专利名称：一种岩屑废水的达标排放处理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，涉及废水处理技术，尤其是一种岩屑废水的达标排放处理系统。
背景技术：
岩屑废水主要产生于钻井初期，废水主要来源有钻井废液(完井液、洗井液、泥浆残液、泥浆舱清洗废液)、清洗废水(原油罐清洗废水、船舶维修清洗废水)以及油基泥浆等。其中钻井废液中的有机组分多为聚合物和高分子化合物，种类繁多，结构复杂，且污染组分随采油情况的改变而变化；清洗水所用水多用海水，其废水含盐量高。油基泥浆是油井开采过程中产生的固体废弃物，为一种含矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多相体系，其浸出液有较高毒性。采油过程中产生的废水均含泥浆、岩屑、采油助剂以及石油类污染物， 但各类废水组成比例随采油情况改变，水质变化大。综上所述，岩屑废水具有以下特点，也是本发明的处理难点(1)水质成分复杂含有大量的化学添加剂、多种无机盐类和重金属等有害物质。(2)悬浮物(4)浓度高含有大量的岩屑，且颗粒稳定，不易聚集沉降，通常大于 5000mg/L。(3)有机物含量高约为18000-30000mg/L，常超标几百倍。(4)含油量高含油量在 50000-200000mg/L。(5)盐度高冲洗水多为海水，氯离子达12000mg/L以上。(6)色度高呈黑褐色，色度在800-1000倍以上。采用常规的废水处理工艺很难将岩屑废水处理后使之达标排放。废水经处理后的水质参考《天津市污水处理综合排放标准》(DB12/356-2008) 二级标准、《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996) 二级排放标准、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种岩屑废水的达标排放处理系统，该系统不仅将含油、含毒害物质的岩屑废水处理成符合国家和天津市排放标准的清水， 降低了悬浮物和油类的含量，且处理后的清水可作为回用清水，节约了水资源。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种岩屑废水的达标排放处理系统，依次包括除油单元、生化处理单元和物化处理单元，其特征在于所述除油单元由集水调节池、破乳沉淀池、管道分离器、絮凝气浮和树脂净化器构成，所述生化处理单元由氨氮吹脱、厌氧系统和好氧系统三部分构成，所述物化处理单元由高级氧化和炭滤两部分组成。而且，所述除油单元的集水调节池设计为平流式沉淀池，设潜污泵两台，泵出水口安装有旁通和出水调节阀，同时，在池顶设置刮油刮泥机，处理时间为M小时；所述破乳沉淀池设计为平流式沉淀池，分为两组并联运行，并在池顶设置刮油刮泥机，破乳沉淀池是对进水进行加热，加热的温度为40-50°C ；所述管式分离器利用微重力原理使油水进行分离， 停留时间为8-10秒；所述混凝气浮投加PAC和PAM，使出水含油量彡30mg/L ；所述树脂净化器是采用的是粗粒化净化器，出水含油量< 5mg/L。而且，所述生化处理单元的氨氮吹脱采用空气吹脱法。而且，所述物化处理单元采用臭氧进行高级氧化。而且，所述除油单元所产生的污泥采用污泥处理系统进行处理，污泥处理系统包括泵、污泥浓缩池和压滤机，泵将除油单元中的排泥汇至污泥浓缩池，压滤机进行污泥脱水，所产生的上清液泵入集水调节池，脱水后的污泥进行收集，定期集中处置。而且，当破乳沉淀池内的岩屑废水含油量在300mg/L时，岩屑废水直接超越进入絮凝气浮。本发明的优点和积极效果是1、本发明针对岩屑废水中各种油类、有毒害特征及难生物降解的有机类污染物， 采用除油单元、生化处理单元、物化处理单元和脱盐单元的集成技术。除油单元由集水调节池、破乳沉淀池、管式分离器、絮凝气浮和树脂分离器五部分，主要功能是去除悬浮物、浮油和乳化油，均化水质、水量；生化处理单元由氨氮吹脱、厌氧系统和好氧系统3部分组成，主要功能是去除毒有害有机物和少部分油类；物化处理由高级氧化和炭滤2部分组成，主要功能是去除COD ；脱盐单元即反渗透脱盐系统，主要功能是去除大部分盐类和少量C0D，达到中水回用标准后，作为绿化、冲厕和清洗用水。本发明可以将含油、含毒害物质的岩屑废水，处理成符合国家和天津市排放标准的清水，降低了悬浮物和油类的含量，处理后的清水可作为中水回用，节约了水资源。2、本发明采用污泥处理技术对污泥脱水，其中上清液泵入集水调节池再次进行处理，脱水后的污泥进行收集，定期集中处置，进一步减少了环境污染。
