工业循环冷却水系统排污水处理装置及处理方法与流程

1.本发明涉及水处理技术领域，涉及工业循环冷却水系统排污水处理，具体为一种结合工业循环冷却水排污水水质特征、排放条件的污水处理装置及处理方法。

背景技术：

2.到2020年全国总用水量将达到6700亿m3，其中工业用水约为20％，而工业循环冷却水用水量则占工业用水量的70％，按照浓缩倍数5.0计算，污水排放量约为188亿m3，排污水量较大。

3.对于建造较早的工业循环冷却水系统，根据当时的污水排放标准，循环冷却水系统排污水可以作为清净下水，直接排至雨水系统，经雨水排放口排放。而按照目前的环保法规和标准，出水水质需满足《污水综合排放标准》gb8978

?

2002、《合成氨工业污染物排放标准》gb13458

?

2013、《石油化学工业污染物排放标准》gb31571

?

2015等标准的要求，循环水排污需纳入污水管理，处理达标后，通过污水管道系统排放。

4.循环冷却水正常运行时，需要在系统中投加杀菌剂、缓蚀阻垢剂维持水质稳定，缓蚀阻垢剂中所含的磷酸盐，直接导致排放污水中总磷超标。在系统维修时，要进行“杀菌剥离—清洗—预膜”处理，排水中含有大量剥落的粘泥，以及投加的药剂，造成浊度、ph、总磷和cod超标，特别是总磷，最高时超标100倍，对水环境造成极大危害。

5.为了解决循环冷却水排污对环境的污染问题，通常采用以下方法，(1)采用无磷或者低磷水质稳定配方，这种方式存在低磷配方排水总磷不能稳定达标，无磷配方药剂成本高，不能达到所需缓蚀阻垢效果，同时低磷或者无磷配方只是针对正常运行阶段排放的污水，系统检修时杀菌剥离、清洗、预膜阶段排放的总磷超标问题没有解决；(2)将循环水排污水与其他污水混合后进行处理，这种方式首先需要有可以依托的污水处理场，其次也不符合特征污染物进行针对性局部处理的要求，而是通过处理加稀释的方式使污水达标排放，也增大污水处理总量，增加投资费用和运行成本；(3)采用一体化净水器对污水依次进行混凝、絮凝、澄清、过滤处理，但由于是一体化设备，运行时一个流程故障整体设备停运的弊端。

技术实现要素：

6.本发明提供一种工业循环冷却水系统排污水处理装置及处理方法，具有针对性强、运行稳定、成本低的优点。

7.本发明的技术方案是，一种工业循环冷却水系统排污水处理装置，包括检修排污水暂存罐和调节池，调节池还连接有正常运行排污水管道，调节池后依次连接有混凝池、絮凝池、沉淀池和监护池；监护池设有达标排放管道；沉淀池底部通过管道和泥浆泵连接至污泥浓缩池，污泥浓缩池底部通过管道及污泥泵连接至污泥絮凝池，污泥絮凝池再连接至叠螺式脱水机；监护池、污泥浓缩池和叠螺式脱水机均设有管道连接至调节池。

8.进一步地，所述检修排污水暂存罐设有检修排污水进口、检修排污水出口和碱液

加入管道，其中检修排污水管道连接至检修排污水进口及调节池，检修排污水出口通过管道分别连接至调节池及混凝池。

9.进一步地，混凝池前端管道上连接有混凝剂加入管线，混凝池内设有搅拌机；絮凝池前端管道上连接有絮凝剂加入管线，絮凝池内设有搅拌机。

10.进一步地，所述沉淀池为斜管沉淀池，沉淀池下部设有刮泥机；所述监护池设有取样泵及取样管线，取样管线还连接有浊度、总磷和cod在线监测仪。

11.进一步地，所述沉淀池与污泥浓缩池之间的管道上还设有回流管，回流管连接至混凝池；所述污泥浓缩池内设置中心传动式刮泥机。

12.进一步地，所述污泥絮凝池前端设有絮凝剂加入管线，污泥絮凝池内设有搅拌机；叠螺式脱水机出水口连接至调节池，出泥口收集的污泥等待外运。

13.本发明还涉及采用所述装置进行工业循环冷却水系统排污水处理的方法，包括以下步骤：

14.s1、将检修排污水收集暂存，然后将检修排污水兑入正常运行污水在调节池中混合，控制污水中总磷含量在7mg/l以下；

15.s2、将s1中的污水引入混凝池，加入混凝剂混合均匀，然后引入絮凝池，加入絮凝剂混合均匀，再将浆料引入沉淀池进行沉淀，得到的清液引入监护池，检测符合要求则进行达标排放，不符合要求则引入调节池再次处理；

