本實(shí)用新型涉及一種堿渣廢水處理技術(shù)，特別是涉及一種石油煉制和加工過(guò)程中產(chǎn)生的含有高濃度硫化物和難降解有機(jī)物的堿渣廢水高效生物處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石油煉制過(guò)程中產(chǎn)生的堿渣廢水，含有大量中性油、有機(jī)酸、揮發(fā)酚和硫化物等有毒有害污染物，廢水呈黑褐色，并帶有惡臭氣味，處理難度極大，一直是困擾我國(guó)石化煉油企業(yè)的一個(gè)難題。因此，如何較經(jīng)濟(jì)地解決堿渣的處理問(wèn)題是各煉化企業(yè)急需解決的問(wèn)題。

目前，我國(guó)石化行業(yè)的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學(xué)處理法和生物氧化法。

直接處理法有深井注入、填埋、河道/海洋排放和焚燒法等，其中以焚燒法為主。河道/ 海洋等方法只是將污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，并沒(méi)有達(dá)到無(wú)害化處理，因此在許多國(guó)家都被視為不符合環(huán)保要求的方法。焚燒是一種可靠的氧化處理法，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，且可滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放要求。焚燒使硫化物在高溫(950℃)和常壓下氧化成硫酸鹽，使有機(jī)碳?xì)浠衔锷蒀O₂和H₂O，使氫氧化鈉轉(zhuǎn)化成碳酸鈉。但其缺點(diǎn)是能耗大，操作成本高。

化學(xué)處理法通常采用濕式空氣氧化技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)WAO)，即在150～350℃，0.5～20MPa 的條件下，利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物，達(dá)到堿渣預(yù)處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應(yīng)體系的溫度與壓力，污染物去除效率越高，相應(yīng)體系所需的溫度與壓力也就越高，WAO法高昂的設(shè)備投資額度和運(yùn)行費(fèi)以及苛刻的運(yùn)行條件用使其推廣應(yīng)用受到限制。

直接處理法和化學(xué)處理法都是投資、運(yùn)行費(fèi)用非常高的處理技術(shù)，限制了其推廣應(yīng)用。相比之下，采用生物氧化法進(jìn)行處理，其投資、運(yùn)行費(fèi)用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，具有較好的技術(shù)價(jià)值。

生物氧化法是首先將堿渣進(jìn)行適度的稀釋(10～20倍)，控制硫化物在1000～3000mg/L，中和后，利用特殊的生物反應(yīng)器，使硫細(xì)菌、降解油類(lèi)菌、光合細(xì)菌等在生物反應(yīng)器中形成生物氧化床，通過(guò)生物的作用，利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚，從而達(dá)到堿渣預(yù)處理的目的。生物氧化法具有運(yùn)行成本低、條件溫和、處理效率高、操作穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)。但由于高濃度的硫化物和酚類(lèi)污染物對(duì)廢水常規(guī)生化處理系統(tǒng)中的微生物有毒害作用，使常規(guī)生化處理工藝的處理難度極大。因此必須采用適宜工藝消除硫化物和酚類(lèi)污染物對(duì)常規(guī)微生物的抑制作用。硫化物和酚類(lèi)是可生化降解的污染物，這些污染物都具備較強(qiáng)的生物氧化性，可以在特定條件下培養(yǎng)馴化大量高效專(zhuān)用的降解菌，如硫細(xì)菌和噬酚菌，使硫化物和酚類(lèi)污染物可以在常溫、常壓下通過(guò)簡(jiǎn)單的生物處理方式降解。

目前現(xiàn)有的處理技術(shù)使用成本很高，高昂的水處理費(fèi)已成為煉化企業(yè)的一項(xiàng)嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。因此，開(kāi)發(fā)具有高效、低成本的技術(shù)對(duì)我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種煉油廠(chǎng)堿渣廢水的處理系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

