旋油油水分離技術(shù)的探討與應(yīng)用

劉波(大慶油田化工有限公司牡丹江分新能源公司 163451)

一、前言

水是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)資源，隨著石油石化發(fā)展的進(jìn)程，工業(yè)廢水已成為環(huán)境污染的主要原因之一。隨著環(huán)保方面的法律法規(guī)的逐步完善，污水處理技術(shù)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，為實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境與社會(huì)責(zé)任之間的和諧，支持和推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國(guó)污水處理工藝技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也顯得越來(lái)越重要。了解和分析含油污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀對(duì)我國(guó)含油污水的處理和凈化具有重要的作用和意義。其中旋油分離器由于其操作壓力低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,是一種很有發(fā)展前途的含油污水處理設(shè)備。

二、含油污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.重力沉降

其主要工藝流程為:自然沉降→混凝沉降→過(guò)濾→出水(三段流程)。重力沉降機(jī)理是利用油、水密度差和油、水不相溶性進(jìn)行油水分離。包括自然除油法、浮上分離法、斜板除油法、機(jī)械分離法。除去水中的浮油、分散油和油一濕固體,效果穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低,且管理方便,但設(shè)備占地面積大。合理的水力設(shè)計(jì)和污水的停留時(shí)間是影響除油效率的兩個(gè)重要因素,停留時(shí)間越長(zhǎng),處理效果越好。

2.旋流分離技術(shù)

其主要工藝流程為:含油污水→旋流分離器→過(guò)濾→出水。

水力旋流技術(shù)是一種有前途的油水分離技術(shù)。其機(jī)理是借助于離心力將密度較小的油滴從水中分離出去。水力旋流器由圓筒渦旋段、同心縮徑段、細(xì)錐段和平行尾段四部分組成。旋流器重量輕、體積小、處理水量大、處理速度快、對(duì)運(yùn)動(dòng)不敏感、操作壓力范圍大、處理后水含烴量小于40mg/L。與機(jī)械分離機(jī)即沉降離心機(jī)、過(guò)濾離心機(jī)以及分離離心機(jī)相比,它們的分離因素相當(dāng),但旋流器無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,在價(jià)格、性能和操作方面均比機(jī)械分離機(jī)優(yōu)越。與隔油池平流式、平板式、斜板式相比，旋流器分離器的效率更高、捕捉粒徑更小,對(duì)于油滴粒徑小于50um的油水混合物,宜以它代替隔油池。與二級(jí)氣浮技術(shù)相比,二者處理粒徑相當(dāng),但旋流器具有除油效率高、一次性投資小、占地面積小、維修費(fèi)用小等優(yōu)點(diǎn)。

3.氣浮技術(shù)

其主要工藝流程為:含油污水→氣浮裝置→過(guò)濾→出水。

氣浮就是在含油污水中通入空氣或設(shè)法使水中產(chǎn)生氣體,使污水中顆粒粒徑為0.25～25μm的乳化油和分散油或水中懸浮顆粒粘附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面上并加以回收,從而達(dá)到含油污水除油除懸浮物的目的。目前含油污水處理中廣泛應(yīng)用了氣浮除油技術(shù)。

4.膜分離技術(shù)

隨著膜科學(xué)的飛速發(fā)展,利用膜處理含油污水已逐步被人們接受并在工業(yè)中應(yīng)用。膜分離技術(shù)被稱為21世紀(jì)的水處理技術(shù),國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始研究使用。大量的文獻(xiàn)和試驗(yàn)表明,采用聚丙烯中空纖維濾膜及超濾膜在油水分離方面是可行的。目前,膜分離技術(shù)處理含油污水在國(guó)內(nèi)處于剛剛試驗(yàn)階段。

三、旋流分離技術(shù)處理工業(yè)含油污水應(yīng)用實(shí)例

09年，大慶油田化工有限公司新建一套80m3/h工業(yè)污水綜合處理裝置，在預(yù)處理單元采用旋油油水分離+氣浮工藝去處污油，為生化處理創(chuàng)造條件。