图1为本发明岩屑废水的处理系统工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。一种岩屑废水的达标排放处理系统，依次包括除油单元、生化处理单元和物化处理单元，各处理单元的处理过程如下1、除油单元除油单元包括集水调节池、破乳沉淀池、管道分离器、絮凝气浮和树脂净化器共五部分，其中(1)集水调节池集水调节池设计为平流式沉淀池，分为两组并联运行，即设潜污泵两台，泵出水口安装有旁通和出水调节阀，同时，在池顶设置刮油刮泥机，处理时间为M小时。集水调节池的功能是对来水进行缓冲调节，同时去除大部分无机颗粒、部分悬浮物、一部分浮油、粗分散油；集水调节池兼具有隔油池的作用，靠重力将油水分离本实施例所述的平流式沉淀池、刮油刮泥机，以及未详细说明的各种装置，均为是常规设备，以下均同，不再赘述。(2)破乳沉淀池破乳沉淀池设计为平流式沉淀池，分为两组，并联运行，并在池顶设置刮油刮泥机。破乳沉淀池是对进水进行加热，加热到40-50°C，使乳化油变为悬浮油，以去除大部分乳化油和悬浮物，特点是构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定，具有操作简单、破乳效率高、避免化学破乳剂额外增加有机物含量等优点。(3)管式分离器由于岩屑废水水质变化较大，根据实验室水质分析结果，经过上一级破乳隔油沉淀池出水含油量变化也较大，含油量在300-2500mg/L。当含油量在300mg/L时岩屑废水直接超越进入气浮系统。旋流分离器利用微重力原理使油水进行分离，停留时间为8-10秒。本实施例中，所述管式分离器可为中科院力学所的旋流喷射式液体分布器 (CN2250818)，或者是熟知的旋流分离器均可。(4)混凝气浮对于20 μ m粒径以下的油粒子采用管式分离器是无法有效去除的，需要采用混凝气浮去除，即投加PAC和PAM，使出水含油量彡30mg/L。(5)树脂净化器树脂净化器是采用的是粗粒化净化器，由于混凝气浮出水含油量在30mg/L左右， 不能进入氨氮吹托处理单元，需进一步强化除油。采用粗粒化净化器，出水含油量< 5mg/ L。粒化净化器为本领域现有技术，详细记载参考如下文献郑雯君微量含油废水处理装置-粗粒化油水分离器化工环保1988年第8卷228-233。2、生化处理单元生化处理单元由氨氮吹脱、厌氧系统和好氧系统三部分组成。(1)氨氮吹脱水中的氨氮多以氨离子(NH4+)和游离的氨NH3的状态存在，两者并保持平衡，关系
为NH3+H20------ΝΗ4++0Η_这一关系受PH值的影响，当PH值升高，平衡向左移动，游离氨占
的比例增大。当PH值为11左右时，NH3大致在90%以上。游离氨易于从水中逸出，如加以曝气的话，则可以促使氨从水中逸出。由于经过吹托后的氨氮含量还接近200mg/L，直接进生化系统会对生物产生毒害作用，需进行物化脱氮处理。目前国内外的处理方法有吹脱法、 沸石脱氨法、电渗析法、膜分离法、折点氯化法、MAP沉淀法、生物脱氮法等方法，空气吹脱法具有工艺流程简单、适应性强、操作简单、运行费用较低等优点，因此在本发明中采用空气吹脱法。(2)厌氧系统厌氧反应是有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程，包括液化、酸化、产甲烷三个阶段。在厌氧反应中可以放弃反应时间长、控制条件要求高的产甲烷阶段，将反应控制在酸化阶段，一般称为水解酸化处理。水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴。水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均勻地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解一产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质。这样比全过程的厌氧反应具有以下优点由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；不需要收集产生的沼气，简化了结构，降低了造价；难降解有机大分子在水解酶作用下生成水溶性的有机酸和有机醛小分子，经水解反应后废水中的溶解性COD增加，可生化性提高，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。(3)好氧系统活性污泥是由好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒，经过吸附、氧化来降解废水中的有机污染物，起到减轻后续处理工艺的污染负荷的作用。上述厌氧系统和好氧系统所使用的厌氧菌和好氧菌均为本领域公知的菌种，凡是具有上述功能的菌种都满足本发明的要求，具体记载在如下文献中=CPLeslie Grady, Jr. GlenT. Daigger,Henry C. Lim著，张锡辉，刘勇弟译，废水生物处理第二版，改编和扩充， 化学工业出版社，环境科学与工程出版，2003年1月，16-22.。