用于處理煉油廠(chǎng)堿渣廢水的內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理系統(tǒng)由廢堿儲(chǔ)罐、反硝化單元、一級(jí)生化單元、二級(jí)生化單元、臭氧催化氧化單元和硝化單元依次連接。所述的反硝化單元為反硝化反應(yīng)器，所述的一級(jí)生化單元為內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器，所述的二級(jí)生化單元由曝氣生物濾池組成，所述的臭氧催化氧化單元為臭氧催化反應(yīng)器，所述的硝化單元為硝化反應(yīng)器。在廢堿儲(chǔ)罐與反硝化反應(yīng)器連接的管路上設(shè)有一回流管路，該回流管路與硝化反應(yīng)器連接。

進(jìn)一步的，所述的反硝化反應(yīng)器包括：反應(yīng)器本體、進(jìn)水管Ⅰ、出水管Ⅰ、過(guò)水篩板Ⅰ、生物濾料、反沖洗布?xì)夤堋⒎聪趸貉h(huán)泵、反硝化液循環(huán)管道、溢流堰槽。所述進(jìn)水管Ⅰ位于反應(yīng)器一側(cè)底部，在過(guò)水篩板的表面裝有生物濾料，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。總混合污水由位于底部的進(jìn)水管進(jìn)入反硝化反應(yīng)器，采用下進(jìn)上出的方式通過(guò)頂部的出水管流出。反硝化液循環(huán)泵與循環(huán)液進(jìn)水管、循環(huán)液出水管連接，目的是使污水與兼氧微生物充分?jǐn)嚢杌旌稀?/p>

進(jìn)一步的，所述的內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、進(jìn)水管Ⅱ、出水管Ⅱ、排泥管、曝氣頭、曝氣頭固定套筒、曝氣支管、上升筒、上升筒固定套筒、錐形組合件A、錐形組合件B、錐底鋼結(jié)構(gòu)、溢流堰槽和尾氣排放口。錐底鋼結(jié)構(gòu)位于反應(yīng)器底部與排泥管相連接，與錐底鋼結(jié)構(gòu)連接的底板上環(huán)形分布上升筒固定套筒，在上升筒固定套筒內(nèi)設(shè)有曝氣頭固定套筒。上升筒上端敞口，下端插入上升筒固定套筒，通過(guò)螺栓固定。曝氣頭底部插入曝氣頭固定套筒，曝氣頭頂端與曝氣支管連接。溢流堰槽設(shè)在反應(yīng)器頂部，圍繞反應(yīng)器本體一圈固定，該溢流堰槽環(huán)形槽寬150mm，可以設(shè)在內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器本體內(nèi)部或外部。

進(jìn)一步的，錐形組合件分為上下兩部分，上部分為錐形組合件A，該結(jié)構(gòu)的底部為錐角 18°的倒喇叭形，中部為直筒形，頂部為錐角30°正喇叭形，喇叭口上有固定封蓋；下部分為錐形組合件B，由兩個(gè)倒喇叭形組成，兩個(gè)喇叭口呈90°沿內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器內(nèi)壁敷設(shè)一圈。

進(jìn)一步的，所述的曝氣生物濾池由曝氣生物濾池本體、進(jìn)水管Ⅲ、出水管Ⅲ、曝氣管、生物濾料B、反沖洗進(jìn)氣管A、反沖洗進(jìn)水管A、反沖洗出水管A、過(guò)水篩板Ⅱ、尾氣排放管。在曝氣生物濾池下部設(shè)有曝氣管、進(jìn)水管Ⅲ、反沖洗進(jìn)水管A、反沖洗進(jìn)氣管A，在曝氣生物濾池上部設(shè)有出水管Ⅲ、反沖洗出水管A。在曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)有過(guò)水篩板，在過(guò)水篩板的表面裝有生物濾料B，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。

