專利名稱：一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法，具體的說，是涉及一種控制循環(huán)水系統(tǒng)中微生物生長、防止生物粘泥產(chǎn)生的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)是用水大戶，循環(huán)水主要用作冷卻介質(zhì)，負(fù)責(zé)給熱物料換熱，這部分水在進(jìn)裝置時(shí)溫度較低，從裝置循環(huán)回來時(shí)溫度較高，因此再度利用時(shí)需要經(jīng)過循環(huán)水廠的冷卻塔(一般塔內(nèi)有填料)降溫處理。冷卻塔大多采用敞開式結(jié)構(gòu)，塔的底部通入空氣，水從上往下流，在冷卻塔內(nèi)水和空氣相接觸可以將水溫降低，同時(shí)也將空氣中的灰塵和大量微生物帶入到循環(huán)水系統(tǒng)中。循環(huán)水系統(tǒng)中微生物大量繁殖產(chǎn)生生物粘泥沉積在換熱器上，微生物在生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生氣體積聚在管道內(nèi)，使換熱器的換熱效率大幅度降低，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，同時(shí)引起設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕和穿孔，設(shè)備腐蝕會(huì)縮短使用壽命并存在安全隱患；換熱器一旦穿孔引起物料泄漏，泄漏的有機(jī)物又成為微生物很好的營養(yǎng)源，進(jìn)一步促進(jìn)微生物的生長繁殖，形成惡性循環(huán)。循環(huán)水中微生物的生長和繁殖是循環(huán)水系統(tǒng)能否長期穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素之一?，F(xiàn)有循環(huán)水循環(huán)一般設(shè)置旁濾池，對部分循環(huán)水進(jìn)行過濾處理，利用過濾器內(nèi)所裝的填料，主要用來截留去除水中懸浮物、泥砂、膠體和顆粒性雜質(zhì)，使渾濁在10mg/L以下，同時(shí)通過部分循環(huán)水外排維持循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定。目前循環(huán)水處理 過程中防止微生物生長的技術(shù)大多都是加入某些物質(zhì)，起到殺死微生物或者對生物粘泥進(jìn)行剝離和清洗的作用。CN1125697A公開了一種生物凈化劑在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用及其使用方法，主要涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)中物料泄漏、生物粘泥、菌藻的新的去除和控制方法；涉及一種用生物制劑復(fù)配的具備緩蝕、阻垢去污、抑菌多功能的復(fù)合型新型水質(zhì)穩(wěn)定劑。CN99110817.5公開了一種用于循環(huán)水系統(tǒng)的殺菌方法，在含有殺菌劑的循環(huán)水中，加入無機(jī)堿性化合物，使PH值為擴(kuò)12。CN00121551.5公開了一種處理循環(huán)水系統(tǒng)生物粘泥的方法，該方法包括加入堿性物質(zhì)，使循環(huán)水pH值提高到1(Γ14，對生物粘泥進(jìn)行堿溶，加入殺生劑殺滅未溶解的生物粘泥。CN200510025392.8公開了一種在循環(huán)水系統(tǒng)中控制微生物生長的方法，首先在循環(huán)水系統(tǒng)中加入氯化十二烷基二甲基芐基銨和異噻唑啉酮的混合物，然后在循環(huán)水系統(tǒng)中加入多元醇磷酸酯。上述加入殺菌劑、表面活性劑和生物酶制劑等方法，在加藥初期能夠控制循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的生長，但是微生物本身具有一定的耐受性和抗藥性，隨著時(shí)間的延長，微生物的抗藥性增強(qiáng)，則所投加的藥劑量會(huì)逐漸增大，昂貴的藥劑勢必增加運(yùn)行成本，藥劑一旦失效后便成為新的污染物。同時(shí)殺滅的生物粘泥又釋放出C0D，給循環(huán)水在循環(huán)過程中再次帶進(jìn)來的微生物提供了生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，所以還會(huì)有生物再度生長，不能從根本上解決微生物的生長和繁殖及生物粘泥的產(chǎn)生問題。微生物之所以能夠在循環(huán)水系統(tǒng)中生長繁殖，最主要的原因是循環(huán)水中存在微生物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，給微生物的生長提供了食物來源。如果沒有這些微生物可以利用的營養(yǎng)基質(zhì)，則微生物會(huì)自然死亡?，F(xiàn)在的已建設(shè)循環(huán)水處理裝置大都通過旁濾池部分排污，這種對循環(huán)水系統(tǒng)中少部分水做旁路處理的措施，只能緩解或部分解決循環(huán)水中懸浮物所帶來的生物粘泥問題，不能有效降解微生物可以利用的物質(zhì)。U S 6 O86 7 7 2(EP0893412)公開了一種防止循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中生物粘泥產(chǎn)生的方法，該方法是在循環(huán)水系統(tǒng)中安裝一個(gè)臭氧發(fā)生器，通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧來防止生物粘泥的產(chǎn)生，仍然不能對循環(huán)水中的污染物起到降解作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種循環(huán)水的處理方法。