申请日2017.10.12
公开(公告)日2018.01.16
IPC分类号C02F9/14; C02F103/44
摘要
本发明涉及一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，它包括：厌氧反应池、隔油池、混凝池、好氧反应池、沉淀池、Fenton反应池、回用水槽、清洗装置、生活污水收集池、化粪池、沼气气囊和加热锅炉，所述厌氧反应池由厌氧反应桶和厌氧反应桶外的夹层组成。本发明还提供一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法。本发明的装置和方法能将公路油罐车清洗站产生的清洗废水、生活污水和化粪池废水共同处理，有效解决了加热锅炉燃料问题和化粪池废水无害化及其资源化利用问题，特别是对清洗水余热的利用，最大程度的降低了油罐车清洗站能耗、物耗，节约运行成本30%以上，并实现了废水循环利用目标和“零排放”目标。
权利要求书
1.一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，它包括：厌氧反应池、隔油池、混凝池、好氧反应池、沉淀池、Fenton反应池、回用水槽、清洗装置、生活污水收集池、化粪池、沼气气囊和加热锅炉，所述厌氧反应池由厌氧反应桶和厌氧反应桶外的夹层组成，所述清洗装置的冲洗油罐车后的清洗水出口经抽吸泵接所述夹层底部的清洗水进口，所述夹层上部的清洗水出口经第一排水泵接所述隔油池中部进水口，所述隔油池中下部出水口经第二排水泵接所述混凝池进水口, 所述混凝池出水口经第三排水泵接所述厌氧反应桶底部进水口，所述生活污水收集池出水口经第九排水泵接厌氧反应桶底部进水口，所述化粪池出水口经第一排泥泵接所述厌氧反应桶底部进料口，所述厌氧反应桶的沼气出口经第一控制阀接所述沼气气囊沼气进口，所述厌氧反应桶上部出水口经第四排水泵接所述好氧反应池进水口，所述好氧反应池出水口经第五排水泵接所述沉淀池进水口，所述沉淀池出水口经第六排水泵接所述Fenton反应池进水口，所述Fenton反应池出水口经第七排水泵接所述回用水槽进水口，所述回用水槽进水口经第八排水泵接所述加热锅炉进水口，所述加热锅炉蒸汽或热水出口经第二控制阀后，一路经第三控制阀接所述清洗装置热水进口，另一路经第四控制阀接所述化粪池蒸汽进口，所述沼气气囊沼气出口经第五控制阀、第六控制阀后接加热锅炉燃气入口。
2.根据权利要求1所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，所述厌氧反应池上的夹层的底板向一侧倾斜20°。
3.根据权利要求2所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，所述厌氧反应池由支撑架支撑，所述底板上端面低端的排泥口经第二排泥泵接所述厌氧反应桶底部进料口。
4.根据权利要求1所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，所述混凝池内设有加药管、第一pH值检查器和第一搅拌器;所述Fenton反应池内设置加H2O2管、加Fe2+管、第一调pH值管、第二pH值检查器及第二搅拌器;所述回用水槽配有第二调pH值管、第三pH值检查器和第三搅拌器。
5.根据权利要求1所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，所述厌氧反应桶为完全混合式厌氧反应器、厌氧滤池、厌氧序批式反应器、厌氧挡板反应器、上流式厌氧污泥床、厌氧膨胀颗粒污泥床或内循环反应器;所述隔油池为平流式隔油池或斜板隔油池;所述好氧反应池为好氧活性污泥法反应器;所述沉淀池为平流式沉淀池、辐流式沉淀池或斜板沉淀池。
6.一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法，利用权利要求1至5所述的任一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)通过抽吸泵将清洗水直接打入厌氧反应池的夹层里，停留8-12小时后通过第一排水泵将夹层里的清洗水排入隔油池;