進(jìn)一步的，所述的臭氧催化反應(yīng)器包括臭氧催化反應(yīng)器本體、進(jìn)水管Ⅳ、出水管Ⅳ、反沖洗出水管B、臭氧進(jìn)氣管、反沖洗進(jìn)水管B、反沖洗進(jìn)氣管B、負(fù)載型臭氧催化劑、陶瓷球墊層、過(guò)水篩板3、卸料口和尾氣排放口。在本體的一側(cè)設(shè)有反沖洗出水管B、臭氧進(jìn)氣管、進(jìn)水管Ⅳ和反沖洗進(jìn)氣管B；在本體的另一側(cè)設(shè)有出水管Ⅳ、卸料口和反沖洗進(jìn)水管B；臭氧進(jìn)氣管、反沖洗進(jìn)水管B和反沖洗進(jìn)氣管B的開(kāi)孔均為向下傾斜45°錯(cuò)位對(duì)開(kāi)，在過(guò)水篩板的表面從下至上依次填裝陶瓷球和負(fù)載型臭氧催化劑，為達(dá)到更好的效果，所述的過(guò)水篩板上從下至上分別裝填直徑50mm、30mm、10mm的陶瓷球，然后裝填負(fù)載型臭氧催化劑，填料裝填高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。臭氧催化氧化塔頂端設(shè)有尾氣排放口，下端設(shè)有卸料口。

進(jìn)一步的，所述硝化反應(yīng)器包括硝化反應(yīng)器本體、進(jìn)水管Ⅴ、出水管Ⅴ、曝氣管、過(guò)水篩板Ⅳ、生物濾料C、反沖洗進(jìn)水管C、反沖洗出水管C、反沖洗進(jìn)氣管C、硝化液回流管及尾氣排放管，在過(guò)水篩板Ⅳ的表面裝有生物濾料C，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。硝化單元也需要提供曝氣風(fēng)，以提供反應(yīng)器內(nèi)好氧微生物所需的溶解氧，硝化反應(yīng)器頂端設(shè)有尾氣排放管。

進(jìn)一步的，所述的硝化單元的出水管與廢堿液電解氧化裝置或與含油污水系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步的，在廢堿儲(chǔ)罐與反硝化反應(yīng)器連接管路上設(shè)有堿渣計(jì)量泵、稀釋水計(jì)量泵、酸液計(jì)量泵、營(yíng)養(yǎng)鹽計(jì)量泵和硝化液回流泵。

進(jìn)一步的，反硝化單元、一級(jí)生化單元、二級(jí)生化單元和臭氧催化氧化單元的尾氣排放裝置與尾氣系統(tǒng)連接。

本實(shí)用新型將反硝化厭氧反應(yīng)器、一級(jí)生化內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器、二級(jí)生化反應(yīng)器和臭氧催化氧化反應(yīng)器耦合，組成一體化一次達(dá)標(biāo)的聯(lián)合處理裝置，實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理，其工作原理是：高濃度堿渣廢水通過(guò)大回流稀釋后，進(jìn)行生物氧化及高級(jí)氧化工藝的處理，將廢水中的難降解有機(jī)物(特別的生物抑制劑)氧化分解，降低廢水的生物毒性，提高可生化性能，氧化出水一部分作為原水稀釋水控制進(jìn)入生化工藝裝置污染物濃度，另一部分達(dá)標(biāo)外排。

該工藝組合采用的核心在于將生化技術(shù)和氧化技術(shù)耦合起來(lái)協(xié)同處理廢水，可生化污染物采用生物技術(shù)處理，難生化或抗生化污染物采用氧化方式處理，使系統(tǒng)充分發(fā)揮了生化工藝的優(yōu)勢(shì)，降低了投資和運(yùn)行成本，并可根據(jù)原水水質(zhì)情況靈活控制生化進(jìn)水濃度和氧化程度，降低了裝置運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理工藝作為煉油廠(chǎng)堿渣廢水的處理技術(shù)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是成本低，與其他處理堿渣的方法比較，無(wú)論再投資成本上，還是運(yùn)行成本方面，費(fèi)用更低。該處理工藝是一種利用特殊生化反應(yīng)器培養(yǎng)馴化硫細(xì)菌和噬酚菌，針對(duì)石油煉制和石油化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢堿渣(汽油、柴油、液態(tài)烴等堿渣)開(kāi)發(fā)的一種新工藝，本工藝可以大幅度減輕污水處理場(chǎng)的進(jìn)水負(fù)荷，能夠有效地氧化處理煉油廠(chǎng)廢堿液，保證了現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)適宜的條件處理，還可將廢水中硫化物以單質(zhì)硫的形式回收，從而消除堿渣廢水中硫化物和酚類(lèi)污染物的危害。此外，內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合工藝處理煉油廠(chǎng)堿渣具有條件溫和、能耗低、投資少、無(wú)化學(xué)污泥、處理效率高、操作穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)，因而在堿渣廢水的處理方法中，內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理工藝是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的方法。

