一种生物柴油工厂含油污水处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开的是一种生物柴油工厂含油污水处理工艺，其步骤如下：第一步，将生物柴油生产线排放的污水导入隔油池，进行分层过滤；第二步，将过滤后的污水导入曝气池，充分曝气降解，并溢流至暂储池A；第三步，向暂储池A中加入絮凝剂，在溶气泵作用下气浮刮沫，进一步去除悬浮杂质；第四步，气浮刮沫后的下层污水进入UASB设备，进行活性污泥降解；第五步，对污水进一步进行厌氧和好氧发酵生物降解有机杂质；第六步，降解后污水经砂滤、活性炭过滤；第七步，过滤后的污水经氯消毒后进入中水池。本发明有益的效果是：充分回收污水中有用的油，回用于生产；实现污水零排放，并显著减少固体废弃物量。
【专利说明】一种生物柴油工厂含油污水处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污水处理工艺，尤其是涉及一种生物柴油工厂含油污水处理和中水回用、废水零排放的工艺。
【背景技术】
[0002]生物柴油是由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换制得的脂肪酸单烷基酯，最典型的为脂肪酸甲酯，以BD100表示，执行国家标准GB/T20828~2007。生物柴油调和燃料(B5)执行国家标准GB/T25199~2010。生物柴油是一种优良的石化柴油补充和替代品。
[0003]生物柴油的发展过程中曾有直接混合法、微乳化法、热解法和酯交换法等生产方法。直接混合和微乳化方法是动植物油脂混合于石化柴油中，并未改变油脂的化学成分。热解法形成的产品也不具备脂肪酸单烷基酯分子结构。只有酯交换法可以生产符合国家标准GB/T20828~2007的生物柴油产品。
[0004]生产生物柴油所用油脂依工艺不同有不同的要求。发达国家多使用精炼油脂生产生物柴油。国内为避免与人争粮、与粮争地，则充分使用地沟油、泔水油、煎炸废油、酸化油、劣质毛油等非食用油资源，可统称为非精炼油脂。使用非精炼油脂可在一定程度上降低生产成本和利于废油脂的非食品方向应用。
[0005]生物柴油在生产过程中，原料预处理、储罐切水、油脂中催化剂洗涤、甲醇回收、成品油碱炼脱酸等工序 都会排放含油及酸渣、污泥的废水。车间地面冲洗、事故情况下的跑油漏油也会排放高含油量的污水。
[0006]生物柴油生产过程排放的污水含有普通动植物油脂(甘油三酯)、粗脂肪酸甲酯(RCOOCH3)、脂肪酸(RCOOH)、皂(RCOONa)、盐(Na2SO4)、污泥、少量甲醇、碱(NaOH)或酸(H2SO4)以及大量普通水，有明显浮油、有静置沉淀。普通含油废水乳化较少，分层明显，隔油池处理效果明显。生物柴油污水含有大量皂，污水常处于严重乳化状态，极易在管道沟渠等壁上附上油腻层。原料油品质较差的情况下，污水中含有的有机残渣、污泥会明显增多。污水外观色深、暗褐色到褐色、不透明、浑浊，有异味。随生产变化，排放时间不同以及是否有雨水、冲洗净水加入，变现为随时间污水质和量都在不规则波动。
[0007]生物柴油工厂污水的品质和产生量及其变化波动确定其需要一种污水处理技术，以实现中水回用、零排放的目标，以及低运行成本，达到环境保护和节约水资源的要求。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术上的不足，本发明目的是提供一种生物柴油工厂含油污水处理工艺，针对生物柴油工厂废水净化并可完全中水回用。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0010]本发明的工艺步骤如下:
[0011]第一步，将生物柴油生产线排放的污水导入隔油池，进行分层过滤，回收上层的浮油；
[0012]第二步，将过滤后的污水导入曝气池，充分曝气降解，并溢流至暂储池A ;
[0013]第三步，向暂储池A中加入絮凝剂，在溶气泵作用下气浮刮沫，进一步去除悬浮杂质；
[0014]第四步，气浮刮沫后的下层污水进入UASB设备，进行活性污泥降解；
[0015]第五步，对污水进一步进行厌氧和好氧发酵生物降解有机杂质；
