一种处理含COD、甲醇废水的系统及方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种处理含COD、甲醇废水的系统及方法。

背景技术

工业废水指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业用水产生的废水如果随意排放往往会对周围的环境和生态造成不可逆的伤害。具体来看，COD一直是工业源废水排放量最大的污染物类别，因此针对COD匹配设计了相关的系统和方法，如中国专利申请(专利公开号为CN104319017A)公开了高COD废水处理系统及方法，通过优化系统结构设计和工艺，决定臭氧流向和高COD废水流向为反向，使得高COD废水能够与臭氧进行充分的催化反应，使得高COD废水处理效果得到优化，虽然对COD的去除率在95％以上，但是对于涉及到排放源复杂的废水类型，尤其是对石油化工产品生产工艺过程中产生的包含有COD、甲醇的废水，急需匹配一套废水处理系统来实现处理后的出水满足排放要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种处理含COD、甲醇废水的系统，基于废水来源和废水水质特征进行匹配系统设计及处理工艺，采用一体化模块组合集成布局，节省空间、节约成本的同时使废水处理后的出水水质指标满足《城市污水再生利用―工业用水水质》(GB/T 19923-2005)以及《石油化工污水再生利用设计规范》(SH3173-2013)中的再生水用于间冷开式循环冷却水系统补充水水质控制指标要求。

本发明一方面提供了一种处理含COD、甲醇废水的系统，至少包括：预处理单元、生化处理单元、深度处理单元、污泥干化处理单元、废气处理单元。

作为一种优选的技术方案，所述预处理单元包括废水收集池、隔油池、调节池、气浮设备、1#反应池、1#沉淀池、3#反应池、3#沉淀池、加药系统。

作为一种优选的技术方案，所述生化处理单元包括厌氧池(兼作水解酸化池)、A/O接触氧化池、二沉池、曝气系统、1#生物污泥浓缩池、2#生物污泥浓缩池。

作为一种优选的技术方案，所述深度处理单元包括2#反应池、2#沉淀池、2#中间水池、化学污泥浓缩池、UF和NF和RO膜系统、回用水池。

作为一种优选的技术方案，所述污泥干化处理单元包括1#污泥干化系统、2#污泥干化系统。

作为一种优选的技术方案，所述废气处理单元包括一级、二级生物洗涤塔系统；所述一级、二级生物洗涤塔系统置于两级A/O接触氧化池池顶。

本发明提供的系统将生物污泥与化学污泥分开处理及处置，能有效减少企业由此产生的污泥处置成本，同时占地面积小、紧凑，节省空间，充分利用土地资源，空间利用率高，减少土地投资，可节约45％土地空间。

本发明另一方面提供了一种处理含COD、甲醇废水的方法，采用含COD、甲醇废水的系统进行处理，至少包括预处理、生化处理、深度处理、污泥干化处理、废气处理步骤。

所述预处理，具体包括以下步骤：将各类水质的废水进行分质分类收集至废水收集池；之后泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；调节池的废水泵至气浮设备，然后进入1#反应池进行反应，再经过1#沉淀池进行沉淀后，上清液自流至1#中间水池。

优选的，所述废水包括生产污水、装置和罐区设备及地面冲洗水、初期雨水、生活污水、循环冷却水排污水、事故废水；所述废水收集池包括事故水池、初期雨水池、1#集水池、2#集水池、3#集水池。

优选的，厂区事故废水排入事故水池进行收集；初期雨水排入初期雨水池进行收集；厂区间断排出的生产污水泵入1#集水池，进行收集；厂区间断排出的装置和罐区设备及地面冲洗水泵入1#集水池，进行收集；厂区经过化粪池预处理后的生活污水，经生活污水管道自流至生活污水提升井，然后通过生活污水提升井内的污水提升泵泵至2#集水池进行收集；厂区循环冷却水场的循环冷却水排污水泵入3#集水池进行收集。

优选的，1#集水池的废水，通过污水提升泵按每天均质均量泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；厂区初期雨水池的初期雨水，通过池内的初期雨水提升泵按每天均质均量泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；厂区事故水池的事故废水首先尽可能进行物料回收，不能回收的事故废水根据实际情况每天限流均质均量由事故水池泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池。

