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含油污水处理技术方法简述

2015-02-12井博勋刘雅洁

天津化工 2015年4期
关键词:分离法旋流含油

井博勋,刘雅洁

(天津市化工设计院,天津300193)

含油污水处理技术方法简述

井博勋,刘雅洁

(天津市化工设计院,天津300193)

本文综述了重力分离法、过滤法、离心分离法等技术处理石油化工含油污水的工艺技术设备,介绍石油化工污水处理设备工作原理和特点,并简述了不同工艺技术设备的优缺点。

含油污水;技术;污水处理方法

石油化工污水的种类繁多,石油化工、油轮事故、机械制造等行业由于工业化进程的发达因此产生了大量含油污水。而因为各种不同工业所产生含油污水中的成份含量不同,分离石油污水技术可采用重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,除此以外国内外科研机构针对工艺处理中出现的问题,还在不断的研发新的技术方法。本文对较为常见的重力分离法、过滤法、离心分离法等技术进行了综述,其余生物氧化法、化学法、吸附法、粗粒化法、声波、微波和超声波脱水技术、超声/电化学联用技术等含油污水处理技术就不做一一赘述。

1 重力分离法

重力分离法[1]主要是利用重力作用使污水中的悬浮物质下沉或上浮,达到净化污水的作用,是一种较为常用且具有一定历史的污水初级处理方法。石油化工污水主要含油、氨氮、重金属、大分子有机物、环状难降解有机物等物质,污水中油和水密度不同不相容,在它静止或流动的情况下,会分离出油珠、水和其他物质,针对污水存在的以上特性,近年国内外较为常见的重力分离法设备介绍如下:

陈忠喜等【2】发明的横向流含油污水除油器主要由交叉聚结器与分离器组成,它有效克服了在分离过程中重新混合产生的二次污染。除油器主要由交叉板型聚结器、连通分离器组成,其中聚结器聚结器上、下两面为倾斜封闭板,内部置聚丙烯梯形波纹板,邻层板上梯形槽体轴心线构成某角度。含油污水在经过交叉板型聚结器的过程中,可以将污水中小的分散油珠聚结成为大油珠其他成分沉淀物的固体小颗粒絮凝成大颗粒物质。分离器分为上下两部分,上面为固定带,下面为出泥间隔网带,内部置聚丙烯板组,每板上压成均布的多面凸棱体。经过聚结器沉淀出的大油珠和大颗粒固体絮凝物质在经过倾斜交错的聚结通道后,以横向流进入分离器,从而将水油及其他物质有效的分离出来,提高了分离效率。

聚集型油水分离器是奥地利费雷公司[3]发明的一款专利产品,又称重力加速聚集型油水分离器。该技术采用原料为聚丙烯的波纹板,其中添加了很多该公司研发的特有添加剂。其组成结构是叠加起来的,叠加间距为6mm,如果在运用前检测到水中所含悬浮物种类稍多,可将叠加的间距增加到12mm。在实际应用中,该波纹板具有亲油性,但又不会粘油而且抗老化的优点,从而提高了含油污水的分离效率。但是聚丙烯板材的导热性、延展性和刚度不够,在含油污水处理中使用时间久了,材料如果老化变脆,那么分离出的固体絮凝物和水就有可能造成板材的坍塌。

王敏等[4]发明的波纹板聚结油水分离器,利用水与油比重差,油珠浮集在板的波峰处而分离去除,该技术的优点是可以将水、油与固体物三者完全分离。其设计的特点是将之前广泛应用的有机合成材料制成的聚结板材改为一种该实验室研制开发的涂覆涂料A的镀锌板,该涂料与板材表面粘结力良好,在进行除油清洗后该材料表面除具有很好的亲油疏水性,同时还具有很好的防腐性。因此在长期使用中不用经常清洗,设备维护简单。其良好的除油效果可以去除30μm以上油珠,出水含量小于15mg/L。该技术需要特别注意的是,在进行污水处理前要对原有水质进行油珠粒径分布测试,否则波纹板聚结油水分离器不能发挥其优势。

