申请日2015.10.30
公开(公告)日2016.01.27
IPC分类号C02F9/10; C02F11/12; F23G7/00; C02F103/10; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种气田低浓度含醇废水的处理方法，属于低渗透气田开发领域。该工艺流程至少包括：1)预处理、2)紫外催化氧化、3)均质调节、4)膜过滤、5)污泥处理、6)浓盐酸蒸馏;均质调节和膜过滤步骤主要控制水中颗粒物粒径和无机盐含量;污泥处理步骤主要控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;各集气站产生的采出水经拉运至污水处理中心集中处理后，废水中甲醇含量可由3%降低至0.1%左右，有效削弱该类废水的生物毒性;通过控制废水的pH、石油类、有机物、无机盐等含量，提高废水的再利用性能。该处理方法对于气田污染减排、清洁生产具有经济实用性。
权利要求书
1.一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：具体步骤为：
1)预处理;
将不同区块集气站拉运来的低浓度含醇废水进行混合均质、加聚合氯化铝或聚丙烯酰胺混凝、废水澄清处理，预处理后水质指标为pH=6.5-8、浊度<20NTU、色度<10度、悬浮物去除率不低于95%;
2)催化氧化;
将废水中甲醇、石油类有机物及颗粒物、细菌进行氧化分解，氧化后水质中甲醇含量低于0.1%，细菌数量小于100个/mL，化学需氧量COD低于120mg/L;利用紫外光催化激活TiO2催化剂与废水产生活性氧化基团，紫外催化氧化反应器采用动态连续处理过程，该反应器内紫外光强度为每立方米空间内20-25Kw，该反应器处理量依据过滤器处理量进行处理，保证废水在紫外催化氧化反应器内的水力停留时间为50-60min，使废水中甲醇、石油类、乳化液物质氧化生成有机酸或CO2和H2O;
3)均质调节;
通过调节pH、无机盐浓度、水流速度参数，达到稳定水质的目的，水中悬浮物要低于20mg/L、色度要低于10NTU、pH调节至6.5-8;
4)膜过滤;
步骤3)中处理后的液体经过膜过滤设备，控制得到所需的水中颗粒物粒径和无机盐含量，经过膜过滤设备处理后的水中悬浮物要低于5mg/L、色度要低于5NTU、颗粒物粒径控制在0.5～1微米;
5)污泥脱水;
针对预处理过程产生的高含水污泥进行脱水处理，控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;
6)浓盐水蒸馏;
步骤5)处理后的液体进行浓盐水蒸馏，浓盐水含盐量在10%-20%，结晶盐含水率低于80%，蒸馏后清水回收，盐渣、固废排入固废储存罐储存。
2.根据权利要求1所述的一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：步骤2)的催化氧化，催化剂采用50nm锐钛矿型TiO2粉末，催化剂固定方式采用覆膜式颗粒进行搭载，催化剂分布数量为每立方米空间500g。
3.根据权利要求1所述的一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：步骤3)的均质调节，降低单位体积废水的无机盐浓度，实时在线监测水处理过程中废水的无机盐浓度，当无机盐浓度高于3000mg/L时，可利用清水回流进行稀释处理。
4.根据权利要求1所述的一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：步骤4)中的膜过滤设备采用通量为10000、滤膜材质为聚酰胺膜。
