臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法
【專利摘要】臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，屬于環境工程【技術領域】。本發明針對石化污水的特點，采用特定的工藝條件控制臭氧氧化與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量，本發明方法按照剩余污泥理論產生量的40~50%進行臭氧氧化處理，氧化時間控制在28~35min，可使現場污泥減量效率控制在72.7~81.5%之間，同時出水COD達標，達到污泥減量的目的的同時又實現處理效率高、耗能低、運行成本低。
【專利說明】臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法
【技術領域】
[0001]臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，屬于環境工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，石化企業的僅某一乙烯廠區污水處理，其中高含鹽系統中曝氣池年產剩余干污泥量近千噸。采用傳統重力濃縮加藥劑調理再經脫水機壓濾成濾餅，濾餅焚燒處理，每噸污泥藥劑加后續處理費用約為820元，僅此項污泥處理年費用為70多萬元。石油化工行業污泥含水率高，藥劑調理費用高，處理費用昂貴。隨著環境標準日益嚴格和剩余污泥量的不斷增加，污泥處理難度和處理成本也不斷增加。
[0003]在眾多污泥減量方法中，利用臭氧氧化法破解剩余泥污，增強污泥可生化降解性，促進污泥減量的技術受到廣泛關注。目前，國內外對臭氧污泥減量技術的研究，主要集中在臭氧破解污泥的效率及對污泥性質的影響和臭氧氧化污泥減量工藝研究兩方面。我國在臭氧氧化污泥減量技術的研究剛剛起步，污泥濃度和臭氧量對污泥減量效果的影響以及臭氧氧化過程機理未見報導。
[0004]石油化工行業污水處理產生的剩余污泥化學成分復雜，無機鹽成分高，污泥產率高，剩余污泥產量大，處理能耗高，污泥處理給污水廠帶來沉重的壓力。因此從源頭控制，采用污泥減量法是解決污泥問題的最佳途徑，對石化行業污水處理具有重要的經濟效益和環境效益。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種剩余污泥量低、處理效率高、耗能低、運行成本低的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:該臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于，其具體實施步驟為:
1、將污水泵入純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，其水力停留時間為12~24h；
2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5~2h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥50~60%做回流污泥，剩余40~50%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥到純氧曝氣池中，回流污泥濃度為iri8g/L，保持純氧曝氣池中水量在其容積的85~92%，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的臭氧化污泥泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米212~415g/h，臭氧氧化時間控制在28~35min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔內剩余的污泥直接排掉。
[0007]優選的，所述的步驟1.2中污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀1.(Tl.5h。
[0008]優選的，所述的步驟1.2中將分離出的污泥50%做回流污泥。
[0009]優選的，所述的步驟1.2中分離出的污泥50%做臭氧化污泥。[0010]優選的，所述的步驟1.4中臭氧發生器的臭氧產量在每立方米28(T380 g/h。
[0011]優選的，所述的步驟1.4中臭氧氧化時間控制在30min。
[0012]所述的純氧曝氣池內同時存在步驟I中進入的污水、步驟3中回流的污泥和步驟4中返回的氧化液，氧氣管閥保持開啟狀態對上述三種污物的混合液進行純氧曝氣。
[0013]所述的臭氧接觸氧化塔采用圓柱型，臭氧在臭氧接觸氧化塔里完成對剩余污泥的
氧化處理。
[0014]本發明的設備中另有水泵、污泥泵、氧氣供量與空氣泵、轉子流量計等為裝置的運行提供動力或流量監控。
[0015]本發明針對石油化工污水尤其是乙烯生產中的污水，所含特定的有機污染物類別和濃度，所專門進行的發明，曝氣作用增加了水中的溶解氧濃度，石油化工污水中的可降解有機物同溶解氧在臭氧處理后的水中相遇，從而增加降解活力，去除更多的有機物。臭氧氧化的效果和臭氧量以及臭氧和污泥接觸反應的時間(污泥循環速度)有關。石油化工污水只有在本發明所述的水力停留時間、純氧曝氣池污泥濃度以及剩余污泥產率、臭氧氧化方案等工藝參數的條件下才會有特別明顯的效果，可使污泥減量效率達到72.7^81.5%。
[0016]與現有技術相比，本發明的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法所具有的有益效果是:本發明方法解決了傳統重力濃縮加藥劑調理再經脫水機壓濾成濾餅費用高，污泥產量大等問題，使處理石化廢水的污泥處理由減容向減量轉變，產生的剩余污泥量大大降低、處理效率提高、耗能運行成本降低。實際使用顯示，本發明方法按照剩余污泥理論產生量的40-50%進行臭氧氧化處理，氧化時間控制在28~35min，可使現場污泥減量效率控制在72.7^81.5%之間，同時出水COD達標，達到污泥減量的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法的工藝流程示意圖。
[0018]其中，1、污水 2、純氧曝氣池3、錐形沉淀池 4、直排污泥，5、回流污泥6、
臭氧接觸氧化塔7、氧化液。
【具體實施方式】
[0019]參照附圖1:污水I首先進入純氧曝氣池2進行純氧曝氣，經純氧曝氣的污水I進入錐形沉淀池3中沉淀，所有的污泥都在沉淀在沉淀池的底部，一部分污泥回流，一部分做為剩余污泥排放，本質上講，同等時間下，排放的剩余污泥和回流污泥是一樣的，回流污泥5的一部分直接回純氧曝氣池2中用于調節池內濃度，剩余污泥則進入臭氧接觸氧化塔6進行臭氧氧化，經臭氧氧化得到的氧化液7與純氧曝氣池中的污水混合,將氧化液重新利用微生物的降解作用，將其進一步降解，臭氧接觸氧化塔6中分離出的污泥直接排掉形成直排污泥4。