1.水質(zhì)分析

含油污水主要來(lái)自輕烴分餾分公司、污水中油份有漂浮油、分散油、乳化油、附著油、溶解油，其中主要是漂浮油、分散油。還含有醋酸、甲醇等污染物，具有一定的刺激性氣味。

含油污水水質(zhì)指標(biāo)

廢水名稱COD(mg/L)BOD(mg/L)總氮(mg/L)特征污染物(g/L)含油污水石油類 25.08 75264 49771 205

2.旋流油水分離器

該裝置選用RS-300旋流油水分離器型，性能參數(shù)見(jiàn)下表。RS-300型性能參數(shù)表

流量公稱直徑出口含油量300mg/L 10m3/h Φ300設(shè)計(jì)工作壓力0.5～1.0MPa設(shè)計(jì)工作壓降0.2～0.5MPa進(jìn)口含油量6400mg/L

3.RS-300型旋流油水分離器基本原理

旋流除油器是以水力旋流技術(shù)為基礎(chǔ)的高效油水分離器，其工作原理如下：

旋流管由進(jìn)口、旋流腔、收縮腔、尾錐、尾管、底流口、溢流口等部分組成。工業(yè)污水進(jìn)油水分離器前投加破乳劑，以保證出水含油≤300mg/L，為后續(xù)氣浮工藝的除油提供較為理想的處理效果。工業(yè)污水與破乳劑混合反應(yīng)后經(jīng)提升由旋流腔上的進(jìn)口進(jìn)入分離器，形成螺旋流動(dòng)。經(jīng)收縮腔、尾錐兩級(jí)收縮，使流體增速并在分離器的內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定的離心力場(chǎng)。根據(jù)斯托克斯(stokes)定律，油水混合液中重相水在強(qiáng)大離心力作用下被拋向旋流器內(nèi)壁呈螺旋態(tài)從底流口排出，輕相油則向分離器的中心聚結(jié)形成油芯，從溢流口排出，實(shí)現(xiàn)油水分離。

4.工藝流程

含油污水進(jìn)入旋流油水分離器后，在分離器內(nèi)形成螺旋流動(dòng)，經(jīng)收縮腔、尾錐兩級(jí)收縮，使流體增速并在分離器的內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定的離心力場(chǎng)，油水混合液中輕相油向分離器的中心聚結(jié)形成油芯，從排油口排出，并通過(guò)余壓進(jìn)入污油儲(chǔ)罐V101；油類去除率達(dá)到95%，重相水在強(qiáng)大離心力作用下被拋向旋流器內(nèi)壁呈螺旋態(tài)從出水口排出，并通過(guò)余壓進(jìn)入組合氣浮機(jī)，進(jìn)一步強(qiáng)化污油去除效果，達(dá)到生化處理單元進(jìn)水條件。

四、結(jié)論

1.油水分離器含油去除率達(dá)到95%，使含油污水中的油和水得到了有效分離，但出口濃度不能滿足生化處理進(jìn)水要求.

2.旋流分離技術(shù)作為一種高效低成本分離技術(shù)，正成為油水分離新型技術(shù)的熱點(diǎn)。因此，旋流式含油污水處理設(shè)備具有廣闊的市場(chǎng)潛力和應(yīng)用前景.

3.旋流油水分離器由于具有體積小、受外界干擾影響小的特點(diǎn)，可以直接應(yīng)用于工業(yè)含油污水的預(yù)處理；由于其操作壓力低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而將成為是一種不可替代的含油污水處理設(shè)備。

[1]國(guó)家環(huán)保局石油化工廢水治理廢水卷.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1992.

[2]陳翼孫.氣浮凈水技術(shù)的研究與應(yīng)用.上海：科學(xué)技術(shù).

[3]馬云，黃風(fēng)林，田小博.煉油廠污水處理回用綜述.安徽化工,2005.