5.根据权利要求1所述的一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：步骤5)中污泥处理包括污泥脱水和焚烧两部分，污泥脱水采用板框式压滤机进行脱水处理，污泥焚烧采用旋转窑焚烧炉进行处理;最后剩余的残渣直接暂存于固废储存箱中。
说明书
一种气田含低浓度甲醇废水的处理方法
所属技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种气田含低浓度甲醇废水的处理方法。
背景技术
目前，国内外针对低浓度含醇废水的处理方法研究较多，主要包括精馏塔蒸馏分离法、多级生化法、微气泡纯氧曝气活性污泥法、渗透汽化膜法。这些方法都集中运用于不同行业领域的低浓度含醇废水处理，其中基于微生物处理方法的居多。
精馏塔蒸馏分离法通常应用于甲醇含量高于10%(质量百分比)的废水处理中，在利用精馏塔处理含醇废水前，会采取pH调节、除油后直接热蒸的方式去除水中甲醇，精馏塔出水中甲醇含量可控制在0.1%左右，但废水中悬浮物、乳化液、微细颗粒无等其他污染物质未能得到有效去除或控制。
多级生化法是废水处理中应用最广泛且比较有效的一种方法，水中溶解性的有机物透过细菌的细胞壁进入细菌体内为细菌所吸收而固体和胶体形式的有机物先被吸在细菌体外，由细菌分泌的外酶分解为溶解性物质，后再渗入细菌细胞中。细菌通过自身的生命活动，在细胞内的作用下通过氧化、还原、合成等过程，一部分被吸附的有机物氧化为简单的无机物，有机物中的碳被氧化成二氧化碳、氮和氧化合成水、氮被转化为氨，同时释放出细菌生长、活动所需要的能量。在合适的条件下，废水的5天生化需氧量可除去80%-90%左右，有时可达95%以上。
微气泡纯氧曝气活性污泥法采用体积分数大于90%的纯氧取代空气曝气，废水中有机物的分解靠活性污泥(好氧微生物)均匀分散与废水充分接触完成。纯氧曝气工艺高的氧溶解速率和氧浓度加快了微生物的代谢，从而提高了微生物的数量，即污泥的浓度，可大大提高反应速率。微气泡纯氧曝气活性污泥法在我国仅限于石油化工行业，针对石化企业废水量大，化学成分复杂，污染物浓度高的特征，即进水BOD5高达560～5370mg/L、COD高达830～7500mg/L，采用纯氧曝气活性污泥工艺处理工业废水，BOD5去除率可达98%～99%，COD去除率90%～96%。
发明内容
低浓度含醇废水中有机物质含量较高，特别是甲醇、少量凝析油及其乳化液是该类废水处理的关键所在，天然气处理厂现有的废水处理方法主要是以甲醇回收、油水分离、絮凝、过滤处理为主，但对于甲醇含量低于3%、化学需氧量大于4万毫克每升的废水处理无法得到有效的控制，为了克服上述问题，本发明提供一种气田低浓度含醇废水的处理方法，各集气站产生的采出水经拉运至污水处理中心集中处理后，废水中甲醇含量可由3%降低至0.1%左右，有效削弱该类废水的生物毒性;通过控制废水的pH、石油类、有机物、无机盐等含量，提高废水的再利用性能。该处理工艺对于气田污染减排、清洁生产具有经济实用性。
本发明采用的技术方案是：
一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：具体步骤为：
1)预处理;
将不同区块集气站拉运来的低浓度含醇废水进行混合均质、加聚合氯化铝或聚丙烯酰胺混凝、废水澄清处理，预处理后水质指标为pH=6.5-8、浊度<20NTU、色度<10度、悬浮物去除率不低于95%;
2)催化氧化;
将废水中甲醇、石油类有机物及颗粒物、细菌进行氧化分解，氧化后水质中甲醇含量低于0.1%，细菌数量小于100个/mL，化学需氧量COD低于120mg/L;利用紫外光催化激活TiO2催化剂与废水产生活性氧化基团，紫外催化氧化反应器采用动态连续处理过程，该反应器内紫外光强度为每立方米空间内20-25Kw，该反应器处理量依据过滤器处理量进行处理，保证废水在紫外催化氧化反应器内的水力停留时间为50-60min，使废水中甲醇、石油类、乳化液物质氧化生成有机酸或CO2和H2O;
