1.本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种污水组合处理系统及方法。
背景技术：
2.变压器油大多采用矿物绝缘油，是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到的纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物，主要由三种烃类组成，主要成分为环烷烃(约占80％)，其它的为芳香烃和烷烃，具有绝缘、散热、消弧等作用。变压器事故油池在检修后或者降雨过后，存在一定的积水和杂质，如果直接排放，势必会加重水体污染，恶化生态环境，因此需要找到一种合适的
污水处理方法，开发相应的技术和装备，解决上述问题。但是目前，事故油池中含变压器油的污水深度处理的方法目前还是一个难点，尚缺少针对性强，技术效果突出，成本低廉的工艺技术。
3.含变压器油废水一般会采用物理分离、生物降解、生物膜过滤反应和化学氧化等方法或上述方法的组合方法，变压器油的相对密度约为0.895，与水接近，重力分离较为困难，生物方法和膜技术成本高昂，难以直接应用，变压器油不含有长链烯烃和炔烃，容易被臭氧氧化，但是臭氧氧化会产生臭氧尾气，造成污染。
4.发明专利202110286454.x提供了一种事故油池污染物综合处理方法，利用低压饱和蒸汽清洗排油管道，排放的废水经重力分离后，进入
固废处理系统。该方法虽然是全过程处理，但只涉及了过滤、吸附、离心等物理反应，过滤、吸附方法需要高成本的过滤装置，涉及活性炭、滤网、滤膜等耗材更换或损坏，要深度去除污水里的石油类污染物以达到足够低的排放标准成本巨大。
5.发明专利202021290860.0提供了变压器事故油池油水分离系统，包括预处理单元及油水分离装置，通过过滤器、吸油滤芯、油水曝气槽等装置降低污水含油率。分级过滤工艺复杂，曝气技术能源利用率低，吸油滤芯等物理吸附方法需要耗材量大，总体成本高昂。
技术实现要素：
6.本发明的目的是针对现有变电站事故油池污水排放不达标，处理难度大，工艺复杂成本高的问题，提出一种污水组合处理的方法及装置，通过撇油器降低了化学氧化的处理量，空化器实现水力空化，通过水力空化-臭氧联用强化了臭氧对变压器油的氧化脱除效果，同时利用气液分离罐和臭氧消灭器最大程度地避免了臭氧对环境的污染。
7.本发明的技术方案：
8.一种污水组合处理系统,包括油池、撇油器、离心泵、空化器、臭氧发生器、气液分离罐以及臭氧尾气消灭器，所述撇油器用于去除油池的液面浮油，油池连接到离心泵，空化器与离心泵出口相连，空化器的底部与臭氧发生器的臭氧出口相连，空化器的顶部与气液分离罐相连，气液分离罐与臭氧尾气消灭器相连，气液分离罐的液相出口通入油池。
9.所述离心泵和油池之间设置有过滤器。
10.所述过滤器为反冲洗过滤器，过滤精度100微米以下。
uv联用技术，对提升污水的臭氧氧化除油率效果显著；另一方面臭氧制备便捷、成本可控。
32.当事故油池含油浓度较高时，臭氧处理成本飙升，因此物理分离作为化学氧化处理的前处理变得十分必要。撇油器也叫做除油机，是一种除油的设备，适用于室内/外大中型污水处理池，同时也适用于某些场合的临时应急除油，对污水池表面漂浮油污去除，保证水的清洁度，避免污染环境有较好的效果，其结构简单、安装操作方便、通用性强，物理分离，无化学污染，是比较理想的含油污水前处理手段。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过撇油器降低了化学氧化的处理量，空化器实现含油污水的水力空化效应，通过水力空化-臭氧联用强化了臭氧对变压器油的氧化脱除效果，同时利用气液分离罐和臭氧消灭器最大程度地避免了臭氧对环境的污染，成本较低，效果突出，是一种理想的事故油池污水的处理工艺。
附图说明
34.图1为本发明的实施例1整体结构示意图。
35.图2为本发明的实施例2整体结构示意图。
36.图3为本发明的实施例3整体结构示意图。
