煉油廠含鹽污水處理油水分離技術(shù)

石油化工工業(yè)是以原油或天然氣為原料，通過不同的生產(chǎn)工藝過程、加工方法，從而生產(chǎn)各種石油產(chǎn)品、有機(jī)化工原料等的工業(yè)。由原料的特性使然，石油化工生產(chǎn)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污水往往含油大量的含油污水。

煉油污水中主要污染物為：石油類、少量的有機(jī)溶劑和催化劑、氨氮、COD、SS等。石油類污染物作為一種常見的污染物，對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡的危害極大。因此，煉油污水除油預(yù)處理（油水分離）在含油污水的處理過程中顯得尤為重要。

煉油污水中石油類比重一般比水小，一般以三種狀態(tài)存在：①懸浮狀態(tài)：油品顆粒較大，油珠直徑0.1mm以上，漂浮水面，易于從水中分離。在煉油工業(yè)中，這類油品約占含油量的70～90%。②乳化狀態(tài)：油品的分散粒徑小，油珠直徑在0.1mm以下，呈乳化狀態(tài)，不易從水中上浮分離。這類油品約占廢水油含量的10～30%。③溶解狀態(tài)：石油類在水中溶解度極小，溶于水的油品占廢水含油量的0.2～0.5%。

目前，油水分離的技術(shù)日益完善，且種類繁多。較為常用的方法有重力分離法、聚集除油（粗粒化法）、氣浮法、過濾法、吸附法、離心分離法等。

本文以國內(nèi)某公司含鹽污水除油預(yù)處理流程為例，介紹該流程中設(shè)備的工作原理及處理效果。

1、裝置概況及流程

1.1 裝置概況

該公司含鹽污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/h，含鹽污水污染物濃度較高，含鹽污水系統(tǒng)除油預(yù)處理工藝為“罐中罐+平流隔油池+兩級(jí)加壓溶氣浮選+出水至污水處理場”。含鹽污水包括：電脫鹽污水80-100m3/h，堿渣中和污水0.4m3/h，循環(huán)水排污水40-60m3/h，煙氣脫硫污水30-50m3/h。

其預(yù)處理進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

1.2 含鹽污水除油預(yù)處理流程

2、油水分離設(shè)備工作原理及處理效果簡述

2.1 罐中罐

“罐中罐”全稱是水力旋液型均質(zhì)、除油、沉淀、調(diào)節(jié)罐。含油污水首先經(jīng)管道輸送進(jìn)入到“罐中罐”的水力旋流分離區(qū)，在水力旋液分離區(qū)的水力旋液分離器內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，利用油和水的不同密度差產(chǎn)生不同的離心力場，在離心力的作用下對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理。不但可對(duì)互不相溶的油水進(jìn)行分離，還可使含油污水中的懸浮物產(chǎn)生沉降，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水進(jìn)行三相分離的目的。經(jīng)過水力旋液分離后的油相上浮到內(nèi)罐的頂部，經(jīng)自動(dòng)撇油裝置將油排至外部污油收集罐。水力旋液分離組合裝置下部排出水及固體懸浮物，在沉淀分離區(qū)內(nèi)，利用液體的層流態(tài)和折流布水，使下部排出水中的固相物得到更好的沉降分離。內(nèi)罐中經(jīng)旋液除油處理后的污水，通過四周均布的連通管進(jìn)入外罐，在外罐內(nèi)再通過預(yù)先設(shè)置的布水折流，碰撞聚合等流動(dòng)狀態(tài)下的分離過程。根據(jù)該公司電脫鹽污水罐中罐的運(yùn)行情況，當(dāng)進(jìn)水含油量在500mg/L以下時(shí)，可使出水的油含量穩(wěn)定在150mg/L以下，去除效率大于70%。

罐中罐技術(shù)將過去敞開式、功能單一的除油、均質(zhì)、調(diào)節(jié)池（或罐）組合為裝置化、密閉化、自動(dòng)化的工藝和設(shè)備。不僅提高了污水出水水質(zhì)、回收的污油含水量很低，而且使操作簡便，減少占地，改善了環(huán)境。

2.2 平流隔油池

平流隔油池中廢水從一端進(jìn)入，從另一端流出，由于池內(nèi)水平流速很小，相對(duì)密度小于1.0而粒徑較大的油品雜質(zhì)在浮力的作用下上浮，并且，聚集在池的表面，通過設(shè)在池表面的集油管和刮油機(jī)收集浮油。而相對(duì)密度大于1.0的雜質(zhì)沉于池底。根據(jù)國內(nèi)外的運(yùn)行資料，平流隔油池可能去除的最小油珠粒徑一般為100~150μm，油珠的最大上浮速度不高于0.9mm/S。

根據(jù)公司含鹽污水系統(tǒng)平流隔油池的運(yùn)行情況，當(dāng)進(jìn)水含油量在300mg/L以下時(shí)，隔油池出水的油含量可達(dá)到100mg/L以下，去除效率大于60%。