16.s3、沉淀池中的泥浆引入至污泥浓缩池中，浓缩至含水量在95％，然后引入污泥絮凝池中再次加入絮凝剂混合均匀，再引入叠螺式脱水机进行脱水，至含水率在80％以下，运输外排；污泥浓缩池和叠螺式脱水机中分离的液体再次引入调节池进行处理。

17.进一步地，所述的检修排污水为检修时杀菌剥离、清洗、预膜处理的污水；检修排污水先引入检修排污水暂存罐中进行储存，并加入碱液调节ph为8～9之间。

18.进一步地，混凝处理时，加入混凝剂为pac，加入量为10～60mg/l，加入后进行强力机械搅拌，搅拌强度g值控制在500～900s

?1，污水在混凝池停留时在5min以上。

19.进一步地，絮凝处理时，加入的絮凝剂为阴离子型pam，加入量为1～2mg/l，加入后进行机械搅拌，搅拌强度g值控制在30～100s

?1，水力停留时间控制在10～20分钟，gt值控制在间40000～60000。

20.进一步地，沉淀池中设置了斜管，斜管规格ф50mm，沉淀过程中其底部的刮泥机把泥渣连续地刮进中心集泥坑，沉淀池水力停留时间分别为120分钟以上。

21.进一步地，监护池中检测的指标包括浊度、总磷和cod，分别采用在线分析仪进行检测。

22.本发明具有以下有益效果：

23.1、工业循环冷却水系统正常运行阶段的排污水总磷含量为≤2.0mg/l，易于处理，但工业循环冷却水系统检修排污水具有水量大、水质差的特点，其总磷含量高，絮体粘稠，沉降性能不好，单独对检修排污水进行处理，难度较大，后期水质无法达到排放标准，本发明将检修排污水按比例兑入正常排污水中，避免污水过于黏稠，降低处理的难度。

24.2、工业循环冷却水系统中的排污水中，不仅包括无机磷，还包括有机磷，本发明采用化学及物理方法处理，向污水中加入混凝剂与污水中的磷发生化学反应，无机磷及可以水解的有机磷是通过与混凝剂中的金属元素生成难溶的磷酸盐沉淀而去除，不能水解的有

机磷则是通过被絮体吸附和网捕而去除的，通过絮凝剂作用，形成絮凝体沉淀下来，再将沉淀与水分离，得到的水能够达标排放，沉淀进一步浓缩和絮凝分离，降低含水量，减小体积，降低污泥的处理及运输成本。

25.3、本发明在混凝过程中，采用pac为混凝剂，其可以使污水中无机磷和可溶解有机磷形成氢氧化物沉淀从水中去除，使出水总磷达标。在混凝池中进行搅拌时，异向凝聚占主导，水力停留时间短，搅拌强度大更利于药剂与污水混合，故进行高速搅拌操作。在絮凝过程中，投加药剂优选阴离子型pam，其所带负电荷基团，在污水中与带有正电荷的胶体粒子形成吸附、架桥、网捕、促进矾花作用，使污水中的悬浮颗粒迅速凝聚在一起。且絮凝池中同向絮凝占主导，絮凝体在搅拌作用下相互聚合而增大，以利于沉降。另外，发明人发现，对检修排污水加入碱液进行处理，尤其是ph值为8～9时，混凝效果较好，有助于后期絮凝过程中形成大的胶体粒子，提高有机磷的去除率。

26.4、本发明中采用斜管沉淀池，斜管具有极高的表面负荷(可达15～25m/h)，是常规沉淀池的10倍，极大地改善了絮体沉淀效果，起到接触絮凝的作用，即使在上升流速较高的情况下，仍能保证出水水质。出水ss可小于20mg/l，同时可去除不溶性cod、不溶性有机磷。它大大节省了占地面积；在沉淀池中设置了刮泥机，刮泥机把泥渣连续地刮进中心集泥坑，增加了污泥的密实度，减少含水量，降低后期工艺的处理压力。还可以设置泥渣回流系统，当原水浊度较低、温度较低时，将沉淀池的泥渣回流至混凝池，使高密池内维持较高的污泥浓度，改善处理效果，同时可节省药耗。

27.5、本发明中的沉淀池中的上清液进入出水监护池，监护池出水管道上设浊度、总磷和cod在线分析仪，达标时直接排放，不达标时返回至调节池。沉淀池污泥排至浓缩池进一步浓缩，污泥浓缩池内设置重载型中心传动式刮泥机，排出的污泥含水率为95％，满足污泥脱水机进料要求。浓缩污泥经螺杆泵送至叠螺式脱水机进行脱水处理，脱水后污泥含水率80％，满足污泥运输要求，同时污泥为危险废物，含水率减少后，体积大为减小，减少了运输费用。

28.6、该装置及方法用于大型工业循环冷却水排污水处理，出水总磷及各项指标符合《污水综合排放标准》gb8978

?