(2)活性污泥中的微生物在降解有機(jī)污染物時(shí)需要多種有機(jī)、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，本工藝中，使用的營(yíng)養(yǎng)配方僅需磷酸二氫鈉，不僅增強(qiáng)了微生物再高濃度環(huán)境下的生長(zhǎng)適應(yīng)性，對(duì)活性污泥的生長(zhǎng)有極好的營(yíng)養(yǎng)促進(jìn)作用，而且在成本花費(fèi)上更低。通過(guò)對(duì)菌種的不斷培養(yǎng)和馴化，得出了成熟的處理堿渣廢水的菌種。通過(guò)內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合工藝處理后的煉油廠(chǎng)堿渣廢水，達(dá)到了規(guī)定的排放要求。

(3)本實(shí)用新型的處理裝置采用大高徑比設(shè)計(jì)，具有占地面積少、基建費(fèi)用低、設(shè)計(jì)緊湊的特點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，大幅降低生產(chǎn)成本；在運(yùn)行中，裝置的空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高，氧轉(zhuǎn)移率高達(dá)50％以上，裝置生化部分的空氣紊流剪切作用強(qiáng)烈，形成的污泥顆粒細(xì)碎，微生物密度大，生化反應(yīng)程度高而剩余污泥量少；在管理上，生化環(huán)境抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行平穩(wěn)、人工干預(yù)操作量少、自動(dòng)化程度高，高濃有機(jī)廢水一次達(dá)標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理工藝流程圖；

圖2為反硝化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖

圖5為臭氧催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為硝化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1.1、進(jìn)水管Ⅰ，1.2、出水管Ⅰ，1.3、過(guò)水篩板Ⅰ，1.4、生物濾料A，1.5、反沖洗布?xì)夤埽?.6、反硝化液循環(huán)泵，1.7、反硝化液循環(huán)管道，1.8、溢流堰板，2.1、進(jìn)水管Ⅱ，2.2、出水管Ⅱ，2.3、排泥管，2.4、曝氣頭，2.5、曝氣頭固定套筒，2.6、曝氣支管， 2.7、上升筒，2.8、上升筒固定套筒，2.9、錐形組合件A，2.10、錐形組合件B，2.11、錐底鋼結(jié)構(gòu)，2.12、溢流堰槽，2.13、尾氣排放口，3.1、進(jìn)水管Ⅲ，3.2、出水管Ⅲ，3.3、曝氣管，3.4、生物濾料B，3.5、反沖洗進(jìn)氣管A，3.6、反沖洗進(jìn)水管A，3.7、反沖洗出水管 A，3.8、過(guò)水篩板Ⅱ，3.9、尾氣排放管，4.1、進(jìn)水管Ⅳ，4.2、出水管Ⅳ，4.3、反沖洗出水管B，4.4、臭氧進(jìn)氣管，4.5、反沖洗進(jìn)水管B，4.6、反沖洗進(jìn)氣管B，4.7、負(fù)載型臭氧催化劑，4.8、陶瓷球墊層，4.9、過(guò)水篩板Ⅲ，4.10、卸料口，4.11、尾氣排放口，5.1、進(jìn)水管Ⅴ，5.2、出水管Ⅴ，5.3、曝氣管，5.4、過(guò)水篩板Ⅳ，5.5、生物濾料C，5.6、反沖洗進(jìn)水管C，5.7、反沖洗出水管C，5.8、反沖洗進(jìn)氣管C，5.9、硝化液回流管，5.10、尾氣排放管。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，如無(wú)特殊說(shuō)明，本實(shí)用新型所涉及化學(xué)試劑均市售可得。

