净化工业废水处理系统

　　申请日2018.03.16

　　公开(公告)日2018.08.21

　　IPC分类号C02F9/14; C10L5/04; C10L9/10; C02F101/32

　　摘要

　　本发明公开了一种净化工业废水的处理系统，该系统包括：包括集水井、粗格栅、絮凝反应池、斜板沉淀池、紫外线活化‑褐煤吸附气浮分离除油装置、曝气池、生物氧化滤池、二次沉淀池、净水集水井。本系统创造性的利用了热值较低的褐煤对油类物质的吸附能力，将褐煤颗粒与含油废水充分混合，在紫外线的照射活化作用下，褐煤颗粒可充分吸附废水中的矿物油，再通过水底曝气气浮的手段，使吸附有矿物油的细褐煤颗粒浮至水面，可通过机械推送等手段使其从水中分离，从而达到去除废水中矿物油的目的。同时，已经吸附有矿物油的褐煤颗粒通过烘干处理后，其热值明显增高，可被应用于供热、火力发电等行业。

　　权利要求书

　　1.一种净化工业废水的处理系统，其特征在于，该系统包括集水井、粗格栅、絮凝反应池、斜板沉淀池、紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置、曝气池、生物氧化滤池、二次沉淀池、净水集水井等;其中，含有矿物油的石化工业废水通过废水管线进入集水井，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，粗格栅的出口通过废水管线连接絮凝反应池，絮凝反应池的出口通过废水管线连接斜板沉淀池，斜板沉淀池的出口通过废水管线连接紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的出口通过废水管线连接曝气池，曝气池的出口通过废水管线连接生物氧化滤池，生物氧化滤池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水集水井，净水集水井的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排;其中，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置左侧下部设有进水阀门，右侧下部设有排水阀门，装置底部并排安装有6支超细气泡曝气头，装置两侧壁各并排安装有4支水下紫外线发生器，装置顶部设有褐煤进料斗，其内部贮存有块状褐煤原料，褐煤进料斗下方为1部球形研磨机，球形研磨机下方连接有细褐煤颗粒输送管道，细褐煤颗粒输送管道一直延伸至装置底部，装置上方靠近水面位置左侧安装有1部电动推送器，右侧设有褐煤颗粒排口。

　　2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，块状褐煤原料作为紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的净化处理物料，通过位于装置顶部的褐煤进料斗进入本装置，并被其下方的球形研磨机研磨破碎为细褐煤颗粒，经过研磨破碎处理后的细褐煤颗粒经细褐煤颗粒输送管道输送至装置底部，同时含有矿物油的石化工业废水通过位于本装置左侧下部的进水阀门进入装置底部，细褐煤颗粒与废水充分混合，并均匀分布于整个装置内部，此时位于装置左侧壁和右侧壁上的8支水下紫外线发生器启动，向均匀分布在废水中的细褐煤颗粒发射紫外线辐射，受到紫外线照射活化作用的褐煤颗粒会充分吸附废水中的矿物油，此时位于装置底部的6支超细气泡曝气头开始向废水中曝气，使废水中产生大量超细气泡，细褐煤颗粒在超细气泡的气浮作用下做上浮运动，在废水水面处逐步汇聚，最终形成含油的细褐煤颗粒漂浮残渣，此时位于装置上方靠近水面位置左侧的1部电动推送器开始工作，将水面附近的细褐煤颗粒漂浮残渣推送至右侧的褐煤颗粒排口并排出本装置，经过烘干处理后，可被用于供热、火力发电等行业，同时，经过吸附净化处理后的废水通过装置右侧下部的排水阀门排出本装置，并进入下一处理工序。

　　3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的有效容积为355m3，其褐煤进料斗的有效容积为75m3，其球形研磨机的工作电压为380V，额定功率为3.6kW。

　　4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的超细气泡曝气头的工作电压为40V，气体流量为2.5m3/h，曝气阻力为165mmHg，能够产生直径为0.6mm的气泡。

　　5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的水下紫外线发生器的工作电压为220V，能够产生波长为310nm的紫外线辐射。