該方法可以把循環(huán)水中可生化的物質(zhì)降解后再讓循環(huán)水回到裝置區(qū)，可通過限制底物濃度來控制微生物的生長繁殖，進(jìn)而降低生物粘泥的產(chǎn)生量，真正解決循環(huán)水系統(tǒng)因生物繁殖、粘泥沉積而導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效率下降、設(shè)備腐蝕、涼水塔布水孔和隔柵堵塞等問題。本發(fā)明工業(yè)循環(huán)水的處理方法包括如下內(nèi)容:在循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)置生物降解反應(yīng)器，至少部分循環(huán)水進(jìn)入生物降解反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，生物降解反應(yīng)器出水進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。本發(fā)明方法中，生物降解反應(yīng)器可以是污水處理領(lǐng)域中能高效處理低濃度廢水的各種反應(yīng)器，如膜生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池等。優(yōu)選曝氣生物濾池(BAF)，可以同時(shí)達(dá)到兩個(gè)目的:I)起到過濾懸 浮物的目的，2)降低循環(huán)系統(tǒng)中可生物降解物質(zhì)的濃度，降低藥劑使用量。本發(fā)明方法中，生物降解反應(yīng)器的操作條件一般為:溫度:18 38°C、pH:7.5^8.5，溶解氧(DO):0.5 3.0mg/L。本發(fā)明方法中，生化降解反應(yīng)器處理后出水氨氮一般低于2mg/L，優(yōu)選低于I mg/L, COD (鉻法,下同)一般低于5mg/L,優(yōu)選低于2 mg/L。本發(fā)明方法中，進(jìn)入生化降解反應(yīng)器的循環(huán)水量可以是循環(huán)水總重量的1% 25%，優(yōu)選為2% 10%。進(jìn)入生化降解反應(yīng)器的循環(huán)水可以取自冷卻塔出口或冷卻塔入口，也可以是冷卻塔出口與冷卻塔入口水的混合水，使用混合水的優(yōu)點(diǎn)在于適宜調(diào)整生物降解反應(yīng)器的進(jìn)水溫度。生化降解反應(yīng)器出口排水可以直接進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，也可以經(jīng)過進(jìn)一步過濾后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。本發(fā)明方法中，曝氣生物濾池為本領(lǐng)域常規(guī)的結(jié)構(gòu)，一般由池體、濾料、承托層、布水布?xì)庀到y(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)和自控系統(tǒng)等組成；池體可以為現(xiàn)有技術(shù)中所用的任何規(guī)格的反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)可以使用填料；所用的填料可以是陶粒、焦炭、石英砂、火山巖等。曝氣池的規(guī)?？梢愿鶕?jù)循環(huán)水量及循環(huán)水中污染物濃度來確定。本發(fā)明中，可以根據(jù)需要設(shè)置相應(yīng)的控制系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)等。與現(xiàn)有技術(shù)采用添加劑處理循環(huán)水相比，本發(fā)明是采用生物處理方法，將微生物所需的營養(yǎng)源在循環(huán)水進(jìn)裝置前處理掉，使得循環(huán)水在循環(huán)過程中帶入的微生物難以生存，進(jìn)而控制微生物在循環(huán)水系統(tǒng)中的生長繁殖。本發(fā)明方法是從微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)出發(fā)，破壞循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)部微生物的生長環(huán)境，從根本上解決微生物生長繁殖問題。由于微生物缺少生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，那么在整個(gè)循環(huán)水循環(huán)過程中不再有生物繁殖，則散熱器上不再有生物粘泥沉積，則可大大提高散熱效率，同時(shí)減少設(shè)備的腐蝕和穿孔，此外還可以提高循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)、降低藥劑用量。
本發(fā)明方法通過研究發(fā)現(xiàn)，通過循環(huán)水部分生化處理，可以有效控制循環(huán)水系統(tǒng)中的氨氮和COD等指標(biāo)在長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中處于較低的平衡狀態(tài)，限制微生物生長，保證循環(huán)水長期使用不變質(zhì)，同時(shí)減少循環(huán)水排污量，降低了新鮮水的補(bǔ)充量，真正做到節(jié)水減排。


圖1是本發(fā)明工藝流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果。曝氣生物濾池是以裝載的粒狀填料為載體，以顆粒狀填料及其附著生長的生物膜為主要處理介質(zhì)，充分發(fā)揮生物代謝作用，生物絮凝作用，物理過濾作用，膜及填料的物理吸附和截留作用，以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的生物多級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)污染物的高效去除。本發(fā)明采用曝氣生物濾池取代旁濾池，一方面可以完成旁濾池的功能，另一方面可以對循環(huán)水中的污染物進(jìn)行降解，減少或切斷循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)部微生物的營養(yǎng)源，控制生物粘泥的產(chǎn)生，減少循環(huán)水的排污量，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。實(shí)施例1