[0016]第六步，降解后污水经砂滤、活性炭过滤，去除活性污泥；
[0017]第七步，过滤后的污水经氯消毒后进入中水池，成为合格中水。
[0018]在上述第一步中，所述隔油池有三个，分别串联在一起，向第一个隔油池内加入适量破乳剂。进一步，所述破乳剂为浓硫酸，用PH试纸检测，使该池内污水pH值一直保持在6-7之间。
[0019]在上述第二步中，曝气降解后，用pH试纸检测，pH值须保持在6-8之间，pH值过大用适量酸调，过低则用碱调。
[0020]在上述第三步中，加入絮凝剂后，进行搅拌，直至絮凝剂充分溶解成溶液才能停止搅拌。
[0021]废水处理过程产生的渣经滤床过滤，渣进入泥场晾晒。活性污泥也在泥场晾晒。最终这些渣和活性污泥与煤掺混，送锅炉燃烧，为生产系统提供能量，并显著减少固体废弃物量。最终的固体废弃物只有炉渣一种，炉渣则外售用于铺路或制免烧砖等。
[0022]本发明有益的效果是:
[0023]1、充分回收污水中有用的油，回用于生产；
[0024]2、实现污水零排放，并显著减少固体废弃物量，改善生产厂区环境，满足环境保护要求；
[0025]3、中水质量优良可靠，可回用生产、锅炉房净化烟囱气、冷却炉渣、厂区绿化、冲洗地面等。实现水资源充分利用，显著减少耗水量；
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实施例的工艺流程简图。
【具体实施方式】
[0027]结合实施例对本发明做进一步说明。
[0028]参见图1，本发明的工艺步骤如下:
[0029]第一步，生物柴油生产线排放的污水导入生产线隔油沉淀池，回收大部分污油和截留大部分沉降污泥，减轻污水处理站负荷。污水处理站的隔油池有三个，分别串联在一起，将初步过滤后的污水导入隔油池，利用物理方法进行分层过滤，分离出上层的浮油回收至生物柴油原料油卸油池，重新利用。
[0030]生物柴油与普通石化柴油不同，所排放污水性质也有差异。生物柴油生产过程排放的污水含有普通油脂(甘油三酯)、粗甲酯、脂肪酸(RCOOH)、皂(RCOONa)、盐(Na2SO4)、少量碱(NaOH)或酸(H2SO4)以及大量普通水。普通含油废水乳化较少，分层明显，隔油池处理效果明显。生物柴油污水含有大量皂，污水常处于严重乳化状态，需要加入适量的破乳剂，破除乳化实现分层，使隔油池达到预期分离效果。在本实施例中，破乳剂为符合国家标准GB/T534-2002工业硫酸合格品的浓硫酸，也可以使用生产不用的废酸水代替。随生产进行适时向第一隔油池内加入适量浓硫酸，用PH试纸检测，使池内水层pH值一直保持在6-7之间。加入浓硫酸后立即进行搅拌，使充分反应，每次搅拌时间不少于15min(分钟)。搅拌后静置半小时后，将上层的浮油打捞回收。
[0031]需要指出的是:
[0032]I加入浓硫酸时，只能使水保持微酸性，不能过酸。加酸时少量多次,谨慎加入。
[0033]2下层污水应较为清澈，无明显乳化。如果水pH值已合规定，但水乳化仍严重，充分搅拌后需适当增长静置时间。
[0034]3发现排油过多或其他异常须上报生产车间负责人，严防漏油或其他事故。
[0035]4此处需记录水pH值和回收油量，加酸的时间和量。
[0036]此处化学反应:
[0037]主要反应:2RC00Na+H2S04= = = 2RC00H+Na2S04
[0038]若污水为碱性则有次要反应:2Na0H+H2S04 = = = Na2S04+H20
[0039]此处主要发 生轻微的酸化和中和反应，使皂变成脂肪酸随油脂一起与水分层。油浮在上层被隔油池隔离，污水在下层通过填料向下池流动，经过三级隔油后进入曝气池。
[0040]第二步，将过滤后的污水导入曝气池，曝气池底部有曝气装置，可以注入大量空气，增加水中氧含量，实现初步化学氧化，同时将一部分气溶性物质带出污水，也会将液体充分搅拌，将污物悬浮均匀，方便下一步絮凝处理。
[0041]操作时，启动回旋风机，打开曝气头阀门，曝气10_15min(分钟)，2小时开启一次。用pH试纸检测，pH值须保持在6-8之间，pH值过大用适量酸调，过低则用碱调。
[0042]需要指出的是:
[0043]I液面上不得有浮油。有浮油说明上一步处理不彻底，需加强上一步操作。将油回收。