37.图4为本发明的脱油浓度-效率曲线。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.如图1所示，实施例1，一种污水组合处理系统，包括油池1、撇油器2、过滤器3、离心泵4、空化器、臭氧发生器7、气液分离罐9以及臭氧尾气消灭器10，所述撇油器2设置于事故油池1的上方，油池1底部与过滤器3进口相连，离心泵4与过滤器3出口相连，空化器与离心泵4出口相连，空化器底部与臭氧发生器7的臭氧出口相连，空化器顶部与气液分离罐9相连，气液分离罐9与臭氧尾气消灭器10相连，气液分离罐9的液相出口通入油池1。
40.所述空化器与离心泵4出口之间还设置有调节阀门5-1，空化器设置有一个或多个，多个空化器并联形成空化器组，每个空化器气液混合物出口和气相入口均单独设置调节阀门，通过调节阀门调节气液比并强化空化效应。多个空化器并联形成空化器组具有共同的液相进口和共同的气相进口，液相经过调节阀门5-1后分别进入每个空化器；气相经由共同的气相进口进入，再经每个空化器单独设置调节阀门后进入空化器。气液混合物经每个空化器的气液混合物出口排出，在经过单独设置调节阀门后经共通的管路输送至气液分离罐9。
41.所述空化器采用旋流文丘里空化器。
42.在一可选实施例中，空化器组的空化器分别为空化器6-1，空化器6-2和空化器6-3，空化器6-1的气相入口设置调节阀门5-2，空化器6-2的气相入口设置调节阀门5-3，空化器6-3的气相入口设置调节阀门5-4，空化器6-1的液相出口设置调节阀门5-6，空化器6-2的液相出口设置调节阀门5-7，空化器6-3的液相出口设置调节阀门5-8。
43.所述气液分离罐9顶部设置排气阀5-9，臭氧发生器7和空化器间设置止回阀5-5，防止气源11关闭时发生回流。
44.如图2，实施例2，所述空化器与气液分离罐9相连的管道中设置有透明管道，在透明管道外设置紫外光灯管8，紫外光灯管8发射的紫外光照射透明管道。
45.所述气源11为氧气源或空气源，当气源11为氧气源时，选择氧气瓶或psa制氧机提供氧气。
46.如图3，实施例3，当气源11为空气源时，采用压缩机/离心风机12提供空气，压缩机/离心风机12与臭氧发生器7之间设置干燥器13。
47.实施例1或2或3中，所述过滤器3为反冲洗过滤器，过滤精度100微米以下。
48.所述气液分离罐9为重力式或折流式气液分离装置。所述臭氧尾气消灭器10为加热式或催化式装置。
49.如图1所示，一种污水组合处理的方法,包括以下具体步骤：
50.利用撇油器2去除油池1的液面浮油，得到含乳化油的含油污水；
51.通过离心泵4将含油污水加压通入一个或多个空化器中，氧气从气源11进入臭氧发生器7，在高压电作用下转化成臭氧气体，并从一个或多个空化器底部通入，含油污水在一个或多个空化器中与臭氧进行反应，将含油污水中的变压器油转化为二氧化碳和水，得到臭氧-水-油混合物；
52.初步反应的臭氧-水-油混合物的含油污水回到油池1，未溶解的过量臭氧通过气液分离罐9分离后，排入臭氧尾气消灭器10；
53.油池1的含油污水循环处理，直到所有变压器油污染物被氧化完全为止。
54.如图2所示，所述臭氧-水-油混合物在回到油池1之前还经过紫外光灯管8发射的紫外光照射，在光催化条件下进一步反应。
55.所述气源(11)输出的氧气体积和离心泵(4)输入的含油污水流量的体积流量比为0.4-0.8。
56.本发明在经过广泛而深入的研究之后发现，变压器油相对密度约为0.895，与水接近，重力分离较为困难，生物方法和膜技术成本高昂，难以直接应用，但是分析成分发现变压器油不含有长链烯烃和炔烃，容易被臭氧氧化。另外，在事故油池上方增加撇油器能够除去高浓度分层形态的变压器油，在油池出口连接反冲洗过滤器可除去杂质，避免复杂的油池状况对空化器的影响，在臭氧发生器与离心泵之间增加空化器组合通过物理过程强化臭氧氧化过程，并在空化器组合上方增加uv灯管照射，可以很好地起到催化氧化分解的作用，最后通过气液分离器和臭氧尾气消灭器去除残余臭氧量，本发明得以完成。
