装置采用的油水分离膜为高截留率和大通量型的超滤膜，进一步将废水中的浮油、遗漏颗粒物、大部分的胶体性颗粒去除，保证脱氨膜的安全;经过超滤膜处理后，控制油水分离膜处理器出水的SDI<5。油水分离膜装置处理后的出水进入深度除油装置，继续去除溶解于废水中的油。
步骤(3)中，深度除油采用树脂吸附或氧化法，其中氧化法可选微电解、湿式催化氧化中的一种。湿式催化氧化可以是Fenton氧化、类Fenton氧化、光催化氧化中的一种。步骤(4)中，调节深度除油装置的出水的pH大于9，吸收液pH小于2;氨氮处理装置的核心部件为中空纤维膜。废水走管程，吸收液走壳程，废水操作温度为40-80℃，吸收液温度为常温。本发明采用酸性溶液作为吸收液，产生的铵盐的浓度在20%-30%之间;吸收液pH超过2时需补加浓酸。作为优选，所述的酸为硫酸、硝酸、磷酸等中的一种。
步骤(4)中产生的铵盐溶液经过蒸发浓缩制备铵盐，优选采用MVR蒸发器进行蒸发，为防止酸性铵盐溶液对蒸发器的不可逆性腐蚀，将铵盐溶液调节至中性后再蒸发。
作为优选，氨氮处理装置的出水口与生化处理装置相连，步骤(4)得到的处理液通过生化深度处理，控制生化进水的氨氮含量小于200mg/L，石油类含量小于10mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明采用的浅层离子气浮、油水分离膜装置和深度除油装置，可以将废水中的含油量降低到10mg/L以下。
(2)本发明采用膜分离技术去除废水中氨氮，氨氮脱除效率大于95%，大于目前的吹脱工艺的效率，原水工作温度在40℃，能耗低，运行成本低。
(3)废水经过氨氮处理装置处理后，剩余水中的氨氮含量100-200mg/L，废水中的氨氮转化为30%左右的铵盐溶液;
(4)采用MVR蒸发结晶，得到纯的铵盐固体，将污水做到了资源化;
(5)经过气浮、油水分离膜装置和深度除油装置，能够保证进入生化池的废水油含量排放不超标;
(6)MVR冷凝水回用作为预处理装置、油水分离膜装置、氨氮处理装置的洗水，做到了水的循环利用。