CN113087290A

CN113087290A - 一种含硫污水处理系统及其处理工艺

Info

Publication number: CN113087290A
Application number: CN202110330689.4A
Authority: CN
Inventors: 张太亮; 李朝晖; 周家斌; 郑存川
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-07-09

Abstract

本发明公开了一种含硫污水处理系统及其处理工艺，涉及污水处理技术领域，该系统包括依次连接的厌氧发生器、空气氧化处理器、序批式生物膜反应器、净水池；所述厌氧发生器设置有用于天然气净水厂的检修废水泵入的第一进水口；所述空气氧化处理器设置有用于生产污水、生活污水泵入的第二进水口。本发明还公开含硫污水处理系统的处理工艺。本发明采用空气氧化处理器代替了曝气池，极大的节省了占地面积；同时采用兼具有活性污泥法和生物膜法的序批式生物膜反应器进行脱氮、除磷、除硫，同时实现污水的氨氮、磷、硫去除，降低运行成本；同时序批式生物膜反应器还具有良好的耐冲击负荷能力，可以保持稳定的处理量。

Description

一种含硫污水处理系统及其处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种含硫污水处理系统及其处理工艺。

背景技术

天然气净化厂的污水处理工艺已经逐渐由过去常用的物化处理工艺转变为生化处理工艺。传统工艺的好氧生化段也经历了从“活性污泥曝气法→接触氧化法→SBR”的发展阶段，并在川内多个天然气净化厂得到实际应用。

天然气净水厂的检修废水中污染物主要有脱硫剂甲基乙二醇胺、脱水剂三甘醇、硫磺回收无机催化剂、原料气中分离的高矿化度地层水(SO₄ ^2-、Cl^-)、轻烃(≥C₄)、硫化物(S^2-)、各种分析化验试剂、锅炉和水处理系统药剂。排污管道中排出的污染物中液体部分主要包括脱硫溶剂、烃类、硫化氢、COS、二氧化碳、水，固体部分包括原料气携带的细小岩屑、工艺设备及管道的腐蚀产物。其成分复杂、含硫量相较于常规污水要高出很多的，其处理费用高、难以处理到可排放标准。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中单独对天然气净化厂检修污水处理难度高、处理效果不好的问题，提供一种含硫污水处理系统。

本发明还提供了一种含硫污水处理系统的处理工艺。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种含硫污水处理系统，包括依次连接的厌氧发生器、空气氧化处理器、序批式生物膜反应器、净水池；所述厌氧发生器设置有用于天然气净水厂的检修废水泵入的第一进水口；所述空气氧化处理器设置有用于生产污水、生活污水泵入的第二进水口。

在上述技术方案中，所述系统采用空气氧化处理器代替了曝气池，极大的节省了占地面积；同时采用兼具有活性污泥法和生物膜法的序批式生物膜反应器进行脱氮、除磷、除硫，同时实现污水的氨氮、磷、硫去除，降低运行成本；同时序批式生物膜反应器还具有良好的耐冲击负荷能力，可以保持稳定的处理量。此外，在本技术方案中，在天然气净水厂的检修废水先经过厌氧处理器厌氧处理后，再与生活污水和/或生产污水混合后依次通过空气氧化处理器、序批式生物膜反应器处理，通过生活污水和/或生产污水中和天然气净水厂的检修废水中污染物含量，降低天然气净水厂的检修废水的处理难度，提高出水质量，达到良好的天然气净水厂的检修废水处理效果，同时也可以使天然气净水厂的检修废水和生活污水/生产污水采用同一套污水处理系统，减少天然气净水厂所需的污水处理系统，降低污水处理成本和污水处理所需系统的占地面积。

进一步地，所述厌氧发生器和所述空气氧化处理器之间设置有供水管道；所述生产污水和/或生活污水与天然气净水厂的检修废水在所述供水管道中混合后进入所述空气氧化处理器，使进入空气氧化处理器中的生产污水/生活污水与天然气净水厂的检修废水同时被曝气，提高空气氧化效果。