2.3 混凝+多相溶氣氣浮

經(jīng)罐中罐、平流隔油池后的含油污水中含油量可達(dá)到100mg/L以下，但還不能滿足污水生化處理的進(jìn)水水質(zhì)要求，因此，還需繼續(xù)處理。

在煉油污水中，除了含有大量的疏水性油分外，還含有部分親水性油分及不易去除的其他小顆粒的懸浮物。該部分污染物質(zhì)由于帶有一定的電位，因此容易與水形成穩(wěn)定的乳化油水體系，造成其不易用重力沉降、旋流除油等物理方法去除。

為保證污水預(yù)處理出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，還需進(jìn)行乳化油等石油類的去除。一般采用氣浮處理。氣浮工藝是一種成熟的水處理工藝，在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)被大量采用，而且對(duì)密度較小，顆粒較小，不容易沉淀的SS的去除效果很好。細(xì)微氣泡在水中的上升速度很慢，對(duì)整個(gè)氣浮池的擾動(dòng)很小，故而特別適用于細(xì)小的固液分離。同時(shí)該工藝流程及設(shè)備均比較簡單，管理維修方便。

該公司含鹽污水氣浮處理采用二級(jí)氣浮工藝，兩級(jí)氣浮均采用多相溶氣氣浮，在物理分離法去除浮油及懸浮物的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步去除小顆粒、難絮凝物質(zhì)，加強(qiáng)石油類去除處理效果。

多相溶氣采用渦流泵或氣液多相泵，其原理是在泵的入口處空氣與水一起進(jìn)入泵殼內(nèi)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪將吸入的空氣多次切割成小氣泡，小氣泡在泵內(nèi)的高壓環(huán)境下迅速溶解于水中，形成高度彌散狀態(tài)的溶氣水，然后進(jìn)入氣浮池完成氣浮過程。溶氣泵產(chǎn)生的氣泡直徑一般在20～30μm，吸入空氣最大溶解度達(dá)到100%，溶氣水中最大含氣量可達(dá)到30%，泵的性能在流量變化和氣量波動(dòng)時(shí)十分穩(wěn)定，為泵的調(diào)節(jié)和氣浮工藝的控制提供了極好的操作條件。

當(dāng)進(jìn)水含油量在100mg/L以下時(shí)，兩級(jí)多相溶氣氣浮的出水含油量可達(dá)到20mg/L，去除效率大于80%。

3、預(yù)處理各單元水質(zhì)

對(duì)比同類型企業(yè)現(xiàn)有污水處理數(shù)據(jù)，本工程含油污水各單元去除效果見表2。

由上圖可知，該污水預(yù)處理流程在去除SS去除率大于80%，石油類去除率為96%，COD去除率為30%、同時(shí)氨氮、硫化物、揮發(fā)酚等污染物的去除率約為20%左右。使出水能更好地滿足后續(xù)生化處理的水質(zhì)要求。

4、存在的問題

通過對(duì)該公司含鹽污水系統(tǒng)除油處理運(yùn)行的跟蹤了解，該系統(tǒng)存在下列問題：

（1）水質(zhì)變化較大。正常運(yùn)行時(shí)電脫鹽污水罐中罐的進(jìn)水石油類含量為500mg/L。但最大負(fù)荷時(shí)電脫鹽污水中石油類為16000mg/L。自流至污水處理場的含鹽污水石油類最大時(shí)為1473mg/L，最小時(shí)僅為2.5mg/L。

（2）水量變化較大。下雨時(shí)，進(jìn)入污水處理場含鹽系統(tǒng)的水量劇增，此時(shí)會(huì)造成污水總量往往超過300m3/h，大于設(shè)計(jì)處理能力。但已有的水量調(diào)節(jié)系統(tǒng)僅能調(diào)節(jié)壓力流輸送部分的水量，對(duì)于自流部分的含鹽污水則無調(diào)節(jié)設(shè)施。

（3）含鹽污水中溶解性石油類含量較大，該部分油類無法通過隔油+氣浮處理有效去除，致使氣浮出水含油量較高。

5、結(jié)束語

油水分離技術(shù)是當(dāng)今處理含油污水的關(guān)鍵技術(shù)，通過對(duì)現(xiàn)有油水分離技術(shù)原理的了解，并通過統(tǒng)計(jì)國內(nèi)某公司含鹽污水除油預(yù)處理流程中油水分離設(shè)備使用效果的統(tǒng)計(jì)，采用“罐中罐+平流隔油池+兩級(jí)加壓溶氣浮選”的工藝方案能有效地去除煉廠含鹽污水中的石油類污染物，使出水水質(zhì)達(dá)到進(jìn)入后續(xù)生化處理的要求。但后續(xù)研究需合理配置絮凝劑和破乳劑的配方，提高溶解性石油類的去除率，保障出水水質(zhì)。（來源：福建聯(lián)合石油化工有限公司）