申请日2014.01.17
公开(公告)日2014.04.30
IPC分类号C02F9/14; C02F1/24; C02F1/56; C02F1/28; C02F1/52; C02F1/78
摘要
本发明涉及一种复杂含油废水处理装置，包括废水强化气浮池、臭氧氧化气浮池、改性磁种吸附混凝沉淀池、活性炭吸附池;废水强化气浮池包括集砂区、污泥区、混合区、集水区和集油区;臭氧氧化气浮池从下至上依次为集砂区、污泥区、混合区和分离区;改性磁种吸附混凝沉淀池包括改性磁种添加计量系统和混凝剂添加计量系统;活性炭吸附池的活性炭吸附层设置于池的中部，水从上部流入，下部流出;废水强化气浮池、臭氧氧化气浮池、改性磁种吸附混凝沉淀池和活性炭吸附池上部为圆柱形、下部为圆锥形容器，采用立式竖直放置。本发明结构简单，适于较大水量的污水处理，出水含油量低，运行效率高，具备生化效果和处理复杂含油废水的能力。
权利要求书
1.一种复杂含油废水处理方法与装置，包括废水强化气浮池(1)、臭氧氧 化气浮池(2)、改性磁种吸附混凝沉淀池(3)、活性炭吸附池(4)。
所述的废水强化气浮池(1)包括进水管(1-1)和用于排出处理后水的出 水管，所述的废水强化气浮池(1)从下至上依次为集砂区(1-14)、污泥区(1-13)、 混合区(1-12)和分离区，所述的分离区包括集水区(1-11)和位于集水区内 的集油区(1-10)。所述废水强化气浮池(1)的污泥区(1-13)和混合区(1-12) 之间设置有曝气盘(1-6)，所述的曝气盘的上方设有布水支管(1-5)，所述的 布水支管(1-5)连接进水管(1-1)，所述的曝气盘(1-6)通过曝气管连接有 废水处理池外的鼓风机和气体流量计(1-8)。所述的分离区内设有三相分离器 (1-4);所述的导流板外壁的上部设有溢油堰(1-3)，所述的溢油堰(1-3)与 出油管相连，所述的分流区外壁的上部设有溢水堰(1-2);为了排出处理后的 泥砂，所述的集砂区(1-14)设有排泥阀(1-7)。
所述的废水强化气浮池的出水管与臭氧氧化气浮池的进水管连通。
所述的臭氧氧化气浮池(2)包括进水管(2-1)和用于排出处理后水的出 水管，所述的臭氧氧化气浮池(2)从下至上依次为集砂区(2-14)、污泥区(2-13)、 混合区(2-12)和分离区，所述的分离区包括集水区(2-11)和位于集水区内的集 油区(2-10)。所述臭氧氧化气浮池(2)的污泥区(2-13)和混合区(2-12)之间设置 有臭氧曝气盘(2-6)，所述的臭氧曝气盘(2-6)的上方设有布水支管(2-5)，所述 的布水支管(2-5)连接进水管(2-1)，所述的臭氧曝气盘(2-6)通过曝气管连接有 臭氧氧化气浮池外的臭氧池鼓风机和气体流量计(2-8)，风机通过管道连通臭氧 发生器(2-9)。所述臭氧氧化气浮池(2)的分离区内设有三相分离器(2-4)，所述 的三相分离器(2-4)包括导流板和位于导流板下方与导流板配合使用的三角导 流环，所述的三角导流环安装在臭氧氧化气浮池(2)的内壁上，所述的导流板的 上部与分离区的形状相同，所述的导流板的下部呈喇叭状，所述的导流板的下 部的内径大于三角导流环的内径，所述的导流板外壁的上部设有溢油堰(2-3)， 所述的溢油堰(2-3)与出油管相连，所述的分流区外壁的上部设有溢水堰(2-2)， 所述的溢水堰(2-2)与出水管相连;为了废水处理的效果更好，所述的布水支管 (2-5)设置成同心圆形状或十字形状，布水支管(2-5)上具有水平辐射出水口。 为了排出处理后的泥砂，所述的集砂区(2-14)设有排泥阀(2-7)。