實(shí)施例1

如圖1-6所示，用于處理煉油廠(chǎng)堿渣廢水的內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理系統(tǒng)由廢堿儲(chǔ)罐、反硝化反應(yīng)器、兩座內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器、硝化反應(yīng)器、臭氧催化反應(yīng)器和硝化反應(yīng)器。廢堿儲(chǔ)罐與反硝化反應(yīng)器連接，在廢堿儲(chǔ)罐與反硝化反應(yīng)器連接管路上設(shè)有堿渣計(jì)量泵、稀釋水計(jì)量泵、酸液計(jì)量泵、營(yíng)養(yǎng)鹽計(jì)量泵和硝化液回流泵。兩座內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器并聯(lián)設(shè)置，反硝化反應(yīng)器通過(guò)管路分別與內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器連接，內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器與曝氣生物濾池連接，曝氣生物濾池與臭氧催化氧化反應(yīng)器連接，臭氧催化氧化反應(yīng)器與硝化反應(yīng)器連接，該組合處理系統(tǒng)還包括曝氣單元、反沖洗單元和輔助單元。所述曝氣單元采用一臺(tái)風(fēng)量4m³/min、功率11kw的羅茨風(fēng)機(jī)，為一級(jí)生化單元、二級(jí)生化單元及硝化單元曝氣，曝氣管道直徑為DN100。反沖洗單元主要使沉積在濾料顆粒上的懸浮固體脫落并清除掉，使濾料保持清潔，采用氣水聯(lián)合反沖洗的方式對(duì)二級(jí)生化單元、臭氧催化氧化單元及硝化單元進(jìn)行反沖洗。輔助單元內(nèi)裝有堿渣、稀釋水、98％硫酸、4％wt磷酸二氫鈉四種液體通過(guò)計(jì)量泵進(jìn)行投加。

所述的反硝化反應(yīng)器的進(jìn)水管Ⅰ1.1位于反應(yīng)器一側(cè)底部，出水管Ⅰ1.2位于反應(yīng)器同側(cè)的頂部，所述反沖洗布?xì)夤?.5、反硝化循環(huán)泵1.6和反硝化液循環(huán)管道1.7位于反應(yīng)器的另一側(cè)。在過(guò)水篩板Ⅰ1.3的表面裝有生物濾料A 1.4，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。總混合污水由位于底部的進(jìn)水管進(jìn)入反硝化反應(yīng)器，采用下進(jìn)上出的方式通過(guò)頂部的出水管流出。反硝化液循環(huán)泵1.6與循環(huán)液進(jìn)水管、循環(huán)液出水管連接，目的是使污水與兼氧微生物充分?jǐn)嚢杌旌稀?/p>

所述的內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、進(jìn)水管Ⅱ2.1、出水管Ⅱ2.2、排泥管2.3、曝氣頭2.4、曝氣頭固定套筒2.5、曝氣支管2.6、上升筒2.7、上升筒固定套筒2.8、錐形組合件A2.9、錐形組合件B 2.10、錐底鋼結(jié)構(gòu)2.11、溢流堰槽2.12和尾氣排放口2.13。在內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管Ⅱ2.1。錐底鋼結(jié)構(gòu)2.11位于反應(yīng)器底部與排泥管2.3 相連接，與錐底鋼結(jié)構(gòu)2.11連接的底板上環(huán)形分布上升筒固定套筒2.8，在上升筒固定套筒 2.8內(nèi)設(shè)有曝氣頭固定套筒2.5。上升筒2.7上端敞口，下端插入上升筒固定套筒2.8，通過(guò)螺栓固定。曝氣頭2.4底部插入曝氣頭固定套筒2.5，曝氣頭2.4頂端與曝氣支管2.6連接。溢流堰槽2.12設(shè)在反應(yīng)器頂部，圍繞反應(yīng)器本體一圈固定，該溢流堰槽2.12環(huán)形槽寬150mm 左右，可以設(shè)在內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器本體內(nèi)部或外部。在溢流堰槽2.12的下方設(shè)有出水管Ⅱ2.2。錐形組合件分為上下兩部分，上部分為錐形組合件A2.9，該結(jié)構(gòu)的底部為錐角18°的倒喇叭形，中部為直筒形，頂部為錐角30°正喇叭形，喇叭口上有固定封蓋；下部分為錐形組合件B 2.10，由兩個(gè)倒喇叭形組成，兩個(gè)喇叭口呈90°沿內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器內(nèi)壁敷設(shè)一圈。頂部設(shè)有尾氣排放口2.13。