3、物化处理单元物化处理单元由高级氧化和炭滤两部分组成，采用臭氧进行高级氧化。因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子，和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·0Η，它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等，其副产物无毒，基本无二次污染，有着许多别的氧化剂无法比拟的优点， 不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分解水中污染物。臭氧氧化有如下优点氧化能力强，对色度、臭味具有高效脱除效果；对难降解有机物具有高效预处理效果；对高氨氮废水具有良好的去除效果；处理后废水中的臭氧易分解，不产生二次环境污染，且处理过程中一般不产生污泥；制备臭氧用的空气和电不必存贮和运输，操作管理也较为简便。出水经过炭滤，进一步去除悬浮物和有机物，出水达到天津市综合污水排放标准中的一级标准。4、污泥处理岩屑废水在处理过程中将会产生一定的污泥和浮渣，需要进行进一步的污泥处理。用泵将除油单元中的排泥汇至污泥浓缩池，用压滤机进行污泥脱水，其中上清液泵入集水调节池，脱水后的污泥进行收集，定期集中处置。本发明处理后水质的指标满足国家《废水综合排放标准》GB8978-1996 二级排放标准、《天津市废水综合排放标准》DB12/356-2008 二级排放标准，并结合《城市废水再生利用》 GB/T-18920-2002城市杂用水水质标准，在确保常规废水监测指标达标的前提下，保证处理后的清水能够用作清洗水，节约了水资源。本发明处理前水质指标和处理后水质指标比较
处理前水质指标处理后水质指标悬浮物 SS (mg/L)^ 6500化学需氧量⑶D(mg/L)^ 30000^ 50
ρΗ8~Τθ^9
氨氮 NH3-N(mg/L)^ 300^5
油类(mg/L)sS 200000^
权利要求
1.一种岩屑废水的达标排放处理系统，依次包括除油单元、生化处理单元和物化处理单元，其特征在于所述除油单元由集水调节池、破乳沉淀池、管道分离器、絮凝气浮和树脂净化器构成，所述生化处理单元由氨氮吹脱、厌氧系统和好氧系统三部分构成，所述物化处理单元由高级氧化和炭滤两部分组成。
2.根据权利要求1所述的岩屑废水的达标排放处理系统，其特征在于所述除油单元的集水调节池设计为平流式沉淀池，设潜污泵两台，泵出水口安装有旁通和出水调节阀，同时，在池顶设置刮油刮泥机，处理时间为M小时；所述破乳沉淀池设计为平流式沉淀池，分为两组并联运行，并在池顶设置刮油刮泥机，破乳沉淀池是对进水进行加热，加热的温度为 40-500C ；所述管式分离器利用微重力原理使油水进行分离，停留时间为8-10秒；所述混凝气浮投加PAC和PAM，使出水含油量< 30mg/L ；所述树脂净化器是采用的是粗粒化净化器， 出水含油量< 5mg/L。
3.根据权利要求1所述的岩屑废水的达标排放处理系统，其特征在于所述生化处理单元的氨氮吹脱采用空气吹脱法。
4.根据权利要求1所述的岩屑废水的达标排放处理系统，其特征在于所述物化处理单元采用臭氧进行高级氧化。
5.根据权利要求1所述的岩屑废水的达标排放处理系统，其特征在于所述除油单元所产生的污泥采用污泥处理系统进行处理，污泥处理系统包括泵、污泥浓缩池和压滤机，泵将除油单元中的排泥汇至污泥浓缩池，压滤机进行污泥脱水，所产生的上清液泵入集水调节池，脱水后的污泥进行收集，定期集中处置。
6.根据权利要求2所述的岩屑废水的达标排放处理系统，其特征在于当破乳沉淀池内的岩屑废水含油量在300mg/L时，岩屑废水直接超越进入絮凝气浮。
全文摘要
本发明涉及一种岩屑废水的达标排放处理系统，依次包括除油单元、生化处理单元和物化处理单元，其特征在于所述除油单元由集水调节池、破乳沉淀池、管道分离器、絮凝气浮和树脂净化器构成，所述生化处理单元由氨氮吹脱、厌氧系统和好氧系统三部分构成，所述物化处理单元由高级氧化和炭滤两部分组成。本发明可以将含油、含毒害物质的岩屑废水，处理成符合国家和天津市排放标准的清水，降低了悬浮物和油类的含量，处理后的清水可作为中水回用，节约了水资源。
文档编号C02F11/12GK102531291SQ20121001088
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者刘键, 姜涛, 宿辉, 时旭, 毕炎超, 肖峰, 车连发 申请人:中海油能源发展股份有限公司天津分公司, 天津市塘沽鑫宇环保科技有限公司