57.下面结合具体应用实例进一步阐述本发明，但是该应用实例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。
58.应用实例：某变电站事故油池废水的污水处理系统
59.按照本发明的方法，针对事故油池内25#变压器油污染废水的无害化处理问题，通过结合物理分离和化学氧化除油，实现废水处理量达20吨/天，石油类含量达到石油化学工业污染物的一级排放标准。污染物主要成分为烷烃(c17以上的成份)，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物，其性质见表1。
60.表1：污染物性质
[0061][0062][0063]
实施过程
[0064]
事故油池浓度为25％(v)，因此先用安装在油池上方的撇油器把含有高浓度变压器油的废水处理到100ppm以下，完成后将油池内污水通过管路与反冲洗过滤器3相连，去除水体悬浮物、颗粒物，降低水的浑浊度净化水质，其过滤精度100微米以下，反冲洗过滤器3出口与离心泵4连通，臭氧发生器气源进口连接氧气瓶，然后在污水循环流量12m3/h情况下，调节氧气进气量为10m3/h，臭氧发生器电压220v和电流60.8a操作条件下(臭氧浓度约60mg/l)，将臭氧由离心泵4流进旋流空化器组6，空化效应强化了臭氧的氧化效果，使得污水在装置充分旋转分散液滴，臭氧从旋流文丘里空化器下方通入，可以使气流由粗变细，达到加快流速的效果，气液两相在旋流文丘里中充分离散以更小的单元进行氧化反应，空化过程产生高温高压和高速激波，强化了臭氧的氧化反应过程，加快了反应速率，最终污水方便快捷的达到工业污水排放标准。参见图4，本实施例在系统开启后能在10小时内把20吨的含油废水处理到5ppm以内。
[0065]
为保证现场环境安全，在置于上方的气液分离罐把处理后的水排回事故油池，残余的臭氧通入臭氧消除器进行处理。
[0066]
本发明的污水组合处理的方法及装置，结合水力空化-uv强化臭氧除油的工艺方法，先通过物理方法去除浮油和杂质，然后利用水力空化和uv光催化强化污水中石油类污染物的臭氧高级氧化过程，在提升臭氧溶解度和降低臭氧投入浓度、降低运行成本的同时，提高臭氧对污染物的脱除效率，达到石油化学工业污染物的一级排放标准。
[0067]
本发明的优点在于通过旋流过程分散液滴强化变压器油与臭氧反应过程，提出了旋流空化组合的除油流程，可以快速有效的除去水中的变压器油，使其能达到工业废水排放标准，减少环境污染，为工厂节省污染排放费用节约成本，是绿色环保、前景广阔的工艺流程。
[0068]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。技术特征：
1.一种污水组合处理系统,其特征在于,包括油池(1)、撇油器(2)、离心泵(4)、空化器、臭氧发生器(7)、气液分离罐(9)以及臭氧尾气消灭器(10)，所述撇油器(2)用于去除油池(1)的液面浮油，油池(1)连接到离心泵(4)，空化器与离心泵(4)出口相连，空化器的底部与臭氧发生器(7)的臭氧出口相连，空化器的顶部与气液分离罐(9)相连，气液分离罐(9)与臭氧尾气消灭器(10)相连，气液分离罐(9)的液相出口通入油池(1)。2.根据权利要求1所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述离心泵(4)和油池(1)之间设置有过滤器(3)。3.根据权利要求2所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述过滤器(3)为反冲洗过滤器，过滤精度100微米以下。4.根据权利要求1所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述空化器与气液分离罐(9)相连的管道中设置有透明管道，在透明管道外设置紫外光灯管(8)，紫外光灯管(8)发射的紫外光照射透明管道。5.