　　说明书

　　一种净化工业废水的处理系统

　　技术领域

　　本发明涉及一种去除石化工业废水中矿物油的处理系统，属于环境保护中的废水处理领域。

　　背景技术

　　随着我国经济的快速发展和对能源需求的不断增加，矿物油的应用范围在不断拓展，消耗量也日趋增大。在原油的开采、加工、运输以及各种炼制油的大量使用过程中，由于工艺水平和处理技术的限制，大量含矿物油的废水、废渣不可避免的排入水体，随之产生的环境污染问题也越来越严重。矿物油在水体环境中的大量存在会对水体生态系统造成严重的危害，而水体油污染问题处理的好坏直接关系到自然生态环境及经济的持续发展。

　　石化工业废水中的矿物油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体溶解物质和悬浮固体等组成。

　　石化工业废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水面，这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。

　　石化工业废水中的分散油也可称为浮油，习惯上是指在2h的静置状态下能浮于水面的油珠，其直径一般在100~150μm之间。油珠直径小于此值，且在2h内难以浮出水面的油称为乳化油。前者可以通过静置，然后按浮油处理方法处理，或采用其他物理的、化学或生化的方法处理。后者由于油珠表面存在双电层或受乳化剂保护而能长期以稳定的状态存在，它的处理一般要较前一种含油污水复杂。

　　石化工业废水中的溶解油是指油以分子状态溶解于水中的部分。油品在水中的溶解度非常低，通常只有几个毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。

　　石化工业废水中的矿物油类可以通过呼吸、皮肤接触、食用含污染物的食物等途径进入人体，能影响人体多种器官的正常功能，引发多种疾病。在被矿物油污染的区域附近，儿童皮肤碱抗力明显减弱、白细胞下降、贫血率上升、肺功能受到影响，一般人的肝肿概率显著高于对照区居民，恶性肿瘤尤其是消化系统恶性肿瘤标化死亡率明显高于对照区。矿物油的浓度是考察其毒性的关键因子，不同组分的矿物油其毒性效果也不一样，随浓度的升高和暴露时间的延长，其毒性增强。

　　目前国内外含矿物油污水的处理技术按处理原理可分为四种：物理法、化学法、物理化学法和生物化学法。

　　(1)物理法：

　　物理处理法的重点是去除含矿物油污水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油等。包括重力分离、离心分离、粗粒化、过滤、膜分离等方法。

　　(2)化学法：

　　化学处理法主要用于处理含矿物油污水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质，常用的方法有化学破乳法、化学氧化法等。

　　(3)物理化学法：

　　物理化学法主要包括气浮法、吸附法、电化学法、超声波分离法等，这些方法一般都具有适应性较强、选择性广的优点。

　　(4)生物化学法：

　　生物化学(生化)处理法是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单物质，从而将有毒物质转化为无毒物质，使含油污水得到净化。微生物可将有机物作为营养物质，使其中一部分被吸收转化成为微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物，其余部分可被微生物氧化分解成简单的有机或无机物质。

　　由于上述传统治理方法均存在一定的缺点，因此，有必要摆脱现有的治理技术路线，开辟出分离并处理石化工业废水中矿物油的新途径，进而开发一种全新形式的石化工业废水矿物油净化处理技术。

　　发明内容

　　为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种净化工业废水的处理系统，该系统主要用于去除石化工业废水中的矿物油，该系统包括集水井、粗格栅、絮凝反应池、斜板沉淀池、紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置、曝气池、生物氧化滤池、二次沉淀池、净水集水井;其中，含有矿物油的石化工业废水通过废水管线进入集水井，在此进行集中收集和初步稳定调节，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，在此去除废水中的大直径固体物质，粗格栅的出口通过废水管线连接絮凝反应池，在此向废水中投加化学絮凝剂，使废水中的悬浮物和大分子有机物发生絮凝反应，从而集中汇聚为大团不溶物质，絮凝反应池的出口通过废水管线连接斜板沉淀池，在此通过将絮凝反应生成的大团不溶物质通过沉淀方式加以去除，斜板沉淀池的出口通过废水管线连接紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的出口通过废水管线连接曝气池，在此通过好氧曝气过程对废水中的COD进行初步氧化分解处理，曝气池的出口通过废水管线连接生物氧化滤池，在此对废水残留的COD进行最后的深度净化处理，生物氧化滤池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水集水井，净水集水井的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排。