2002、《合成氨工业污染物排放标准》gb13458

?

2013、《石油化学工业污染物排放标准》gb31571

?

2015等标准排放限值要求。本发明通过化学和物理处理工艺，比生化处理占地面积节省50％以上，运行费用节省70％以上。

附图说明

29.图1是本发明提供装置的结构示意图。

30.图中，1、正常运行排污水管道；2、检修排污水管道；3、碱液加入管道；4、调节池；5、检修排污水暂存罐；6、调节池出水泵；7、暂存罐出水泵；8、混凝剂加入管线；9、混凝池；10、混凝池搅拌机；11、絮凝池；12、絮凝剂加入管线；13、絮凝池搅拌机；14、沉淀池；15、刮泥机；16、监护池；17、监护池回流泵；18、达标排放水；19、沉淀池污泥；20、泥浆泵；21、沉淀池污泥回流管；22、污泥浓缩池；23、污泥泵；24、污泥絮凝池絮凝剂加药管；25、污泥絮凝池；26、污泥絮凝池搅拌机；27、叠螺式脱水机；28、叠螺式脱水机污泥斗；29、污泥外运车；31、监护池出水浊度在线检测仪；32、监护池出水总磷在线检测仪；33、监护池出水cod在线检测仪。

具体实施方式

31.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

32.实施例1：

33.一种工业循环冷却水系统排污水处理装置，如图1所示，包括检修排污水暂存罐5和调节池4，调节池还连接有正常运行排污水管道1，调节池后依次连接有混凝池9、絮凝池11、沉淀池14和监护池16；监护池设有达标排放管道18；沉淀池底部通过管道和泥浆泵20连接至污泥浓缩池22，污泥浓缩池底部通过管道及污泥泵23连接至污泥絮凝池25，污泥絮凝池再连接至叠螺式脱水机27；监护池、污泥浓缩池和叠螺式脱水机均设有管道连接至调节池。

34.优选地方案中，所述检修排污水暂存罐设有检修排污水进口、检修排污水出口和碱液加入管道，其中检修排污水管道连接至检修排污水进口及调节池，检修排污水出口通过管道分别连接至调节池及混凝池。

35.优选地方案中，混凝池前端管道上连接有混凝剂加入管线8，混凝池内设有搅拌机10；絮凝池前端管道上连接有絮凝剂加入管线12，絮凝池内设有搅拌机13。

36.优选地方案中，所述沉淀池为斜管沉淀池，沉淀池下部设有刮泥机15；所述监护池设有取样泵及取样管线，取样管线还连接有浊度、总磷和cod在线监测仪。

37.优选地方案中，所述沉淀池与污泥浓缩池之间的管道上还设有回流管，回流管连接至混凝池；所述污泥浓缩池内设置中心传动式刮泥机。

38.优选地方案中，所述污泥絮凝池前端设有絮凝剂加入管线，污泥絮凝池内设有搅拌机；叠螺式脱水机出水口连接至调节池，出泥口收集的污泥等待外运。污泥絮凝池停留时间比絮凝池稍长，污泥含泥比例高，污泥颗粒沉降慢，沉降过程中搅拌速度和污水絮凝池一样，要求比较慢，避免打破絮体颗粒矾华。

39.实施例2：

40.某公司现有三个循环水场，生产规模和排污量见下表1：

41.表1某公司循环水生产规模及排污水量

42.循环水场名称生产规模m3/h正常排污m3/h杀菌剥离m3/次清洗m3/次循环水场13600080350013000循环水场2210004020006000循环水场32800060250010000合计85000180max.3500max.13000

43.一种工业循环冷却水系统排污水处理方法，包括如下步骤：

44.(1)将水质差的循环水系统检修水，送至污水暂存罐储存；

45.根据检修程序，清洗排水流量250m3/h，三座循环水场轮流清洗，排污水处理设施规模也取250m3/h，满足清洗阶段处理要求。三座循环水场都轮流进行杀菌剥离，最大流量3500m3/次，设置5000立方米暂存罐，利用暂存罐缓冲设施，错开排水进行水量平衡。