3)均质调节;
通过调节pH、无机盐浓度、水流速度参数，达到稳定水质的目的，水中悬浮物要低于20mg/L、色度要低于10NTU、pH调节至6.5-8;
4)膜过滤;
步骤3)中处理后的液体经过膜过滤设备，控制得到所需的水中颗粒物粒径和无机盐含量，经过膜过滤设备处理后的水中悬浮物要低于5mg/L、色度要低于5NTU、颗粒物粒径粒径控制在0.5～1微米;
5)污泥脱水;
针对预处理过程产生的高含水污泥进行脱水处理，控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;
6)浓盐水蒸馏;
步骤5)处理后的液体进行浓盐水蒸馏，浓盐水含盐量在10%-20%，结晶盐含水率低于80%，蒸馏后清水回收，盐渣、固废排入固废储存罐储存。
步骤2)的催化氧化，利用紫外光催化激活TiO2催化剂与废水产生活性氧化基团，紫外催化氧化反应器采用动态连续处理过程，该反应器内紫外光强度为每立方米空间内20-25Kw，催化剂采用50nm锐钛矿型TiO2粉末，催化剂固定方式采用覆膜式颗粒进行搭载，催化剂分布数量为每立方米空间500g;该反应器处理量依据过滤器处理量进行处理，保证废水在紫外催化氧化反应器内的水力停留时间为50-60min，使废水中甲醇、石油类、乳化液等物质氧化生成有机酸或CO2和H2O。
步骤3)的均质调节，降低单位体积废水的无机盐浓度，实时在线监测水处理过程中废水的无机盐浓度，当无机盐浓度高于3000mg/L时，可利用清水回流进行稀释处理。
步骤4)中的膜过滤设备采用通量为10000、滤膜材质为聚酰胺膜。
步骤5)中污泥处理包括污泥脱水和焚烧两部分，污泥脱水采用板框式压滤机进行脱水处理，污泥焚烧采用旋转窑焚烧炉进行处理;最后剩余的残渣直接暂存于固废储存箱中。
本发明的有益效果为：
各集气站产生的采出水经拉运至污水处理中心集中处理后，废水中甲醇含量可由3%降低至0.1%左右，有效削弱该类废水的生物毒性;通过控制废水的pH、石油类、有机物、无机盐等含量，提高废水的再利用性能。该处理工艺对于气田污染减排、清洁生产具有经济实用性。
具体实施方式
实施例1：
一种气田低浓度含醇废水的处理方法，其特征在于：具体步骤为：
1)预处理;
将不同区块集气站拉运来的低浓度含醇废水进行混合均质、加聚合氯化铝混凝、废水澄清处理，预处理后水质指标为pH=6.5-8、浊度<20NTU、色度<10度、悬浮物去除率不低于95%;
2)催化氧化;
将废水中甲醇、石油类有机物及颗粒物、细菌进行氧化分解，氧化后水质中甲醇含量低于0.1%，细菌数量小于100个/mL，化学需氧量COD低于120mg/L;利用紫外光催化激活TiO2催化剂与废水产生活性氧化基团，紫外催化氧化反应器采用动态连续处理过程，该反应器内紫外光强度为每立方米空间内20-25Kw，该反应器处理量依据过滤器处理量进行处理，保证废水在紫外催化氧化反应器内的水力停留时间为50-60min，使废水中甲醇、石油类、乳化液物质氧化生成有机酸或CO2和H2O;
3)均质调节;
通过调节pH、无机盐浓度、水流速度参数，达到稳定水质的目的，水中悬浮物要低于20mg/L、色度要低于10NTU、pH调节至6.5-8;
4)膜过滤;
步骤3)中处理后的液体经过膜过滤设备，控制得到所需的水中颗粒物粒径和无机盐含量，经过膜过滤设备处理后的水中悬浮物要低于5mg/L、色度要低于5NTU、颗粒物粒径粒径控制在0.5～1微米;
5)污泥脱水;
针对预处理过程产生的高含水污泥进行脱水处理，控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;
6)浓盐水蒸馏;