[0044]2此处需记录水面是否有浮油，水pH值和酸碱加入量，取样时间和测定人员。
[0045]此处化学反应:
[0046]2Na0H+H2S04 = = = Na2S04+H20
[0047]部分空气氧化CxHyOz+(X+夸-每)O尸==xC02个+专H2O
[0048]污水充分曝气降解后，溢流至暂储池Α。
[0049]第三步，向暂储池A中加入絮凝剂，在溶气泵作用下气浮刮沫，进一步去除悬浮杂质；
[0050]此处应用的是絮凝原理和气浮原理。
[0051]絮凝剂加入后会形成胶体，将水中细微悬浮物凝聚成大颗粒，大团块。悬浮细物之间有一定电性相斥，絮凝剂则与悬浮物电性相合，从而由分散到聚集，最终超过水的浮力和粘滞力得以分离。由于即使悬浮物聚集成团块仍然与水比重相差不大，自然静置沉淀需要很长时间且不适合连续处理，故同时应用气浮处理。
[0052]溶气泵将空气与水同时吸入，加压储存，使一部分空气溶于水中，制成含饱和气的水。气浮器旁的溶气罐要保持3公斤压力，压力大则水对空气的溶解度大，可以溶入更多空气。气水比控制由进气阀门开启角度控制。开启角度过小，则气体进入少，虽然压力足够大，但溶气仍然不足。反之，开启角度过大，则气体进入过多，液体进入少，一方面没有足够的液体来溶解气体，另一方面则泵易气缚，无法产生足够的压力。所以溶气过程需要找到合适的气液比和压力。
[0053]溶器罐内水压力达标后，液体均匀放入气浮器中，压力由3公斤变为常压，液体对空气的溶解度突然下降，成为过饱和溶液。大量空气迅速从液体中析出，形成小气泡附着在悬浮物聚集成的团块上。悬浮物团块在气泡协助下整体浮力剧增，迅速浮到液体表面，汇成渣层。
[0054]气浮器内液面保持合适液位，刮板在电机带动下则将表面渣层刮去，流入渣池。浮渣存一定量后过滤，滤渣送晒泥场，滤液回污水处理前段。
[0055]操作时:
[0056]I化药柜加药箱I号箱每次投放絮凝剂(聚合氯化铝)1.5-2公斤，具体根据污水情况适当投放，污水悬浮物过多投料量可适当增大些。
[0057]2化药柜加药箱2号箱每次投放氯化钙3-5公斤，根据污水情况适当投放，残余硫酸过多投料量可适当增大些。
[0058]3开启搅拌机，使药品充分均匀。只有充分溶解成溶液才能停止搅拌，防止堵塞管道。看净化水效果调整出药口流量计至最佳状态。
[0059]4曝气池进入调节池水位达到I米才能启动提升水泵，防止泵空转。
[0060]5开启溶气泵时严禁·无水空转。
[0061]6用调节池的提升泵的流量计设定进气浮器的污水流量，使经溶气泵的污水占进入气浮器污水总量的30%，保证气浮和絮凝同时达到最佳状态。用气浮器出水口的闸门高度来控制气浮器内水位高度，使水位与集渣沫槽口平齐。浮渣过多且稳定可以将刮浮渣机常开，浮渣量少则浮渣积累到适当程度再定时开。
[0062]此处化学反应:
[0063]AlClg+H2O = = = Al (OH) 3 (胶体)+3HC1
[0064]CaCl2+H2S04 = = = CaSO4 I +2HC1
[0065]CaCl2+Na2S04 = = = CaSO4 I +H2O
[0066]第四步,气浮刮沫后的下层污水进入UASB设备(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)，进行活性污泥降解；
[0067]第五步，活性污泥降解后的污水排入一体化处理单元(暂储池B)中，一体化处理单元内部分为厌氧发酵部分和好氧发酵部分。
[0068]经前部絮凝处理后的污水仍含有较高的有机物，在缺氧状态下厌氧菌将污水中有机氮转化分解成NH3-N,同时利用有机碳作为电子供体，将NO2' NO3-转化为N2，进行反硝化作用。同时利用部分有机碳和氨合成新的细胞，维持菌群增殖。
[0069]厌氧发酵后好氧部分有机降解负担减轻，在氧存在下好氧菌将有机物分解成二氧化碳和水，硝化细菌则将过多的氨变成亚硝酸和硝酸盐。好氧池内水部分回流至厌氧池，为反硝化细菌提供电子受体，最终氮元素以氮气形式析出，消除有机氮和铵盐对水体富营养化的危害。