46.(2)检修完毕系统运行正常后，排污水量为180m3/h，将检修杀菌剥离污水兑入正常排污水，在调节池内进行水质调节，控制总磷浓度2～5mg/l。调节池容积960m3。

47.(3)进入混凝池的污水中投加pac，投加量30mg/l，在高速旋转的搅拌机作用下进

行混合和反应，使排污水中无机磷和可溶解有机磷形成磷酸盐沉淀物，与出水一起进入絮凝池。混凝池搅拌机1台，2.2kw。

48.(4)进入絮凝池的污水中投加pam，投加量1mg/l，在慢速搅拌机的作用下，污水中细小沉淀物、不溶解有机磷、不溶解cod与pam进行混合反应，形成较大的絮体颗粒，与出水一起进入斜管沉淀池。絮凝池搅拌机1台，1.5kw。

49.(5)进入斜管沉淀池污水，絮体颗粒在沉淀池斜管内沉降去除，在沉淀池中，还设置了刮泥机。沉淀池斜管直径dn50，刮泥机采用中心转动式，1台，0.55kw。

50.(6)沉淀池上清液重力流进入出水监控池，监控池设置取样泵，出水管道上设总磷、浊度和cod在线分析仪，达标时直接排放，不达标时返回至调节池。

51.(7)沉淀池污泥排至浓缩池进一步浓缩，浓缩污泥经螺杆泵送至叠螺式脱水机进行脱水处理。

52.(8)污泥线路还设置了泥渣回流系统，污泥回流及排放泵，采用单螺杆泵，流量20立方米/小时，扬程33米，功率4.0kw。

53.系统运行进出水水质如下：

54.正常运行阶段，连续排污ph值8.3，浊度40ntu，总磷0.7mg/l,cod45mg/l，运行出水ph值8.3，浊度10ntu，总磷0.2mg/l,cod20mg/l。

55.检修阶段，混合后连续排污水ph值7.0，浊度83ntu，总磷4.5mg/l,cod98mg/l，运行出水ph值7.3，浊度10ntu，总磷0.2mg/l,cod20mg/l。

56.出水符合《石油化学工业污染物排放标准》(gb31571

?

2015)中水污染物特别排放限值(直接排放)。

57.实施例3：

58.一种工业循环冷却水系统排污水处理的方法，其中正常运行排污水的ph为8.1，浊度42ntu，总磷0.55mg/l，cod为52mg/l；检修排污水ph为6.8，浊度75ntu，总磷7.4mg/l，cod为90mg/l。

59.具体处理包括以下步骤：

60.s1、将检修排污水收集暂存，然后将检修排污水兑入正常运行污水在调节池中混合，控制污水中总磷含量在5mg/l；

61.s2、将s1中的污水引入混凝池，加入pac混合均匀，加入量为30mg/l，加入后进行强力机械搅拌，搅拌强度g值控制在700s

?1，污水在混凝池停留时在5min；

62.s3、s2所得浆料引入絮凝池，加入阴离子型pam絮凝剂混合均匀，加入量为2mg/l，加入后进行机械搅拌，搅拌强度g值控制在50s

?1，水力停留时间控制在15分钟，gt值控制在间50000。

63.s4、s3所得浆料引入沉淀池进行沉淀，沉淀池中设置了斜管，斜管规格ф50mm，沉淀过程中其底部的刮泥机把泥渣连续地刮进中心集泥坑，沉淀池水力停留时间分别为120分钟。

64.s5、沉淀得到的清液引入监护池，检测浊度为13ntu、总磷0.45mg/l和cod28mg/l，均符合《石油化学工业污染物排放标准》(gb31571

?

2015)中水污染物特别排放限值要求，可以直接排放。

65.s6、沉淀池中的泥浆引入至污泥浓缩池中，浓缩至含水量在95％，然后引入污泥絮

凝池中再次加入絮凝剂,絮凝剂为pam、用量3mg/l、混合条件与絮凝池相近、时间为120分钟，入叠螺式脱水机进行脱水，至含水率在80％，运输外排；污泥浓缩池和叠螺式脱水机中分离的液体再次引入调节池进行处理。