步骤5)处理后的液体进行浓盐水蒸馏，浓盐水含盐量在10%-20%，结晶盐含水率低于80%，蒸馏后清水回收，盐渣、固废排入固废储存罐储存。
该工艺流程至少包括：1)预处理、2)紫外催化氧化、3)均质调节、4)膜过滤、5)污泥处理、6)浓盐水蒸馏;共六个步骤;预处理步骤将不同区块集气站拉运来的采出水进行混合均质、加药混凝、废水澄清处理;催化氧化步骤将废水中甲醇、石油类等有机物及颗粒物、细菌进行氧化分解;均质调节和膜过滤步骤主要控制水中颗粒物粒径和无机盐含量;污泥处理步骤主要控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;浓盐水蒸馏后清水回收，盐渣等固废排入固废储存罐。
本发明中混合水罐连接管道混合器，管道混合器下端与混凝沉降罐连接，混凝沉降罐下方连接了过滤装置，过滤装置下端连接了清水罐。
混合水罐：收集、储存各集气站来水，废水混合后可使水质达到均质的目的;
管道混合装置：废水经过管道混合装置时产生紊流，将处理剂导入管道混合装置，使废水与处理剂充分混合反应，可使废水中悬浮物、微细颗粒物等凝聚成大颗粒絮体物质;
混凝沉降罐：废水与处理剂反应后导入混凝沉降罐，实现絮体物质的自然沉淀;
过滤装置：包括滤袋(10微米)、滤芯(2微米)及微滤膜(1微米以下)过滤装置，滤袋过滤器出水口连接滤芯过滤器进水口，滤芯过滤器出水口连接微滤膜过滤器进水口，去除水中残余颗粒物，控制颗粒物粒径在1微米以下。
本发明中，步骤1)中也可以加入聚丙烯酰胺进行混凝。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，步骤2)的催化氧化，利用紫外光催化激活TiO2催化剂与废水产生活性氧化基团，紫外催化氧化反应器采用动态连续处理过程，该反应器内紫外光强度为每立方米空间内20-25Kw，催化剂采用50nm锐钛矿型TiO2粉末，催化剂固定方式采用覆膜式颗粒进行搭载，催化剂分布数量为每立方米空间500g;该反应器处理量依据过滤器处理量进行处理，保证废水在紫外催化氧化反应器内的水力停留时间为50-60min，使废水中甲醇、石油类、乳化液等物质氧化生成有机酸或CO2和H2O。
步骤3)的均质调节，降低单位体积废水的无机盐浓度，实时在线监测水处理过程中废水的无机盐浓度，当无机盐浓度高于3000mg/L时，可利用清水回流进行稀释处理。
均质调节主要就是降低单位体积废水的无机盐浓度，实时在线监测水处理过程中废水的无机盐浓度，当无机盐浓度高于3000mg/L时，可利用清水回流进行稀释处理。
步骤4)中的膜过滤设备采用通量为10000、滤膜材质为聚酰胺膜。
步骤5)中污泥处理包括污泥脱水和焚烧两部分，污泥脱水采用板框式压滤机进行脱水处理，污泥焚烧采用旋转窑焚烧炉进行处理;最后剩余的残渣直接暂存于固废储存箱中。
集气站采出水，进行预处理，再进行催化氧化，氧化后进行均质调节，再对均质调节后的液体进行膜过滤，得到所需的液体进入净化水储存罐储存，膜过滤剩下的进行浓盐水储存。储存的浓盐水可以回流再进行处理，也可以进行浓盐水蒸馏出清水储存在净化水储罐中，蒸馏后的浓盐水的固渣进入固渣储存。预处理后的污泥处理脱水后重新预处理，催化氧化和后续的步骤进行得到净化水。污泥处理后的污泥固渣直接进入固渣储存。膜过滤后的液体可进行清水回流，再一次的进行均质调节，膜过滤，最后进入净化水储罐。
均质调节和膜过滤步骤主要控制水中颗粒物粒径和无机盐含量;污泥处理步骤主要控制污泥体积，并实现污泥脱出水的二次回收;各集气站产生的采出水经拉运至污水处理中心集中处理后，废水中甲醇含量可由3%降低至0.1%左右，有效削弱该类废水的生物毒性;通过控制废水的pH、石油类、有机物、无机盐等含量，提高废水的再利用性能。该处理方法对于气田污染减排、清洁生产具有经济实用性。