2)通过第二排水泵将隔油池里经隔油后的清洗水排入混凝池，并加入混凝剂，搅拌20分钟后静置0.5-1h;
3)通过第三排水泵将混凝池里经混凝后的出水排入厌氧反应桶,通过第九排水泵将生活污水收集池收集的公路油罐车清洗站产生的生活污水排入厌氧反应桶;通过第一排泥泵将化粪池收集的公路油罐车清洗站产生的化粪池废水排入厌氧反应桶;
4)打开第一控制阀，厌氧反应桶厌氧发酵产生的沼气由沼气气囊收集;
5)通过第四排水泵将厌氧反应桶里经厌氧反应后的出水排入好氧反应池里;
6)通过第五排水泵将好氧反应池里经好氧反应后的出水排入沉淀池;
7)通过第六排水泵将沉淀池里经沉淀后的出水排入Fenton反应池，然后加入30% H2O2、FeSO4•7H2O，其中Fe2+: H2O2的质量比为1:20-1:25，FeSO4•7H2O投加量为0.5g/L;用5M的硫酸来调节pH值3.0-4.0，搅拌反应0.5h后静置1.5h;
8)通过第七排水泵将Fenton反应池里经Fenton反应后的出水作为回用水排入回用水槽;加入饱和NaOH溶液调节回用水pH值6.5-7.0，搅拌混匀即可备用;
9)通过第八排水泵将回用水槽里的回用水排入加热锅炉，加热锅炉所需沼气由沼气气囊供给，加热锅炉产生热水或蒸汽，产生的热水通过第二控制阀、第三控制阀提供给清洗装置进行清洗油罐车，产生的蒸汽通过第二控制阀、第四控制阀提供给化粪池进行无害化处理。
7.根据权利要求6所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法，其特征在于，混凝剂为工业用硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁中的任意一种，用量为0.5g/L，加入前先配制成饱和溶液。
8.根据权利要求6所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法，其特征在于，厌氧反应桶内的污泥浓度保持在6000mg/L以上，污泥与经混凝处理后的清洗水的体积比在1:1-1:4之间，水力停留时间在2-5天。
9.根据权利要求6所述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法，其特征在于，好氧反应池的污泥浓度保持在3200-5000mg/L，曝气阶段溶解氧控制在2.5-3.5mg/L，曝气时间为6h。
说明书
一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统
技术领域
本发明涉及一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，属于工业废水处理技术领域，实现公路油罐车清洗站废水循环利用和“零排放”目标。
背景技术
公路油罐车是盛装和输送油品的重要工具，在我国各大石化炼油基地均有广泛应用，由于公路建设的迅猛发展公路油罐车数量和容量也在逐年增多和扩大。一个大型石化基地平均拥有罐车数量为6000台以上，平均每辆车每年清洗10次，每次耗水50吨，全年将消耗300万吨水。工业用水约3元/吨，处理后进行再利用则节省用水900万元/年，有非常大的经济效益。其次，近年来随着全社会环保意识的提高和对环保标准要求的升级，各项污染治理措施力度在加大，油罐车的污染问题引起了环保工作者的广泛关注。油罐车在换装物料、定期清理和检修过程中首先产生大量的污水，特别是罐车所装油品种类的不同导致污水成分复杂，污水油含量常超过500mg/L，同时可能含有硫化物、苯、挥发酚和四乙基铅等毒性较大的污染物，造成了周边环境的严重污染。