所述的臭氧氧化气浮池(2)的出水管与改性磁种吸附混凝沉淀池(3)的进水 管连通。
所述的改性磁种吸附混凝沉淀池(3)包括改性磁种添加计量系统(3-5)、混 凝剂添加计量系统(3-6)，搅拌区(3-8)、混凝沉淀区(3-10)和分离区。所述的 搅拌区内设有搅拌器(3-7);所述改性磁种吸附混凝沉淀池的分离区内设有三相 分离器(3-3);所述的分流区外壁的上部设有溢水堰(3-2)，所述的溢水堰(3-2) 与出水管相连;由于密度的不同，三相分离器可实现改性磁种和混凝沉淀物与 水的分离，为了排出处理后的改性磁种和混凝沉淀物，改性磁种吸附混凝沉淀 池(3)的底部设有排泥阀(3-4)。
所述的改性磁种吸附混凝沉淀池(3)的出水管与活性炭吸附池(4)的进 水管连通。
所述的活性炭吸附池(4)的活性炭吸附层(4-2)设置于池的中部，水从 上部流入，从下部流出。
2.如权利要求1所述的复杂含油废水处理方法与装置，其特征在于：所述 的改性磁种由硬脂酸对普通磁种(Fe3O4)进行表面有机改性获得，首先把普通 磁种加入到50%的乙醇水溶液中慢速搅拌进行清洗，去除表面污渍，将清洗后的 磁种加入到硬脂酸、水、乙醇按质量比10%：45%：45%配制的混合液中，在70℃ 恒温条件下强搅拌2h，再在105℃烤箱中烤干，得到改性磁种。
3.如权利要求1所述的复杂含油废水处理方法与装置，其特征在于：所述 的混凝剂为聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，投入量根据废水水质实验确 定。
4.如权利要求1所述的复杂含油废水处理方法与装置，其特征在于：所述 的废水强化气浮池(1)、臭氧氧化气浮池(2)、改性磁种吸附混凝沉淀池(3) 和活性炭吸附池(4)的是上部为圆柱形、下部为圆锥形容器，采用立式竖直放 置。
5.一种采用如权利要求1～4任一项所述的复杂含油废水处理装置进行污 水处理的方法，具有如下步骤：
①首先，含油、含泥砂的污水通过进水管(1-1)以及布水支管(1-5)进 入强化气浮池(1)的中下部;位于强化气浮池(1)的布水支管(1-5)下方的 曝气盘(1-6)产生大量细小气泡使污水中的泥砂摩擦，去除泥砂上的油污及其 他污染物。
②曝气盘(1-6)产生的细小气泡与油滴粘附形成混合体在浮力作用下上升， 在强化气浮池三相分离器(1-4)的作用下，气泡与油滴的混合体上升至集油区 (1-10)，强化气浮池(1)的溢油堰(1-3)与出油管相连;强化气浮池污泥中 的好氧菌，吸收气泡中的氧气和污水中的COD、BOD5、N、P等营养物质发生生化 反应，使污水得到一定程度的生化处理。
③泥砂在重力的作用下下沉，粒径较大的砂石下沉到强化气浮池(1)下部 的集砂区(1-14)，通过强化气浮池底部的排泥阀(1-7)排出砂石和多余的生 化污泥。
④分离处理后的水在强化气浮池三相分离区导流板作用下进入强化气浮池 集水区(1-11)，通过溢水堰(1-2)、出水管和连接管连通臭氧氧化气浮池(2) 的进水管(2-1)。
⑤污水通过臭氧氧化气浮池进水管(2-1)以及布水支管(2-5)进入臭氧 氧化气浮池(2)的中下部;位于臭氧氧化气浮池布水支管(2-5)下方的臭氧 曝气盘(2-6)产生大量细小气泡使污水中的泥砂进一步摩擦，去除泥砂上的油 污及其他污染物;同时把废水中的大分子物质氧化成易于吸收和吸附的小分子 物质。