进一步地，所述系统还设置有污水池，生产污水和/或生活污水通过污水池后再泵入所述空气氧化处理器；所述污水池上设置有入水口，所述入水口上设置有叶轮和污水过滤装置，使生活污水/生产污水经过过滤后进入污水池，并通过污水池进行流量调节然后再进入空气氧化处理器，保持生产污水/生活污水的稳定处理；同时也避免生活污水/.生产污水中的固体污染物造成空气氧化处理器中填料固定塔盘堵塞，影响曝气。

所述生产污水和/或生活污水通过叶轮后进入污水过滤装置；所述叶轮的出水方向与所述污水过滤装置的过滤网表面相切或者呈不大于60°的锐角，通过叶轮的转动，使生产污水/生活污水沿过滤网表面切线或者倾斜冲击在过滤网表面，使其在过滤的过程中对过滤网表面进行清理，避免较大固体污染物堵塞过滤网，延长过滤网的使用寿命，减少过滤网的清理和检修时间。

进一步地，所述空气氧化处理器包括塔体和在所述塔体内从下到上依次设置的进水布水装置、空气曝气装置、填料固定塔盘和设置在塔体上的第二出水口。所述空气氧化处理器的第二进水口位于塔体的下方，并与所述供水管道连通，使污水从塔体的下部向上流动，并与空气曝气装置充入的空气混合，然后经过填料固定塔盘使空气中的氧与污水中硫化物、氨氮充分氧化反应，提高曝气效果。

进一步地，所述空气曝气装置和填料固定塔盘均设置有多个；多个所述填料固定塔盘相互平行的设置在进水布水装置的上方，且相邻的所述填料固定塔盘之间具有间隙；多个所述空气曝气装置相互平行的设置在进水布水装置的上方，且最下方的所述空气曝气装置位于所述进水布水装置与所述填料固定塔盘之间；所述空气曝气装置与所述填料固定塔盘交替设置。

进一步地，所述系统还包括与所述厌氧发生器连通的废水调节池；所述天然气净水厂的检修废水经过所述废水调节池调节后进入厌氧发生器，使进水水质稳定，避免进水水质波动造成出水质量不稳定，增大系统的负荷。

进一步地，所述系统还包括与所述序批式生物膜反应器连通的污泥处理机构，用于处理系统中产生的污泥，避免污泥排放造成二次污染。

进一步地，所述污泥处理机构包括依次连通的气浮处理装置、污泥沉降池和压滤装置，所述气浮处理装置与所述序批式生物膜反应器的出泥口连通；所述气浮处理装置设置有排污口和出水溢流口，所述排污口与所述污泥沉降池连接，所述出水溢流口与所述净水池连通。

本发明还公开一种含硫污水处理系统的处理工艺，采用上述的系统，在所述厌氧发生器中泵入天然气净水厂的检修废水，并经过厌氧处理后，与生活污水和/或生产污水混合后，再依次通过空气氧化处理器氧化处理、序批式生物膜反应器反硝化脱氮除硫后进入净水池，经过净水消毒后排出。

进一步地，所述序批式生物膜反应器中的水力停留时间为6h，所述序批式生物膜反应器中溶解氧的浓度为2mg/L～5mg/L。

与现有技术相比，本发明的具有以下有益效果：

本申请公开了一种含硫污水处理系统，采用空气氧化处理器代替了曝气池，极大的节省了占地面积；同时采用兼具有活性污泥法和生物膜法的序批式生物膜反应器进行脱氮、除磷、除硫，同时实现污水的氨氮、磷、硫去除，降低运行成本；同时序批式生物膜反应器还具有良好的耐冲击负荷能力，可以保持稳定的处理量。同时，天然气净化厂在停工检修时设备系统中残留了大量的含硫化合物废水以及脱硫脱水药剂废水。通过设置前端厌氧反应池，可以培育脱氮硫杆菌，进行同步反硝化脱氮和除硫，从而可以大量去除含硫化合物。此外，本申请公开的系统在污水池上还加装污水过滤装置，通过进入污水池污水的冲击力驱动叶轮转动，并通过叶轮的转动对过滤网表面进行持续清理，能够在较大杂质堵塞过滤网孔时进行清除，延长过滤网清理的时间，降低操作量。