对于含油废水的处理，常采用“隔油-混凝/气浮-生化”老三套处理工艺。但由于油罐车清洗时用水是高温水或高温蒸汽，清洗后出水温度仍然很高，平均为55℃，清洗水过高的温度不利于生化处理。其次，高温清洗水直接排入隔油池后，降低隔油效果，加深油的乳化程度，从而加大后续生化处理有机负荷。所以通常油罐车清洗站在隔油池前均会设置缓冲池，以降低温度，但这会造成大量的余热被浪费，于节能不利，同时也会产生大气污染。因此，油罐车清洗水水质具有特殊性，使得常规的混凝和生化工艺处理效率低，难以满足其达标排放的要求。再次，清洗罐车需水量大，根据目前环保发展形势，对罐车清洗水处理后进行回用是此废水处理技术的发展方向。
另外，清洗油罐车时需加热水或产蒸汽，所以锅炉需要的燃料占运行成本的权重很大，煤为燃料时燃烧过程也会造成大气污染。而利用厌氧产生甲烷作为燃料则可弥补这些缺陷。针对油罐车清洗站产生的各类污水和用水特点，本专利对厌氧装置和处理系统进行特殊设计，有效利用油罐车清洗水余热，极大地降低了废水中油的乳化程度，提高隔油效率约15%以上，通过添加化粪池废水提高厌氧反应器沼气产量和质量，沼气作为锅炉生产蒸汽(或热水)的能源，同时利用蒸汽(或热水)对化粪池废水进行无害处理，这样形成了物质和能量流动的闭路循环，最大程度的降低油罐车清洗站能耗、物耗，节约运行成本30%以上，处理后出水达到«铁路回用水水质标准»(TB 3007-2000)，最终实现了油罐车清洗站循环经济和“零排放”的目标。
发明内容
本发明针对油罐车清洗站用水和清洗水特点，提供一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，它能使清洗水的余热得以利用，有效提高隔油效果和生化处理效果，并且利用化粪池废水提高厌氧反应器沼气产量和质量，对各类污水整合处理形成闭路循环，节约了占地面积，降低运行成本30%以上，最终实现了循环经济和“零排放”的目标。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，它包括：厌氧反应池、隔油池、混凝池、好氧反应池、沉淀池、Fenton反应池、回用水槽、清洗装置、生活污水收集池、化粪池、沼气气囊和加热锅炉，所述厌氧反应池由厌氧反应桶和厌氧反应桶外的夹层组成，所述清洗装置的冲洗油罐车后的清洗水出口经抽吸泵接所述夹层底部的清洗水进口，所述夹层上部的清洗水出口经第一排水泵接所述隔油池中部进水口，所述隔油池中下部出水口经第二排水泵接所述混凝池进水口, 所述混凝池出水口经第三排水泵接所述厌氧反应桶底部进水口，所述生活污水收集池出水口经第九排水泵接厌氧反应桶底部进水口，所述化粪池出水口经第一排泥泵接所述厌氧反应桶底部进料口，所述厌氧反应桶的沼气出口经第一控制阀接所述沼气气囊沼气进口，所述厌氧反应桶上部出水口经第四排水泵接所述好氧反应池进水口，所述好氧反应池出水口经第五排水泵接所述沉淀池进水口，所述沉淀池出水口经第六排水泵接所述Fenton反应池进水口，所述Fenton反应池出水口经第七排水泵接所述回用水槽进水口，所述回用水槽进水口经第八排水泵接所述加热锅炉进水口，所述加热锅炉蒸汽或热水出口经第二控制阀后，一路经第三控制阀接所述清洗装置热水进口，另一路经第四控制阀接所述化粪池蒸汽进口，所述沼气气囊沼气出口经第五控制阀、第六控制阀后接加热锅炉燃气入口。
作为本发明的进一步方案，所述厌氧反应池上的夹层的底板向一侧倾斜20°。
作为本发明的进一步方案，所述厌氧反应池由支撑架支撑，所述底板上端面低端的排泥口经第二排泥泵接所述厌氧反应桶底部进料口。
作为本发明的进一步方案，所述混凝池内设有加药管、第一pH值检查器和第一搅拌器;所述Fenton反应池内设置加H2O2管、加Fe2+管、第一调pH值管、第二pH值检查器及第二搅拌器;所述回用水槽配有第二调pH值管、第三pH值检查器和第三搅拌器。
作为本发明的进一步方案，所述厌氧反应桶为完全混合式厌氧反应器(CSTR)、厌氧滤池(AF)、厌氧序批式反应器(ASBR)、厌氧挡板反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)或内循环(IC)反应器;所述隔油池为平流式隔油池或斜板隔油池;所述好氧反应池为好氧活性污泥法反应器;所述沉淀池为平流式沉淀池、辐流式沉淀池或斜板沉淀池。