66.实施例4：

67.一种工业循环冷却水系统排污水处理的方法，包括以下步骤：

68.s1、将检修排污水收集暂存，加入30％的氢氧化钠溶液调整ph至8.5；然后将检修排污水兑入正常运行污水在调节池中混合，控制污水中总磷含量在5mg/l；

69.其余同实施例3，最后监护池中的水浊度为9ntu，总磷0.17mg/l,cod15mg/l；从叠螺式脱水机脱水后的泥中含水率为79％。技术特征：

1.一种工业循环冷却水系统排污水处理装置，其特征在于：包括检修排污水暂存罐和调节池，调节池还连接有正常运行排污水管道，调节池后依次连接有混凝池、絮凝池、沉淀池和监护池；监护池设有达标排放管道；沉淀池底部通过管道和泥浆泵连接至污泥浓缩池，污泥浓缩池底部通过管道及污泥泵连接至污泥絮凝池，污泥絮凝池再连接至叠螺式脱水机；监护池、污泥浓缩池和叠螺式脱水机均设有管道连接至调节池。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述检修排污水暂存罐设有检修排污水进口、检修排污水出口和碱液加入管道，其中检修排污水管道连接至检修排污水进口及调节池，检修排污水出口通过管道分别连接至调节池及混凝池。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：混凝池前端管道上连接有混凝剂加入管线，混凝池内设有搅拌机；絮凝池前端管道上连接有絮凝剂加入管线，絮凝池内设有搅拌机。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述沉淀池为斜管沉淀池，沉淀池下部设有刮泥机；所述监护池设有取样泵及取样管线，取样管线还连接有浊度、总磷和cod在线监测仪。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述沉淀池与污泥浓缩池之间的管道上还设有回流管，回流管连接至混凝池；所述污泥浓缩池内设置中心传动式刮泥机。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述污泥絮凝池前端设有絮凝剂加入管线，污泥絮凝池内设有搅拌机；叠螺式脱水机出水口连接至调节池，出泥口收集的污泥等待外运。7.采用权利要求1~6任意一项所述装置进行工业循环冷却水系统排污水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将检修排污水收集暂存，然后将检修排污水兑入正常运行污水在调节池中混合，控制污水中总磷含量在7mg/l以下；s2、将s1中的污水引入混凝池，加入混凝剂混合均匀，然后引入絮凝池，加入絮凝剂混合均匀，再将浆料引入沉淀池进行沉淀，得到的清液引入监护池，检测符合要求则进行达标排放，不符合要求则引入调节池再次处理；s3、沉淀池中的泥浆引入至污泥浓缩池中，浓缩至含水量在95%，然后引入污泥絮凝池中再次加入絮凝剂混合均匀，再引入叠螺式脱水机进行脱水，至含水率在80%以下，运输外排；污泥浓缩池和叠螺式脱水机中分离的液体再次引入调节池进行处理。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的检修排污水为检修时杀菌剥离、清洗、预膜处理的污水；检修排污水先引入检修排污水暂存罐中进行储存，并加入碱液调节ph为8～9之间。9.权利要求7所述的方法，其特征在于：混凝处理时，加入混凝剂为pac，加入量为10～60mg/l，加入后进行强力机械搅拌，搅拌强度g值控制在500～900s

?1，污水在混凝池停留时在5min以上。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：絮凝处理时，加入的絮凝剂为阴离子型pam，加入量为1～2mg/l，加入后进行机械搅拌，搅拌强度g值控制在30～100s

?1，水力停留时间控制在10～20分钟，gt值控制在间40000～60000。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：沉淀池中设置了斜管，斜管规格ф50mm，

沉淀过程中其底部的刮泥机把泥渣连续地刮进中心集泥坑，沉淀池水力停留时间分别为120分钟以上。12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：监护池中检测的指标包括浊度、总磷和cod，分别采用在线分析仪进行检测。

技术总结

本发明公开了一种工业循环冷却水系统排污水处理装置及处理方法，该装置包括检修排污水暂存罐和调节池，调节池还连接有正常运行排污水管道，调节池后依次连接有混凝池、絮凝池、沉淀池和监护池；监护池设有达标排放管道；沉淀池底部通过管道和泥浆泵连接至污泥浓缩池，污泥浓缩池底部通过管道及污泥泵连接至污泥絮凝池，污泥絮凝池再连接至叠螺式脱水机；监护池、污泥浓缩池和叠螺式脱水机均设有管道连接至调节池。本发明通过污水调节、混凝、絮凝、沉淀等处理，出水能够达标排放，其具有针对性强、运行稳定、成本低的优点。成本低的优点。成本低的优点。

技术研发人员：熊梦辉 张绍延 陈蓉 徐科 邓林胜

受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司

技术研发日：2021.06.29

技术公布日：2021/10/8