　　其中，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置外壳采用304不锈钢材质，其左侧下部设有进水阀门，右侧下部设有排水阀门，装置底部并排安装有6支超细气泡曝气头，装置两侧壁各并排安装有4支水下紫外线发生器，装置顶部设有褐煤进料斗，其内部贮存有块状褐煤原料，褐煤进料斗下方为1部球形研磨机，球形研磨机下方连接有细褐煤颗粒输送管道，细褐煤颗粒输送管道一直延伸至装置底部，装置上方靠近水面位置左侧安装有1部电动推送器，右侧设有褐煤颗粒排口;其中，块状褐煤原料作为紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的净化处理物料，通过位于装置顶部的褐煤进料斗进入本装置，并被其下方的球形研磨机研磨破碎为细褐煤颗粒，经过研磨破碎处理后的细褐煤颗粒经细褐煤颗粒输送管道输送至装置底部，同时，含有矿物油的石化工业废水通过位于本装置左侧下部的进水阀门进入装置底部，细褐煤颗粒与废水充分混合，并均匀分布于整个装置内部，此时，位于装置左侧壁和右侧壁上的8支水下紫外线发生器启动，向均匀分布在废水中的细褐煤颗粒发射紫外线辐射，受到紫外线照射活化作用的褐煤颗粒会充分吸附废水中的矿物油，此时，位于装置底部的6支超细气泡曝气头开始向废水中曝气，使废水中产生大量超细气泡，细褐煤颗粒在超细气泡的气浮作用下做上浮运动，在废水水面处逐步汇聚，最终形成含油的细褐煤颗粒漂浮残渣，此时，位于装置上方靠近水面位置左侧的1部电动推送器开始工作，将水面附近的细褐煤颗粒漂浮残渣推送至右侧的褐煤颗粒排口并排出本装置，经过烘干处理后，可被用于供热、火力发电等行业，同时，经过吸附净化处理后的废水通过装置右侧下部的排水阀门排出本装置，并进入下一处理工序;其中，曝气池的作用是通过好氧曝气过程对废水中剩余的COD进行初步氧化分解处理;其中，生物氧化滤池的作用是对废水残留的COD进行最后的深度净化处理。

　　其中，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的有效容积为355m3，其褐煤进料斗的有效容积为75m3，其球形研磨机的工作电压为380V，额定功率为3.6kW。

　　其中，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的超细气泡曝气头的工作电压为40V，气体流量为2.5m3/h，曝气阻力为165mmHg，能够产生直径为0.6mm的气泡。

　　其中，紫外线活化-褐煤吸附气浮分离除油装置的水下紫外线发生器的工作电压为220V，能够产生波长为310nm的紫外线辐射，其使用寿命可达5000h。

　　通过本系统处理后的废水，其矿物油的去除效率可达99.4%。

　　本发明的优点在于：

　　(1)本系统摆脱了现有的石化工业废水中矿物油的处理技术思路，创造性的利用了热值较低的褐煤对油类物质的吸附能力，将褐煤颗粒与含油废水充分混合，在紫外线的照射活化作用下，褐煤颗粒可充分吸附废水中的矿物油，再通过水底曝气气浮的手段，使吸附有矿物油的细褐煤颗粒浮至水面，可通过机械推送等手段使其从水中分离，从而达到去除废水中矿物油的目的。

　　(2)本系统净化处理过程中所产生的已经吸附有矿物油的褐煤颗粒，其热值相较吸附处理前，已得到显著提高，只需经过简便易行的烘干处理，即可被应用于供热、火力发电等行业，从而大大改善了褐煤的燃烧性能。

　　(3)本系统运用纯粹的物理手段，通过紫外线活化与褐煤吸附作用来对废水中的矿物油进行净化处理，无需使用任何化学物质，从而消除了引入危害更大的化学物质的风险，从根本上避免了二次污染。