某循環(huán)水廠循環(huán)水量為27000噸/小時(shí)，循環(huán)水進(jìn)水COD (鉻法，下同)為39.2^70mg/L、氨氮為2.2飛.9mg/L。其中以900噸/小時(shí)的循環(huán)水量進(jìn)入曝氣生濾池(BAF)，曝氣生物濾池的操作條件為:溫度28 °C、pH7.5，DO為1.5mg/L。經(jīng)過處理后出水中氨氮和COD始終低于0.5mg/L，循環(huán)水的濃縮倍數(shù)由原來的4.5提高到5.5，長期使用后循環(huán)水水質(zhì)基本不變，沒有生物粘泥的產(chǎn)生。實(shí)施例2
國內(nèi)某大型石化煉油廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，循環(huán)水總量2.2萬噸/小時(shí)，控制循環(huán)濃縮倍數(shù)為2.5，補(bǔ)充水量為600噸/小時(shí)，循環(huán)水COD為60.2 79mg/L、氨氮為7.2 10.9mg/L。采用本發(fā)明方法，采用曝氣生濾池對冷卻塔后的循環(huán)冷卻水進(jìn)行部分處理，處理循環(huán)水量為1100噸/小時(shí)，曝氣生物濾池操作條件為:溫度:32°C、pH:7.8，DO: 2.0mg/L，處理后出水中氨氮和COD始終低于0.5mg/L，完全滿足循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)要求，同時(shí)循環(huán)水補(bǔ)充水量降低了 30% (因減少了常規(guī)旁濾池排污，降低了補(bǔ)充水量)，濃縮倍數(shù)提高到4.2，在不使用其它循環(huán)水處理試劑時(shí)，循環(huán)水水質(zhì)可以保持長期不變，循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)沒有產(chǎn)生生物粘泥。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法，其特征在于:在循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)置生物降解反應(yīng)器，至少部分循環(huán)水進(jìn)入生物降解反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，生物降解反應(yīng)器出水進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:生物降解反應(yīng)器為膜生物反應(yīng)器或曝氣生物濾池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:生物降解反應(yīng)器的操作條件為:溫度:18 38°C、pH:7.5 8.5，DO:0.5 3.0mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:生化降解反應(yīng)器處理后出水氨氮低于2mg/L, COD 低于 5mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:生化降解反應(yīng)器處理后出水氨氮低于Img/L, COD 低于 2 mg/Lo
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的方法，其特征在于:進(jìn)入生化降解反應(yīng)器的循環(huán)水量是循環(huán)水總重量的1% 20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:進(jìn)入生化降解反應(yīng)器的循環(huán)水量是循環(huán)水總重量的2% 10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:進(jìn)入生化降解反應(yīng)器的循環(huán)水取自冷卻塔出口或者冷卻塔入口，或者是冷卻塔出口水與冷卻塔入口水的混合水。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:生化降解反應(yīng)器出口排水直接進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，或者經(jīng)過進(jìn)一步過濾后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:曝氣生物濾池為本領(lǐng)域常規(guī)的結(jié)構(gòu)，由池體、濾料、承托層、布水布?xì)庀到y(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)和自控系統(tǒng)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法，在循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)置生物降解反應(yīng)器，至少部分循環(huán)水進(jìn)入生物降解反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，生物降解反應(yīng)器出水進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是采用生物處理方法，將微生物所需的營養(yǎng)源在循環(huán)水進(jìn)裝置前處理掉，使得循環(huán)水在循環(huán)過程中帶入的微生物難以生存，進(jìn)而控制微生物在循環(huán)水系統(tǒng)中的生長繁殖。
文檔編號(hào)C02F103/02GK103102004SQ20111035371
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者高會(huì)杰, 張鵬, 劉忠生 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院