[0020]實施例1:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0021]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣；純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0022]2、經純氧曝氣后 的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀1.0h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥50%做回流污泥，剩余50%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出的回流污泥用污泥泵泵送到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在16g/L，保持池中水量在900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的50%的臭氧化污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米300g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達78.2%，污泥產率0.182kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率達62.3%，沉淀池出水的COD為18.6mg/L，符合排放要求。
[0023]實施例2:試驗純氧曝氣池半負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0024]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在半負荷運行，相應的HRT為24h。
[0025]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀2h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥60%做回流污泥，剩余40%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出的回流污泥用污泥泵泵送到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在18g/L，保持池中水量在920L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中 懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的50%的臭氧化污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭 氧發生器的臭氧產量在每立方米350g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在35min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達78.7%，污泥產率0.203kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率52.0%，沉淀池出水的COD為32.2mg/L,符合排放要求。
[0026]實施例3:試驗純氧曝氣池半負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0027]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在半負荷運行，相應的HRT為24h。
[0028]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀2h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥55%做回流污泥，剩余45%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出的回流污泥用污泥泵泵送到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在16g/L，保持池中水量在900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的50%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米250g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達74.7%，污泥產率
0.200kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率53.8%，沉淀池出水的COD為28.2mg/L,符合排放要求。
[0029]實施例4:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0030]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0031]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥57%做回流污泥，剩余43%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在14g/L，保持池中水量在900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的50%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米280g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在28min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達76.5%之間，污泥產率0.189kgMLVSS/kgC0D.d ,COD去除率58.2%，沉淀池出水的COD為23.2mg/L符合排放要求。
[0032]實施例5:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0033]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0034]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥56%做回流污泥，剩余44%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在17g/L，保持池中水量在850L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮`污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的48%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米300g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達77.8%之間，污泥產率0.186kgMLVSS/kgC0D.d ,COD去除率58.4%，沉淀池出水的COD為22.lmg/L符合排放要求。
[0035]實施例6:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0036]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0037]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥55%做回流污泥，剩余45%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在16g/L，保持池中水量在900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的55%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米320g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達78.5%之間，污泥產率0.184kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率58.8%，沉淀池出水的COD為20.8mg/L符合排放要求。