优选的，所述2#反应池结构形式为臭氧催化氧化处理和中和混凝絮凝反应池结构形式。进行隔油预处理后的废水进入调节池汇总收集的综合污水水质并进行水量调节处理，根据水质指标情况，在1#反应池中的氧化反应池考虑是否加入氧化剂进一步进行氧化预处理，以进一步降解污水中的难降解有机物，提高污水的B/C，进一步提高污水的可生化性。本方案设计考虑实际污水处理操作上，根据生化系统出水指标状况，平时在正常情况下，氧化反应池无需加入臭氧催化药剂，直接过流。经过氧化还原预处理后的污水再进行PH中和反应后，自流至混凝絮凝反应池。根据酸碱中和的原则，尽可能充分利用其排放的废酸或洗碱水进行综合污水pH值自身调节，尽量减少外购酸碱药剂的使用物耗。经过氧化还原、PH中和反应后的污水，在混凝絮凝反应池依次与碱式氯化铝类的混凝剂以及PAM药剂类的助凝剂进行混凝、絮凝反应，除污水中部分污染物，保护后续设备的正常工作以及减轻后续工序处理负荷。然后进入1#沉淀池进行沉淀后，上清液自流至1#中间水池。

优选的，气浮设备处理后的浮渣和底部沉淀污泥、1#沉淀池、3#沉淀池的污泥定时用污泥泵泵入化学污泥浓缩池进行浓缩处理。

本发明提供的方法主要用于石油炼制化工产品生产废水治理，目前的处理方法主要有生化法、物化法、化学法三种，其中生化法在石化废水处理中通常需匹配预处理工艺，预处理工艺直接决定了后续的生化处理效果。本发明中待处理的废水，尤其是生产污水，污水成分复杂，种类繁多，毒性大，有机污染物浓度较高，各生产单元污水污染物浓度相差较大，有恶臭及刺激性气味，绝大多数有机污染物具有可生化性，因此通过常规的处理方法难以达到规定的排放要求。因此，本发明提供方法，结合生产实际，根据废水来源、排放量以及废水水质特征，设计上述预处理工艺，对进入生物处理系统的生产污水分类收集、分质处理，进行针对性的预处理，满足后续生物处理的工艺指标要求，同时通过每天均质均量进行预处理，以减少运行成本，保证系统的稳定可靠正常化运行。

发明人分析原因可能为：石化企业化工生产污水中，部分有机物会以油相存在于污水中，这些油类物质以不同的形式存在，有的漂浮在污水表面，有的为乳化状分散悬浮于水中，有的则沉降于水底。本发明提供的方法设计将各类水质的废水进行分质分类收集至废水收集池；之后泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池，然后匹配气浮设备，防止生产废水的不稳定造成大量油类物质进入污水处理站，造成对污水处理的冲击的同时，将悬浮于污水中的微小粒径油类物质和固体颗粒除去，满足后续生物处理的工艺指标要求。而油类物质若未经处理直接进入生化系统会附着在活性污泥的表面，抑制生化处理单元中微生物的正常生长，影响生化处理的效果。

作为一种优选的技术方案，所述生化处理，具体包括以下步骤；1#中间水池的污水再通过污水提升泵至厌氧池(兼作水解酸化池)内进行厌氧(兼作水解酸化)处理后，上清液自流至A/O接触氧化池；厌氧池出水以及2#集水池的污水泵入A/O接触氧化池进行生化处理，生化处理采用两级A/O生物接触氧化法处理工艺，处理后污水通过二沉池沉淀后自流至2#反应池，A/O接触氧化池末端的混合液用混合液回流泵进行回流，回流液泵至A/O接触氧化池的前端；二沉池的部分剩余生物污泥回流至A/O接触氧化池前端；二沉池的部分剩余生物污泥定期泵至1#生物污泥浓缩池进行污泥浓缩；1#生物污泥浓缩池的部分剩余生物污泥回流至A/O接触氧化池前端作为污泥补充；1#生物污泥浓缩池的剩余生物浓缩污泥泵至厌氧池进行厌氧消解减量化；经过减量化的厌氧剩余浓缩污泥泵至2#生物污泥浓缩池进行生物污泥浓缩，然后经过1#污泥干化系统进行干化处理。