⑥臭氧氧化气浮池(2)的曝气盘(2-6)产生的细小气泡与油滴粘附形成 混合体在浮力作用下上升,在臭氧氧化气浮池分离区三相分离器(2-4)的作用 下，气泡与油滴的混合体上升至集油区(2-10)，臭氧氧化气浮池(2)的溢油 堰(2-3)与出油管相连;泥砂在重力的作用下下沉到臭氧氧化气浮池(2)下 部，通过臭氧氧化气浮池底部的排泥阀(2-7)排出。分离处理后的水在臭氧氧 化气浮池三相分离区导流板作用下进入臭氧氧化气浮池集水区(2-11)，通过溢 水堰(2-2)、出水管和连接管连通改性磁种吸附混凝沉淀池(3)的进水管(3-1)。
⑦污水通过改性磁种吸附混凝沉淀池(3)的进水管(3-1)进入改性磁种 吸附混凝沉淀池中下部，在搅拌区(3-8)与来自改性磁种添加计量系统(3-5)、 混凝剂添加计量系统(3-6)的改性磁种和混凝剂混合;然后进入混凝沉淀区和 分离区，三相分离器(3-3)实现改性磁种和混凝沉淀物与水的分离，改性磁种 吸附混凝沉淀池的底部的排泥阀(3-4)排出处理后的改性磁种和混凝沉淀物。
⑧经过改性磁种吸附混凝沉淀池(3)处理后的废水由出水管进入活性炭吸 附池(4)上部的进水管(4-1)，被活性炭吸附池中部的活性炭吸附层(4-2) 吸附处理后，水从下部流出，达标排放。
说明书
复杂含油废水处理方法与装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种含油废水处理方法和装置。
背景技术
含油废水主要来源于石油开采加工、化工、冶金、机械工业、纺织、食品 加工工业及海上运输业等，油类在废水中以浮油、分散油、乳化油和溶解油四 类形式存在，而石油经过各种特殊用途的加工所产生的含油废水成分更加复杂。 含油废水的危害极大，当含油废水被排到江河湖海等水体后，严重影响水生生 物的正常生长，使水生动植物有油味或毒性，甚至死亡，使水体变臭;破坏水 资源的利用价值;油废水中含“三致”(致畸、致癌、致突)物，严重危害 人体健康。因此，含油废水的治理是当今急需解决的问题。
目前含油废水的处理方法主要有重力分离法、过滤法、气浮法、絮凝法、 电解法、生物法、吸附法和高级氧化法，单一的处理方法很难实现处理后达标 排放，必须采用联合处理工艺。
中国专利《一种竖流式自动隔油沉淀装置》(专利号：200510086608.1)公 开了一种隔油沉淀一体化装置，该装置具有结构简单、自动运行等优点。但该 专利装置存在以下缺陷：①出水含油量较高;②不具备生化处理功能;③运行 效率较低;④不能解决成分复杂的含油废水的处理问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决成分复杂的含油废水的处理，本发 明提供一种复杂含油废水处理方法与装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复杂含油废水处理方法 与装置，包括废水强化气浮池、臭氧氧化气浮池、改性磁种吸附混凝沉淀池、 活性炭吸附池。
所述的废水强化气浮池包括进水管和用于排出处理后水的出水管，所述的 废水强化气浮池从下至上依次为集砂区、污泥区、混合区和分离区，所述的分 离区包括集水区和位于集水区内的集油区。所述废水强化气浮池的污泥区和混 合区之间设置有曝气盘，所述的曝气盘的上方设有布水支管，所述的布水支管 连接进水管，所述的曝气盘通过曝气管连接有废水强化气浮池外的风机。