所述的曝氣生物濾池的一側(cè)的下部設(shè)有曝氣管3.3，在曝氣生物濾池同側(cè)的上部設(shè)有出水管Ⅲ3.1、反沖洗出水管A3.7，在曝氣生物濾池另一側(cè)的下部設(shè)有進(jìn)水管Ⅲ3.2、反沖洗進(jìn)水管A3.6、反沖洗進(jìn)氣管A3.5。在曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)有過(guò)水篩板Ⅱ3.8，在過(guò)水篩板Ⅱ3.8 的表面裝有生物濾料B 3.4，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。

所述的臭氧催化反應(yīng)器的一側(cè)設(shè)有反沖洗出水管B 4.3、臭氧進(jìn)氣管4.4、進(jìn)水管Ⅳ4.1 和反沖洗進(jìn)氣管B 4.6；在本體的另一側(cè)設(shè)有出水管Ⅳ4.2、反沖洗進(jìn)水管B 4.5和卸料口4.10；臭氧進(jìn)氣管4.4、反沖洗進(jìn)水管B 4.5和反沖洗進(jìn)氣管B 4.6的開(kāi)孔均為向下傾斜45°錯(cuò)位對(duì)開(kāi)，在過(guò)水篩板Ⅲ4.9的表面從下至上依次填裝陶瓷球和負(fù)載型臭氧催化劑，為達(dá)到更好的效果，所述的過(guò)水篩板Ⅲ4.9上從下至上分別裝填直徑50mm、30mm、10mm的陶瓷球，然后裝填負(fù)載型臭氧催化劑，填料裝填高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。臭氧催化反應(yīng)器頂端設(shè)有尾氣排放口4.11。

所述硝化反應(yīng)器的一側(cè)設(shè)有硝化液回流管5.9、曝氣管5.3、反沖洗出水管C 5.7和出水管Ⅴ5.2，在硝化反應(yīng)器的另一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管Ⅴ5.1、反沖洗進(jìn)氣管C 5.8和反沖洗進(jìn)水管C 5.6，硝化液回流管5.9通過(guò)管道連接在廢堿液罐與反硝化單元之間的管路上，在硝化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有過(guò)水篩板Ⅳ5.4，在過(guò)水篩板Ⅳ5.4的表面裝有生物濾料C 5.5，填裝高度根據(jù)處理能力另行計(jì)算。硝化單元也需要提供曝氣風(fēng)，以提供反應(yīng)器內(nèi)好氧微生物所需的溶解氧，硝化反應(yīng)器頂端設(shè)有尾氣排放管5.10。

應(yīng)用例

中國(guó)石油寧夏石化公司堿渣廢水處理項(xiàng)目是采用本實(shí)用新型的裝置和方法運(yùn)用內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理工藝成功將堿渣廢水處理達(dá)標(biāo)。

1、工程概況

本工程堿渣廢水水量為500t/a，設(shè)計(jì)水量為0.06m³/h。

2、水質(zhì)特征

寧夏石化煉油廠(chǎng)堿渣主要來(lái)自常減壓、催化生產(chǎn)的初常頂油和催化汽油、催化柴油等油品用堿液進(jìn)行堿洗后的廢液，因被洗的產(chǎn)品不同，堿渣的性質(zhì)也不同，通常COD在 70000mg/L左右，屬于高濃度難降解污染源，必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理，以確?？偝隹谖鬯欧胚_(dá)標(biāo)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1。