[0070]无论厌氧发酵还是好氧发酵，细菌在降解有机物过程中利用有机物和水、氧气、无机矿物等物质来产生自身生长繁殖所需的物质和能量，并放出一定热量。池水与外界环境的温差可以指示菌体生命活动的旺盛程度。
[0071]细菌有巨大的比表面积，条件适宜则处理能力很强。同时菌群基数庞大存在很大变异和进化能力。保持水质稳定，生物处理部分可以保持最佳菌群，菌群也可以表现出最佳的处理能力。 [0072]细菌生命活动存在一个最适温度，过高过低都对生物降解不利。尽量将池水维持在20-25 °C之间，温度在此范围内稍有波动对生化处理无害。
[0073]生物降解需要一定时间一般6-8小时。时间过短有机物降解不够完全。
[0074]短期内也不宜涌入过量污水，污水过量宜延长停留时间，污水过浓则减少加入量。维持系统在菌群处理能力之内。
[0075]操作时，尽量减少进料量和增长间隔时间，且进料要缓慢均匀。生物处理单元设计能力进料BOD5 < 200mg/L,出水BOD5 < 20mg/L。以进出水化验结果来调整进料量和处理时间。
[0076]此处生化反应:
[0077]
有机物+水细菌菌体+C02+H20+NH3+N2+能量等
[0078]
有机物+7JC+氧气一^^->细菌菌体+C02+H20+N02-+N0「+能量等
[0079]好氧发酵处理后的污水排入暂储池C中。
[0080]第六步，降解后污水经砂滤、活性炭过滤，去除活性污泥；
[0081]用提升泵将污水通过两组过滤器，过滤是净化过程中的常规处理单元。此两组过滤器为沙滤和活性炭过滤串联。先沙滤除去较大颗粒，再活性炭脱色除臭。过滤后的水排入暂储池D中。
[0082]第七步，过滤后的污水通过制氯装置经氯消毒后进入中水池，成为合格中水。
[0083]此处化学反应:
[0084]
2NaC I+2H2O …,缉車流电 > 2NaOH+C 12+H2t
[0085]C12+H20 = = = HC10+HC1
[0086]HClO+NaOH = = = NaC10+H20
[0087]HCI+NaOH = = = NaC I+H2O
[0088]CIO-强烈杀菌
[0089]废水处理过程产生的渣经滤床过滤，渣进入泥场晾晒。活性污泥也在泥场晾晒。最终这些渣和活性污泥与煤掺混，送锅炉燃烧，为生产系统提供能量，并显著减少固体废弃物量。最终的固体废弃物只有炉渣一种，炉渣则外售用于铺路或制免烧砖等。
[0090]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种生物柴油工厂含油污水处理工艺，其特征是:包括以下步骤: 第一步，将生物柴油生产线排放的污水导入隔油池，进行分层过滤，回收上层的浮油； 第二步，将过滤后的污水导入曝气池，充分曝气降解，并溢流至暂储池A ; 第三步，向暂储池A中加入絮凝剂，在溶气泵作用下气浮刮沫，进一步去除悬浮杂质； 第四步，气浮刮沫后的下层污水进入UASB设备，进行活性污泥降解； 第五步，对污水进一步进行厌氧和好氧发酵生物降解有机杂质； 第六步，降解后污水经砂滤、活性炭过滤，去除活性污泥； 第七步，过滤后的污水经氯消毒后进入中水池，成为合格中水。
2.根据权利要求1所述的生物柴油工厂含油污水处理工艺，其特征是:在上述第一步中，所述隔油池有三个，分别串联在一起，向第一个隔油池内加入适量破乳剂。
3.根据权利要求2所述的生物柴油工厂含油污水处理工艺，其特征是:所述破乳剂为浓硫酸，用PH试纸检测，使该池内污水pH值一直保持在6-7之间。
4.根据权利要求1所述的生物柴油工厂含油污水处理工艺，其特征是:在上述第二步中，曝气降解后，用PH试纸检测，pH值须保持在6-8之间，pH值过大用适量酸调，过低则用碱调。
5.根据权利要求1所述的生物柴油工厂含油污水处理工艺，其特征是:在上述第三步中，加入絮凝剂后，进行搅拌·，直至絮凝剂充分溶解成溶液才能停止搅拌。
【文档编号】C02F7/00GK103570181SQ201210253410
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月23日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】姚东阳, 陈涛, 高静 申请人:陕西德融新能源股份有限公司