[0038]實施例7:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0039]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0040]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥53%做回流污泥，剩余47%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在14g/L，保持池中水量在850L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的45%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米380g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達79.6%之間，污泥產率0.178kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率59.8%，沉淀池出水的COD為19.4mg/L符合排放要求。
[0041]實施例8:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時，臭氧氧化剩余污泥。
[0042]1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0043]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀1.5h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥52%做回流污泥，剩余48%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到到步驟I所述有效容積為80(Tl000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在16g/L，保持池中水量在70(T900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的60%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米212g/h，按照1.Ο/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達72.7%之間，污泥產率 0.194kgMLVSS/kgC0D.d ,COD 去除率 59.2%，沉淀池出水的 COD 為 19.9mg/Lmg/L 符合排放要求。
[0044]實施例9:試驗純氧曝氣池滿負荷運行時臭氧氧化試驗
1、將污水泵入有效容積為1000L的純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，純氧曝氣池控制在滿負荷運行，相應的HRT為12h。
[0045]2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀1.8h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥51%做回流污泥，剩余49%做臭氧化污泥；
3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥用污泥泵泵送到到步驟I所述有效容積為1000L的純氧曝氣池中，回流污泥濃度在15g/L，保持池中水量在900L，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣，待純氧曝氣池中懸浮污泥穩定后，監測其中污泥濃度和進水COD值；
4、將圓錐型沉淀池中剩余的40%的污泥用污泥泵泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米415g/h，按照0.5/d的污泥產率進行臭氧氧化處理，臭氧氧化時間控制在30min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔中分離的剩余污泥直接排掉。污泥減量效率達81.5%之間，污泥產率0.191kgMLVSS/kgC0D.d，COD去除率60%，沉淀池出水的COD為19.2mg/L符合排放要求。
[0046]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修 改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于，其具體實施步驟為: 1.1、將污水泵入純氧曝氣池，向池內通入純氧進行曝氣，其水力停留時間為12~24h ； 1.2、經純氧曝氣后的污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀0.5~2h，再過濾完成固液分離，分離出的污泥50~60%做回流污泥，剩余40~50%做臭氧化污泥； 1.3、再將圓錐型沉淀池分離出回流污泥到純氧曝氣池中，回流污泥濃度為iri8g/L，保持純氧曝氣池中水量在其容積的85~92%，同時保持開啟氧氣管閥進行曝氣； 1.4、將圓錐型沉淀池中剩余的臭氧化污泥泵入臭氧接觸氧化塔進行氧化，維持臭氧接觸氧化塔內的臭氧發生器的臭氧產量在每立方米212~415g/h，臭氧氧化時間控制在28~35min，把氧化液返回到純氧曝氣池中進行曝氣實現生物降解，臭氧接觸氧化塔內剩余的污泥直接排掉。
2.根據權利要求1所述的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于:所述的步驟1.2中污水泵入到圓錐型沉淀池沉淀1.(Tl.5h。
3.根據權利要求1所述的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于:所述的步驟1.2中將分離出的污泥50%做回流污泥。
4.根據權利要求1所述的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于:所述的步驟1.2中分離出的污泥50%做臭氧化污泥。
5.根據權利要求1所述的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于:所述的步驟1.4中臭氧發生器的臭氧產量在每立方米28(T380 g/ho`
6.根據權利要求1所述的臭氧與純氧曝氣結合實現石化廢水污泥減量的方法，其特征在于:所述的步驟1.4中臭氧氧化時間控制在30min。
【文檔編號】C02F11/06GK103663893SQ201210348466
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月19日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】萬才元, 譚克鋒, 馬建錄, 李中法, 張明良, 郝格格 申請人:中國石油化工股份有限公司