所述 的分离区内设有三相分离器，所述的三相分离器包括导流板和位于导流板下方 与导流板配合使用的三角导流环，所述的三角导流环安装在废水强化气浮池的 内壁上，所述的导流板的上部与分离区的形状相同，所述的导流板的下部呈喇 叭状，所述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径，所述的导流板外壁 的上部设有溢油堰，所述的溢油堰与出油管相连，所述的分流区外壁的上部设 有溢水堰，所述的溢水堰与出水管相连;废水从下往上溢时，水与油一起通过 三角导流环进入导流板的下部，因为油的密度小浮于水上，油继续往上进入集 油区，水在上方通过导流板与三角导流环之间的间隙进入集水区，从而实现油 水分离。所述的污泥区与进水管之间通过管道连接有循环泵。为了废水处理的 效果更好，所述的布水支管设置成同心圆形状或十字形状，布水支管上具有水 平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。由 于水、泥砂的密度不同，在三相分离器作用下实现分离。为了排出处理后的泥 砂，所述的强化气浮池设有排泥阀。
所述的废水强化气浮池的出水管与臭氧氧化气浮池的进水管连通。
所述的臭氧氧化气浮池与废水强化气浮池的结构相似，包括进水管和用于 排出处理后水的出水管，所述的臭氧氧化气浮池从下至上依次为集砂区、污泥 区、混合区和分离区，所述的分离区包括集水区和位于集水区内的集油区。所 述臭氧氧化气浮池的污泥区和混合区之间设置有臭氧曝气盘，所述的臭氧曝气 盘的上方设有布水支管，所述的布水支管连接进水管，所述的臭氧曝气盘通过 曝气管连接有臭氧氧化气浮池外的风机，风机通过管道连通臭氧发生器。所述 臭氧氧化气浮池的分离区内设有三相分离器，所述的三相分离器包括导流板和 位于导流板下方与导流板配合使用的三角导流环，所述的三角导流环安装在废 水处理池的内壁上，所述的导流板的上部与分离区的形状相同，所述的导流板 的下部呈喇叭状，所述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径，所述的 导流板外壁的上部设有溢油堰，所述的溢油堰与出油管相连，所述的分流区外 壁的上部设有溢水堰，所述的溢水堰与出水管相连;废水从下往上溢时，水与 油一起通过三角导流环进入导流板的下部，因为油的密度小浮于水上，油继续 往上进入集油区，水在上方通过导流板与三角导流环之间的间隙进入集水区， 从而实现油水分离。为了废水处理的效果更好，所述的布水支管设置成同心圆 形状或十字形状，布水支管上具有水平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘是 均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。为了排出处理后的泥砂，所述的臭氧氧化气 浮池设有排泥阀。
所述的臭氧氧化气浮池的出水管与改性磁种吸附混凝沉淀池的进水管连 通。
所述的改性磁种吸附混凝沉淀池包括改性磁种添加计量系统、混凝剂添加 计量系统，所述的改性磁种吸附混凝沉淀池包括搅拌区、混凝沉淀区和分离区。 所述的搅拌区内设有搅拌器。所述改性磁种吸附混凝沉淀池的分离区内设有三 相分离器，所述的三相分离器包括导流板和位于导流板下方与导流板配合使用 的三角导流环，所述的三角导流环安装在改性磁种吸附混凝沉淀池的内壁上， 所述的导流板的上部与分离区的形状相同，所述的导流板的下部呈喇叭状，所 述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径，所述的分流区外壁的上部设 有溢水堰，所述的溢水堰与出水管相连;由于密度的不同，三相分离器可实现 改性磁种和混凝沉淀物与水的分离，为了排出处理后的改性磁种和混凝沉淀物， 改性磁种吸附混凝沉淀池的底部设有排泥阀。