本申请公开了一种含硫污水处理系统的处理工艺，在天然气净水厂的检修废水先经过厌氧处理器厌氧处理后，再与生活污水和/或生产污水混合后依次通过空气氧化处理器、序批式生物膜反应器处理，通过生活污水和/或生产污水中和天然气净水厂的检修废水中污染物含量，降低天然气净水厂的检修废水的处理难度，提高出水质量，达到良好的天然气净水厂的检修废水处理效果，同时也可以使天然气净水厂的检修废水和生活污水/生产污水采用同一套污水处理系统，减少天然气净水厂所需的污水处理系统，降低污水处理成本和污水处理所需系统的占地面积。。

附图说明

图1是本发明一些实施例中公开的含硫污水处理系统的结构示意图；

图2是本发明一些实施例中公开的含硫污水处理系统的处理工艺的示意图；

其中，1-废水调节池，2-厌氧发生器，3-污水池，4-空气氧化处理器，5-序批式生物膜反应器，6-净水池，7-气浮处理装置，8-污泥沉降池，9-压滤装置，10-水泵。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

天然气净水厂的检修废水中污染物主要有脱硫剂甲基乙二醇胺、脱水剂三甘醇、硫磺回收无机催化剂、原料气中分离的高矿化度地层水(SO₄ ^2-、Cl-)、轻烃(≥C₄)、硫化物(S^2-)、各种分析化验试剂、锅炉和水处理系统药剂。排污管道中排出的污染物中液体部分主要包括脱硫溶剂、烃类、硫化氢、COS、二氧化碳、水，固体部分包括原料气携带的细小岩屑、工艺设备及管道的腐蚀产物。因此，天然气净水厂的检修废水成分复杂、含硫量相较于常规污水要高出很多的，采用现有的污水处理系统和方法进行处理，其处理费用高、难以处理到可排放标准。

为了解决上述问题，发明人提供了一种含硫污水处理系统，参阅图1，包括依次连接的厌氧发生器2、空气氧化处理器4、序批式生物膜反应器5、净水池6；所述厌氧发生器2设置有用于天然气净水厂的检修废水通过水泵10泵入的第一进水口；所述空气氧化处理器4设置有用于生产污水、生活污水通过水泵10泵入的第二进水口。

需要说明的是，本申请文件中所采用厌氧发生器2、序批式生物膜反应器5、水泵10均为现有的市售设备，本领域技术人员可以通过市售采购。

在一些实施例中，所述厌氧发生器2和所述空气氧化处理器4之间设置有供水管道；所述生产污水和/或生活污水与天然气净水厂的检修废水在所述供水管道中混合后进入所述空气氧化处理器4，使进入空气氧化处理器4中的生产污水/生活污水与天然气净水厂的检修废水同时被曝气，提高空气氧化效果。

在一些实施例中，所述空气氧化处理器4包括塔体和在所述塔体内从下到上依次设置的进水布水装置、空气曝气装置、填料固定塔盘和设置在塔体上的第二出水口。所述空气氧化处理器4的第二进水口位于塔体的下方，并与所述供水管道连通，使污水从塔体的下部向上流动，并与空气曝气装置充入的空气混合，然后经过填料固定塔盘使空气中的氧与污水中硫化物、氨氮充分氧化反应，提高曝气效果。

在一些实施例中，所述空气曝气装置和填料固定塔盘均设置有多个；多个所述填料固定塔盘相互平行的设置在进水布水装置的上方，且相邻的所述填料固定塔盘之间具有间隙；多个所述空气曝气装置相互平行的设置在进水布水装置的上方，且最下方的所述空气曝气装置位于所述进水布水装置与所述填料固定塔盘之间；所述空气曝气装置与所述填料固定塔盘交替设置。