基于前述预处理工艺，本发明设计上述生化处理工艺，尤其是进行厌氧(兼作水解酸化)处理，提高污水中有机污染物BOD

优选的，所述深度处理，具体包括以下步骤：2#反应池内的污水进行氧化、中和、絮凝反应后，经过反应后自流至2#沉淀池进行沉淀，2#沉淀池的上清液自流至排放池达标排放；2#沉淀池的化学污泥定时用污泥泵排进化学污泥浓缩池进行污泥浓缩处理。

优选的，所述所述深度处理，具体包括以下步骤：2#反应池内的污水采用臭氧催化氧化后，中和絮凝沉淀后出水，经过反应后自流至2#沉淀池进行沉淀，2#沉淀池的上清液自流至排放池达标排放；2#沉淀池的化学污泥定时用污泥泵排进化学污泥浓缩池进行污泥浓缩处理。

经过一级预处理以及二级生物处理处理后，SS、CODcr虽然得到了很大的去除，但废水中可能仍含有少量难降解的有机物质。因此本发明提供的方法设置上述三级深度处理，进一步降解污水中的难降解有机物，本方案设计考虑实际污水处理操作上，根据生化系统出水指标状况，平时在正常情况下，氧化反应池无需加入Fenton药剂，直接过流。在受负荷冲击等异常情况下，出水指标恶化，考虑补充加药进行进一步处理，以进一步去除污染物使废水达标排放。采用臭氧催化氧化工艺，氧化剂药剂用量以及化学污泥量少，有效减少企业由此产生的化学污泥处置成本。此外，处理后的污水进一步进行中水回用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境的有效途径之一，本发明匹配设计UF和NF和RO膜系统和回用水池，使废水最终能够回用于企业生产中，循环利用。

本发明提供的方法，通过上述预处理-厌氧(兼作水解酸化)-A/O生物接触氧化处理-深度处理，有效地对石油化工企业废水进行生物降解，具有高效、节能、去除污染物速度快、抗毒害物质和系统冲击能力强等优点。

优选的，所述污泥干化处理，具体包括以下步骤：减量化的厌氧剩余浓缩污泥通过2#生物污泥浓缩池内浓缩后，用高压污泥泵泵至1#污泥干化系统进行干化处理；干化后的污泥可作为一般固废委外处置。压滤水回1#中间水池进入系统进行再处理；1#沉淀池、2#沉淀池、3#沉淀池的污泥通过化学污泥浓缩池浓缩后，用高压污泥泵泵入2#污泥干化系统进行干化处理，干化污泥作为危废委外处置，压滤水回1#集水池进入系统进行再处理。采用此厌氧消解生物污泥，可大大减少干化的生物污泥总量，能有效减少企业由此产生的干化后生物活性污泥总量以及处置成本，能有效减少企业由此产生的化学污泥处置成本。

优选的，所述废气处理，具体包括以下步骤：调节池、隔油池、沉淀池、集水池、厌氧池(兼作水解酸化池)、两级A/O接触氧化池、污泥浓缩池收集的废气进入一级、二级生物洗涤塔系统预处理送至厂区焚烧车间进行焚烧处理后达标排放，采用两级A/O接触氧化池中前端的高活性污泥负荷段的高浓度生物活性污泥进行喷淋洗涤，喷淋洗涤下来的混合洗涤液再回到两级A/O接触氧化池最前端进行进一步处理，有效地减少废气处理药剂费用以及运行成本。

有益效果

1、本发明提供了一种处理含COD、甲醇废水的系统，基于废水来源和废水水质特征进行匹配系统设计及处理工艺，采用一体化模块组合集成布局，节省空间、节约成本的同时使废水处理后的出水水质指标满足《城市污水再生利用―工业用水水质》(GB/T 19923-2005)以及《石油化工污水再生利用设计规范》(SH3173-2013)中的再生水用于间冷开式循环冷却水系统补充水水质控制指标要求。