根据权利要求1-4任一所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述空化器设置有一个或多个，若空化器为多个，多个空化器并联形成空化器组，每个空化器的气液混合物出口和气相入口均单独设置调节阀门，通过调节阀门调节气液比。6.根据权利要求5所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述空化器采用旋流文丘里空化器。7.根据权利要求5所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述空化器与离心泵(4)出口之间还设置有调节阀门(5-1)。8.根据权利要求5所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述气液分离罐(9)与臭氧尾气消灭器(10)相连的管路上设置排气阀(5-9)；和/或，臭氧发生器(7)和一个或多个空化器之间设置防止气源(11)关闭时发生回流的止回阀(5-5)。9.根据权利要求5所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述气液分离罐(9)为重力式或折流式气液分离装置；和/或，所述臭氧尾气消灭器(10)为加热式或催化式装置。10.根据权利要求5所述的一种污水组合处理系统，其特征在于,所述气源(11)为氧气源或空气源，当气源(11)为氧气源时，选择氧气瓶或psa制氧机提供氧气；当气源(11)为空气源时，采用压缩机/离心风机(12)提供空气，压缩机/离心风机(12)与臭氧发生器(7)设置干燥器(13)。11.一种污水组合处理方法，其特征在于,包括以下具体步骤：利用撇油器(2)去除油池(1)的液面浮油，得到含乳化油的含油污水；通过离心泵(4)将含油污水加压通入空化器中，氧气或空气从气源(11)进入臭氧发生器(7)转化成臭氧气体，并从空化器底部通入，含油污水在空化器中与臭氧进行反应，将含油污水中的变压器油转化为二氧化碳和水，得到臭氧-水-油混合物；初步反应的臭氧-水-油混合物的含油污水回到油池(1)，未溶解的过量臭氧通过气液分离罐(9)分离后，排入臭氧尾气消灭器(10)；油池(1)的含油污水循环处理，直到所有变压器油污染物被氧化完全为止。12.根据权利要求11所述的一种污水组合处理方法，其特征在于,所述臭氧-水-油混合
物在回到油池(1)之前还经过紫外光灯管(8)发射的紫外光照射，在光催化条件下进一步反应。13.根据权利要求11所述的一种污水组合处理方法，其特征在于,所述气源(11)输出的氧气体积和离心泵(4)输入的含油污水流量的体积流量比为0.4-0.8。
技术总结
本发明提供一种污水组合处理系统及方法，方法包括利用撇油器去除油池的液面浮油，得到含乳化油的含油污水；通过离心泵将含油污水加压通入空化器中，含油污水在空化器中与臭氧进行反应；反应的臭氧-水-油混合物回到事故油池，未溶解的过量臭氧通过气液分离罐分离后，排入臭氧尾气消灭器；事故油池的含油污水循环处理，直到所有变压器油污染物被氧化完全为止。本发明可以快速有效的除去水中的变压器油，使其能达到工业废水排放标准，减少环境污染，为工厂节省污染排放费用节约成本。为工厂节省污染排放费用节约成本。为工厂节省污染排放费用节约成本。
技术研发人员：蔡萱 瞿子涵 王晶 许高鹏 余丹萍
受保护的技术使用者：中国电建集团装备研究院有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.12.11
技术公布日：2022/4/12
声明：
“污水组合处理系统及方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
306
编辑：中冶有色技术网
来源：中国电建集团装备研究院有限公司 国家电网有限公司
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年06月28日 ~ 30日 