需要说明的是，所述空气氧化处理器4还设置有进气管道和若干进气口，所述进气管道一端连接空气压缩机或者气泵，另一端连接进气口，并通过进气口同时给多个空气曝气装置供气。

在一些实施例中，所述空气曝气装置可采用环形曝气管或者S形曝气管，所述曝气管上均匀设置有若干曝气微孔，实现均匀曝气。

在一些实施例中，所述系统还设置有污水池3，生产污水和/或生活污水通过污水池3后再泵入所述空气氧化处理器4；所述污水池3上设置有入水口，所述入水口上设置有叶轮和污水过滤装置，使生活污水/生产污水经过过滤后进入污水池3，并通过污水池3进行流量调节然后再进入空气氧化处理器4，保持生产污水/生活污水的稳定处理；同时也避免生活污水/.生产污水中的固体污染物造成空气氧化处理器4中填料固定塔盘堵塞，影响曝气。

在一些实施例中，所述系统还包括与所述厌氧发生器2连通的废水调节池1；所述天然气净水厂的检修废水经过所述废水调节池1调节后进入厌氧发生器2，使进水水质稳定，避免进水水质波动造成出水质量不稳定，增大系统的负荷。

优选地，所述废水调节池1采用钢筋混凝土结构的埋地式结构，顶部覆土至少250mm；每一废水调节池1分2格，且设置弯管通气管。

在一些实施例中，所述系统还包括与所述序批式生物膜反应器5连通的污泥处理机构，用于处理系统中产生的污泥，避免污泥排放造成二次污染。

在一些实施例中，所述污泥处理机构包括依次连通的气浮处理装置7、污泥沉降池8和压滤装置9，所述气浮处理装置7与所述序批式生物膜反应器5的出泥口连通；所述气浮处理装置7设置有排污口和出水溢流口，所述排污口与所述污泥沉降池8连接，所述出水溢流口与所述净水池6连通。

优选地，污泥沉降池8采用钢筋混凝土结构的重力式污泥沉降池8，污泥停留时间优选为12h，上层清液回流至废水调节池1，浓缩后的污泥进入卧螺式脱水机，脱水处理后外运处理。

上述含硫污水处理系统的处理工艺为：在所述厌氧发生器2中泵入天然气净水厂的检修废水，并经过厌氧处理后，与生活污水和/或生产污水混合后，再依次通过空气氧化处理器4氧化处理、序批式生物膜反应器5反硝化脱氮除硫后进入净水池6，经过净水消毒后排出。

参阅图2，其具体包括以下步骤：

S1)将检修产生的废水全部排入废水调节池1，稳定水之后，将检修废水排入厌氧发生器2中，在厌氧发生器2中，脱除大部分的氮和硫，并且除去大量的含硫化合物。

S2)生产、生活污水汇入污水池3内稳定水质。厌氧发生器2内得到前端厌氧处理的检修废水与污水池3中的生产、生活废水混合后，经过泵进入空气氧化处理器4内。含硫废水进入进水布水装置在塔体内均均分布，废水在上升过程中通过空气曝气装置充分与空气混合，进入填料固定塔盘的填料内充分反应。填料间巨大的表面积促使空气和水分子间的融合，有利于空气中的氧向水中扩散，加快氧化速度。最后使水中的硫化物在填料内充分与氧气反应转化为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐。

整个反应过程比现有设备节省25～30％，提高了脱硫效率。

S3)发生氧化反应后的污水进入序批式生物膜反应器5中后，序批式生物膜反应器5反应周期时间为6h，其中进水并曝气2h、单曝气1.5h、沉淀1.5h、排水1h。当周期性水量和水质负荷变化较大时，可根据实际运行效果调节周期时间和各段操作时间。