另外，本发明还提供一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理方法，利用上述的一种公路油罐车清洗站污水无害化回用处理系统，该方法包括如下步骤：
1)通过抽吸泵将清洗水直接打入厌氧反应池的夹层里，停留8-12小时后通过第一排水泵将夹层里的清洗水排入隔油池;
2)通过第二排水泵将隔油池里经隔油后的清洗水排入混凝池，并加入混凝剂，搅拌20分钟后静置0.5-1h;
3)通过第三排水泵将混凝池里经混凝后的出水排入厌氧反应桶,通过第九排水泵将生活污水收集池收集的公路油罐车清洗站产生的生活污水排入厌氧反应桶;通过第一排泥泵将化粪池收集的公路油罐车清洗站产生的化粪池废水排入厌氧反应桶;
4)打开第一控制阀，厌氧反应桶厌氧发酵产生的沼气由沼气气囊收集;
5)通过第四排水泵将厌氧反应桶里经厌氧反应后的出水排入好氧反应池里;
6)通过第五排水泵将好氧反应池里经好氧反应后的出水排入沉淀池;
7)通过第六排水泵将沉淀池里经沉淀后的出水排入Fenton反应池，然后加入30%H2O2、FeSO4•7H2O，其中Fe2+: H2O2的质量比为1:20-1:25，FeSO4•7H2O投加量为0.5g/L;用5M的硫酸来调节pH值3.0-4.0，搅拌反应0.5h后静置1.5h;
8)通过第七排水泵将Fenton反应池里经Fenton反应后的出水作为回用水排入回用水槽;加入饱和NaOH溶液调节回用水pH值6.5-7.0，搅拌混匀即可备用;
9)通过第八排水泵将回用水槽里的回用水排入加热锅炉，加热锅炉所需沼气由沼气气囊供给，加热锅炉产生热水或蒸汽，产生的热水通过第二控制阀、第三控制阀提供给清洗装置进行清洗油罐车，产生的蒸汽通过第二控制阀、第四控制阀提供给化粪池进行无害化处理。
作为本发明的进一步方案，混凝剂为工业用硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁中的任意一种，用量为0.5g/L，加入前先配制成饱和溶液。
作为本发明的进一步方案，厌氧反应桶内的污泥浓度保持在6000mg/L以上，污泥与经混凝处理后的清洗水的体积比在1:1-1:4之间，水力停留时间在2-5天。
作为本发明的进一步方案，好氧反应池的污泥浓度保持在3200-5000mg/L，曝气阶段溶解氧控制在2.5-3.5mg/L，曝气时间为6h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一：公路油罐车清洗水具有温度高的特点，本发明对厌氧反应器部分的特殊设计既有效回收了油罐车清洗水的剩余热量，又有利于维持厌氧反应器温度稳定，特别是冬天低温情况下保持厌氧温度10-15°以上对保持厌氧反应器稳定的甲烷产量有非常重要的意义。其次，油罐车清洗水余热的利用，大大降低废水中油的乳化程度，提高了后续隔油效果和生化效果，减少Fenton药剂用量。同时，由于余热利用省去了隔油池前设清洗水储水槽的过程，具有建筑面积小和建设成本低的优势，综合运行成本降低约30%以上。
二：将公路油罐车清洗站产生的生活污水、化粪池废水与清洗水共同处理的方式，降低清洗水中化学品毒性，增加对水中有机大分子污染物的厌氧分解效果，特别是利用锅炉产生的蒸汽对化粪池废水进行无害化处理后，将其加入到厌氧反应器中以提高甲烷产量和质量，使甲烷浓度达到70%以上，超过通常生物质厌氧产气中甲烷浓度(60%)的现状，有效解决了清洗站锅炉燃料问题，实现“三废”资源化处理，因此实现循环经济和清洁生产的理念。
三：目前我国公路油罐车清洗站还没有对污水进行回用处理的技术和工艺设备，更没有将清洗站产生的各类废水进行整合处理的方法与工艺，现行污水处理采用“隔油-混凝/气浮-生化”老三套处理工艺。本发明在此基础上开发了新的工艺流程和设备，通过“隔油-生化-混凝”过程的改变，使絮凝剂用量降低了66%以上，有效降低了处理成本，处理后出水达到«铁路回用水水质标准»(TB 3007-2000)，COD<50mg/L，油<1mg/L，氨氮<5mg/L，浊度<3NUT，无色无味，实现废水“零排放”目标。