2、本发明提供的系统将生物污泥与化学污泥分开处理及处置，能有效减少企业由此产生的污泥处置成本，同时占地面积小、紧凑，节省空间，充分利用土地资源，空间利用率高，减少土地投资，可节约45％土地空间。

3、本发明提供方法，结合生产实际，根据废水来源、排放量以及废水水质特征，设计上述预处理工艺，对进入生物处理系统的生产污水分类收集、分质处理，进行针对性的预处理，满足后续生物处理的工艺指标要求，同时通过每天均质均量进行预处理，以减少运行成本，保证系统的稳定可靠正常化运行。

4、本发明提供的加工方法，基于前述预处理工艺，本发明设计上述生化处理工艺，尤其是进行厌氧(兼作水解酸化)处理，提高污水中有机污染物BOD

5、本发明提供的方法，通过上述预处理-厌氧(兼作水解酸化)-A/O生物接触氧化处理-深度处理，有效地对石油化工企业废水进行生物降解，具有高效、节能、去除污染物速度快、抗毒害物质和系统冲击能力强等优点。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的处理含COD、甲醇废水的系统流程图。

具体实施方式

实施例1

参照图1，本发明的实施例1提供了一种处理含COD、甲醇废水的系统，包括：预处理单元、生化处理单元、深度处理单元、污泥干化处理单元、废气处理单元。

所述预处理单元包括废水收集池、隔油池、调节池、气浮设备、1#反应池、1#沉淀池、3#反应池、3#沉淀池、加药系统。

所述生化处理单元包括厌氧池(兼作水解酸化池)、A/O接触氧化池、二沉池、曝气系统、1#生物污泥浓缩池、2#生物污泥浓缩池。

所述深度处理单元包括2#反应池、2#沉淀池、2#中间水池、化学污泥浓缩池、UF和NF和RO膜系统、回用水池。

所述污泥干化处理单元包括1#污泥干化系统、2#污泥干化系统。

所述废气处理单元包括一级、二级生物洗涤塔系统；所述一级、二级生物洗涤塔系统置于两级A/O接触氧化池池顶。

本发明的实施例1另一方面提供了一种处理含COD、甲醇废水的方法，采用图1所示含COD、甲醇废水的系统进行处理，包括预处理、生化处理、深度处理、污泥干化处理、废气处理步骤。

所述预处理，具体包括以下步骤：将各类水质的废水进行分质分类收集至废水收集池；之后泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；调节池的废水泵至气浮设备，然后进入1#反应池进行反应，再经过1#沉淀池进行沉淀后，上清液自流至1#中间水池。

所述废水包括生产污水、装置和罐区设备及地面冲洗水、初期雨水、生活污水、循环冷却水排污水、事故废水；所述废水收集池包括事故水池、初期雨水池、1#集水池、2#集水池、3#集水池。

厂区事故废水排入事故水池进行收集；初期雨水排入初期雨水池进行收集；厂区间断排出的生产污水泵入1#集水池，进行收集；厂区间断排出的装置和罐区设备及地面冲洗水泵入1#集水池，进行收集；厂区经过化粪池预处理后的生活污水，经生活污水管道自流至生活污水提升井，然后通过生活污水提升井内的污水提升泵泵至2#集水池进行收集；厂区循环冷却水场的循环冷却水排污水泵入3#集水池进行收集。

本实施例的生产污水主要来自装置区含甲醇工艺废水、碳四烯烃加氢装置水洗塔工艺废水。其中：MTBE装置甲醇回收塔年产生废水量30t/a；碳四烯烃加氢装置水洗塔工艺废水量2t/h。装置、罐区设备及地面冲洗水量100t/a。初期污染雨水量为195m

1#集水池的废水，通过污水提升泵按每天均质均量泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；厂区初期雨水池的初期雨水，通过池内的初期雨水提升泵按每天均质均量泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池；厂区事故水池的事故废水首先尽可能进行物料回收，不能回收的事故废水根据实际情况每天限流均质均量由事故水池泵入隔油池进行隔油预处理后进入调节池。