S4)从序批式生物膜反应器5中排出的处理后废水进入净水池6中进行消毒，待消毒完成后，进行水资源回收利用。

S6)从序批式生物膜反应器5中定期排出的污泥进入气浮处理装置7中后，完成分离后进入污泥沉降池8中，沉降完成后由压滤装置9完成脱水，将处理完毕的污泥泥饼外输进行资源化处理。

在一些实施例中，序批式生物膜反应器5中溶解氧2mg/L～5mg/L，容积负荷最优采用0.4kg COD/(m³·d)，MLSS最优采用2000mg/L。反应池内设置高效组合填料，鼓风曝气，气水比最优采用20∶1，并采用氨基甲酸聚合物微孔橡胶膜曝气头；序批式生物膜反应器5中排水采用旋转式滗水器，出水堰过水负荷最优采用10L/(m·s)。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含硫污水处理系统，其特征在于，包括依次连接的厌氧发生器、空气氧化处理器、序批式生物膜反应器、净水池；所述厌氧发生器设置有用于天然气净水厂的检修废水泵入的第一进水口；所述空气氧化处理器设置有用于生产污水、生活污水泵入的第二进水口。

2.根据权利要求1所述的含硫污水处理系统，其特征在于，所述厌氧发生器和所述空气氧化处理器之间设置有供水管道；所述生产污水和/或生活污水与天然气净水厂的检修废水在所述供水管道中混合后进入所述空气氧化处理器。

3.根据权利要求1所述的含硫污水处理系统，其特征在于，还设置有污水池，生产污水和/或生活污水通过污水池后再泵入所述空气氧化处理器；

所述污水池上设置有入水口，所述入水口上设置有叶轮和污水过滤装置；所述生产污水和/或生活污水通过叶轮后进入污水过滤装置；所述叶轮的出水方向与所述污水过滤装置的过滤网表面相切或者呈不大于60°的锐角。

4.根据权利要求1所述的含硫污水处理系统，其特征在于，所述空气氧化处理器包括塔体和在所述塔体内从下到上依次设置的进水布水装置、空气曝气装置、填料固定塔盘和设置在塔体上的第二出水口。

5.根据权利要求4所述的含硫污水处理系统，其特征在于，所述空气曝气装置和填料固定塔盘均设置有多个；

多个所述填料固定塔盘相互平行的设置在进水布水装置的上方，且相邻的所述填料固定塔盘之间具有间隙；

多个所述空气曝气装置相互平行的设置在进水布水装置的上方，且最下方的所述空气曝气装置位于所述进水布水装置与所述填料固定塔盘之间；所述空气曝气装置与所述填料固定塔盘交替设置。

6.根据权利要求1所述的含硫污水处理系统，其特征在于，还包括与所述厌氧发生器连通的废水调节池；所述天然气净水厂的检修废水经过所述废水调节池调节后进入厌氧发生器。

7.根据权利要求1所述的含硫污水处理系统，其特征在于，还包括与所述序批式生物膜反应器连通的污泥处理机构。

8.根据权利要求7所述的含硫污水处理系统，其特征在于，所述污泥处理机构包括依次连通的气浮处理装置、污泥沉降池和压滤装置，所述气浮处理装置与所述序批式生物膜反应器的出泥口连通；

所述气浮处理装置设置有排污口和出水溢流口，所述排污口与所述污泥沉降池连接，所述出水溢流口与所述净水池连通。

9.一种含硫污水处理系统的处理工艺，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的系统，在所述厌氧发生器中泵入天然气净水厂的检修废水，并经过厌氧处理后，与生活污水和/或生产污水混合后，再依次通过空气氧化处理器氧化处理、序批式生物膜反应器反硝化脱氮除硫后进入净水池，经过净水消毒后排出。

10.根据权利要求9所述的处理工艺，其特征在于，所述序批式生物膜反应器中的水力停留时间为6h，所述序批式生物膜反应器中溶解氧的浓度为2mg/L～5mg/L。