具体的，所述的改性磁种由硬脂酸对普通磁种(Fe3O4)进行表面有机改性 获得，首先把普通磁种加入到50%的乙醇水溶液中慢速搅拌进行清洗，去除表面 污渍，将清洗后的磁种加入到硬脂酸、水、乙醇按质量比10%：45%：45%配制的 混合液中，在70℃恒温条件下强搅拌2h，再在105℃烤箱中烤干，得到改性磁 种。
具体的，所述的改性磁种投入量根据废水水质实验确定。
具体的，所述的混凝剂为聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，投入量根 据废水水质实验确定。
所述的改性磁种吸附混凝沉淀池的出水管与活性炭吸附池的进水管连通。
所述的活性炭吸附池的活性炭吸附层设置于池的中部，水从上部流入，从 下部流出。
具体的，所述的废水强化气浮池、臭氧氧化气浮池、改性磁种吸附混凝沉 淀池和活性炭吸附池是上部为圆柱形、下部为圆锥形容器，采用立式竖直放置。
一种采用上述复杂含油废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
(1)首先，含油、含泥砂的污水通过进水管以及进水支管进入强化气浮池 分离区的中下部;位于强化气浮池进水支管下方的曝气盘产生大量细小气泡使 污水中的泥砂摩擦，去除泥砂上的油污及其他污染物。
(2)曝气盘产生的细小气泡与油滴粘附形成混合体在浮力作用下上升，在 强化气浮池分离区三相分离器的作用下，气泡与油滴的混合体上升至集油区， 强化气浮池的溢油堰与出油管相连;强化气浮池污泥中的好氧菌，吸收气泡中 的氧气和污水中的COD、BOD5、N、P等营养物质发生生化反应，使污水得到一定 程度的生化处理。
(3)泥砂在重力的作用下下沉，粒径较大的砂石下沉到强化气浮池下部的 集砂区，通过强化气浮池底部的排泥阀排出砂石和多余的生化污泥。
(4)分离处理后的水在强化气浮池三相分离区导流板作用下进入强化气浮 池集水区，通过溢水堰、出水管和连接管连通臭氧氧化气浮池的进水管。
(5)污水通过臭氧氧化气浮池进水管以及布水支管进入臭氧氧化气浮池的 中下部;位于臭氧氧化气浮池布水支管下方的臭氧曝气盘产生大量细小气泡使 污水中的泥砂进一步摩擦，去除泥砂上的油污及其他污染物;同时把废水中的 大分子物质氧化成易于吸收和吸附的小分子物质。
(6)臭氧氧化气浮池的曝气盘产生的细小气泡与油滴粘附形成混合体在浮 力作用下上升,在臭氧氧化气浮池分离区三相分离器的作用下，气泡与油滴的混 合体上升至集油区，臭氧氧化气浮池的溢油堰与出油管相连;泥砂在重力的作 用下下沉到臭氧氧化气浮池下部，通过臭氧氧化气浮池底部的排泥阀排出。
(7)分离处理后的水在臭氧氧化气浮池三相分离区导流板作用下进入臭氧 氧化气浮池集水区，通过溢水堰、出水管和连接管连通改性磁种吸附混凝沉淀 池的进水管。
(8)污水通过改性磁种吸附混凝沉淀池的进水管进入改性磁种吸附混凝沉 淀池中部，在搅拌区与来自改性磁种添加计量系统、混凝剂添加计量系统的改 性磁种和混凝剂混合;然后进入混凝沉淀区和分离区，三相分离器实现改性磁 种和混凝沉淀物与水的分离，改性磁种吸附混凝沉淀池的底部的排泥阀排出处 理后的改性磁种和混凝沉淀物。
(9)经过改性磁种吸附混凝沉淀池处理后的废水由出水管连接进入活性炭 吸附池上部的进水管，被活性炭吸附池中部的活性炭吸附层吸附处理后，水从 下部流出，达标排放。
本发明的有益效果是，本发明结构简单，制造成本较低，对含油和泥砂的 污水处理具有非常好的效果，适于较大水量的污水处理，出水含油量低，运行 效率高，具备生化效果和处理复杂含油废水的能力。