所述2#反应池结构形式为臭氧催化氧化处理和中和混凝絮凝反应池结构形式。进行隔油预处理后的废水进入调节池汇总收集的综合污水水质并进行水量调节处理，调节池的废水泵至气浮设备，然后进入1#反应池进行反应，具体在1#反应池中的氧化反应池进行氧化还原预处理。经过氧化还原预处理后的污水再进行PH中和反应后，自流至混凝絮凝反应池。在混凝絮凝反应池依次与混凝剂(碱式氯化铝)以及助凝剂(PAM)进行混凝、絮凝反应，然后进入1#沉淀池进行沉淀后，上清液自流至1#中间水池。

气浮设备处理后的浮渣和底部沉淀污泥、1#沉淀池、3#沉淀池的污泥定时用污泥泵泵入化学污泥浓缩池进行浓缩处理。

所述生化处理，具体包括以下步骤；1#中间水池的污水再通过污水提升泵至厌氧池(兼作水解酸化池)内进行厌氧(兼作水解酸化)处理后，上清液自流至A/O接触氧化池；厌氧池出水以及2#集水池的污水泵入A/O接触氧化池进行生化处理，生化处理采用两级A/O生物接触氧化法处理工艺，处理后污水通过二沉池沉淀后自流至2#反应池，A/O接触氧化池末端的混合液用混合液回流泵进行回流，回流液泵至A/O接触氧化池的前端；二沉池的部分剩余生物污泥回流至A/O接触氧化池前端；二沉池的部分剩余生物污泥定期泵至1#生物污泥浓缩池进行污泥浓缩；1#生物污泥浓缩池的部分剩余生物污泥回流至A/O接触氧化池前端作为污泥补充；1#生物污泥浓缩池的剩余生物浓缩污泥泵至厌氧池进行厌氧消解减量化；经过减量化的厌氧剩余浓缩污泥泵至2#生物污泥浓缩池进行生物污泥浓缩，然后经过1#污泥干化系统进行干化处理。

所述深度处理，具体包括以下步骤：所述2#反应池内的污水采用臭氧催化氧化后，中和絮凝沉淀后出水，经过反应后自流至2#沉淀池进行沉淀，2#沉淀池的上清液自流至排放池达标排放；2#沉淀池的化学污泥定时用污泥泵排进化学污泥浓缩池进行污泥浓缩处理。

所述污泥干化处理，具体包括以下步骤：减量化的厌氧剩余浓缩污泥通过2#生物污泥浓缩池内浓缩后，用高压污泥泵泵至1#污泥干化系统进行干化处理；干化后的污泥可作为一般固废委外处置。压滤水回1#中间水池进入系统进行再处理；1#沉淀池、2#沉淀池、3#沉淀池的污泥通过化学污泥浓缩池浓缩后，用高压污泥泵泵入2#污泥干化系统进行干化处理，干化污泥作为危废委外处置，压滤水回1#集水池进入系统进行再处理。

所述废气处理，具体包括以下步骤：调节池、隔油池、沉淀池、集水池、厌氧池(兼作水解酸化池)、两级A/O接触氧化池、污泥浓缩池收集的废气进入一级、二级生物洗涤塔系统预处理送至厂区焚烧车间进行焚烧处理后达标排放，采用两级A/O接触氧化池中前端的高活性污泥负荷段的高浓度生物活性污泥进行喷淋洗涤，喷淋洗涤下来的混合洗涤液再回到两级A/O接触氧化池最前端进行进一步处理。

对比例1

本发明的实施例1提供了一种处理含COD、甲醇废水的系统及方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述深度处理具体包括以下步骤：所述2#反应池内的污水不进行臭氧催化氧化，中和絮凝沉淀后出水，经过反应后自流至2#沉淀池进行沉淀，2#沉淀池的上清液自流至排放池达标排放；2#沉淀池的化学污泥定时用污泥泵排进化学污泥浓缩池进行污泥浓缩处理。

性能测试方法

对采用实施例1和对比例1提供的系统和方法处理后的出水的水质进行检测，结果达到《城市污水再生利用―工业用水水质》(GB/T 19923-2005)以及《石油化工污水再生利用设计规范》(SH3173-2013)中的再生水用于间冷开式循环冷却水系统补充水水质控制指标要求，具体如下表1。

表1、