表1中國(guó)石油寧夏石化堿渣廢水處理項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

主要流程及工藝參數(shù)：

堿渣經(jīng)稀釋后加入硫酸與回流水混合(pH＝8.5～10.5，COD≈2600mg/L)首先進(jìn)入反硝化反應(yīng)器，反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮(N₂)或一氧化二氮(N₂O)。在pH為中性至弱堿性的厭氧環(huán)境中，氮?dú)?N₂)是主要產(chǎn)物。通過(guò)反硝化細(xì)菌的作用，混合廢水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴱膹U水中溢出。同時(shí)為使罐內(nèi)堿渣、稀釋水、硫酸、回流硝化液、營(yíng)養(yǎng)鹽的充分混合，設(shè)計(jì)增加一臺(tái)反硝化液循環(huán)泵(Q＝4m3/h)，以幫助各組分液體混合并制造良好厭氧環(huán)境。反硝化單元出水分流兩路平行進(jìn)入一級(jí)生化裝置，一級(jí)生化由兩座內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)。兩座罐并聯(lián)運(yùn)行，每座內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器需提供曝氣風(fēng) (風(fēng)量≥1.0Nm3/min，風(fēng)壓≥0.0588MPa)以提供罐內(nèi)微生物所需的溶解氧。

二級(jí)生化單元曝氣生物濾池內(nèi)部裝有12m³中等粒徑的火山巖濾料，頂部密封并裝有尾氣收集裝置。二級(jí)生化罐曝氣風(fēng)(風(fēng)量≥0.60Nm³/min，風(fēng)壓≥0.0588MPa)以提供罐內(nèi)微生物所需的溶解氧。二級(jí)生化單元出水自流進(jìn)入臭氧催化反應(yīng)器，臭氧催化反應(yīng)器內(nèi)部裝有二氧化錳顆粒催化劑，臭氧來(lái)自寧夏石化污水處理廠(chǎng)區(qū)臭氧發(fā)生器，臭氧產(chǎn)量為3kg/h，臭氧濃度為20～30mg/L。臭氧投加量為300g/h～500g/h。硝化反應(yīng)器內(nèi)部裝有12m³小粒徑的火山巖濾料。硝化反應(yīng)器曝氣風(fēng)(風(fēng)量≥0.60Nm³/min，風(fēng)壓≥0.0588MPa)。

經(jīng)本實(shí)用新型裝置和方法處理后的廢堿及出水指標(biāo)如表2所示。

表2廢堿指標(biāo)及系統(tǒng)出水指標(biāo)

該應(yīng)用例證實(shí)本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)內(nèi)循環(huán)微梯度生物氧化組合處理工藝采用自然馴化微生物技術(shù)，無(wú)需投加特殊菌種。

(2)氣升式曝氣技術(shù)增強(qiáng)了污水與生物體之間介質(zhì)的交換，提高了反應(yīng)器的處理效能。

(3)微梯度生化環(huán)境技術(shù)——廢水進(jìn)入反應(yīng)器后，原水和經(jīng)處理廢水由氣力提升裝置混合并形成混合水流，在反應(yīng)器內(nèi)部形成微濃度梯度，強(qiáng)大的循環(huán)流與氣升空氣在反應(yīng)器內(nèi)形成微氣泡，形成非常強(qiáng)的湍流，將空氣、廢水和微生物充分地混合在一起，使不同相物質(zhì)間的傳遞達(dá)到極大化。當(dāng)高濃度廢水進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)，使原水在瞬間得到比例混合，使整個(gè)池內(nèi)的污染物濃度梯度大幅度降低，這樣便有效地避免了微生物遭受有機(jī)物或有毒物質(zhì)的沖擊，從而為微生物生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的環(huán)境。

本實(shí)用新型能夠有效穩(wěn)定去除堿渣中大部分COD，減輕后續(xù)普通生化處理工藝的處理負(fù)荷，提高整個(gè)污水處理場(chǎng)的抗沖擊能力，出水水質(zhì)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低，必將在煉油石化行業(yè)的堿渣高濃度污水處理的領(lǐng)域中得到較廣泛的應(yīng)用。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。