高效仰角式游离水分离器[5],该方法结合卧式与立式游离水分离器,从仰角方向角度进行,使油和水在立式容器内界面覆盖面积增大,油水界面与出水口距离因此变短,这样能增加油水分离时间,使含油污水在分离中有足够的时间进行。天津大学刘玉花[6]研发的新型高效仰角式游离水脱除器,是一种专门针对高含水含油污水处理的新型高效分离器,在处理大量高含水含油污水时,会加重油水分离器的运转负荷,因此研制开发新型高效油水分离器,可以增加处理量、提高分离效率、减少运营成本。

2 膜过滤法

在处理含油废水的应用中过滤法是一种较为常用的方法,主要是利用介质组成的滤层或者带孔的滤网,当废水通过这种滤层,可以筛分出废水中的悬浮物和油分等杂质。常用有分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。目前较为常用膜过滤法利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。夏福军[7]采用改性聚四氟乙烯膜精细过滤技术处理含油污水,经过试验,在处理含油污水二级过滤器工艺中可选用单根过滤通量为0.556m3/(m.h)的0.8um改性聚四氟乙烯膜滤芯;而单根过滤通量为0.333m3/(m.h)的0.45μm改性聚四氟乙烯膜滤芯,可以作为处理工艺中的二级、三级过滤器使用。该技术处理含油污水后,回注水水质能达到控制指标(含油浓度≤8.0mg/L、悬浮固体质量浓度≤3.0mg/L、颗粒粒径中值≤2.0um)。需注意的是,该工艺需保证进水含油量和悬浮物固体含量≤5mg/L且含油和悬浮物固体质量浓度≤10mg/L。

3 离心分离法

离心分离法是利用可高速旋转的容器,将废水放入容器,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,容器高速旋转利用不同物质的离心力不同,从而分离出废水中的不同物质。这种方法一般用水力旋流分离器。从20世纪60年代末开始[8],国外公司先后研发了双锥双入口型旋流分离器、单锥型旋流分离器和K型旋流分离器,需要提出的是单锥型旋流分离器虽然在设计上与双锥双入口型旋流分离器有相同的分离性能,但是单锥型旋流分离器处理量较之双锥双入口型旋流分离器要高出1倍。而K型旋流分离器的优势在于,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。

4 浮选法

浮选法[8],又称气浮法,这种处理水的方法一直在不断的研究中。过程就是在水中通入空气或其他气体,在水中产生微细气泡,使水中的一些油或者颗粒随着气泡上升,在水面上产生一层杂质层,最后利用其他工具把杂质层从水面捞出。这种法只适用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10~60μm的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20~30mg/L。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法[9]。

由此可见,分离技术是含油污水处理方法的关键技术之一,每种方法在使用中都必须根据所要处理的含油污水水质为依据选取,污水的种类里面含油、水及其他物质比重不同,所采用的处理方法也会不同。因此,在实践中根据自身条件,选取相应的处理技术是各污水产出企业要解决的问题。同时,工业的发展,技术的更新势必造成污水水质的变化,这也为各科研机构随时研发可行的处理技术提出挑战。

[1]陈忠喜,邓述波,夏福军.横向流除油器处理油田污水的研究[J].工业水处理,2001,21(1)∶31-33.

[2]陈忠喜;程继顺;徐洪君;舒志明;裴艳玲;古文革.横向流含油污水除油器[P].大庆油田建设设计研究院,CN98215321.X,1999.

[3]张春霖,张旭军.新型油水分离器在油田污水处理中的应用实验[J].石油化工环境保护,2003,26(1)∶30-33.

[4]王敏,杨昌柱,闫莉,等.波纹板聚结油水分离器的研究[J].交通环保,2004,25(1)∶26-28.

[5]庄建远,王国丽,翁维珑.国外油气田地面工艺技术发展动向[J].石油规划设计,2003,14(1)∶45-53.

[6]刘玉花.高效仰角式游离水脱除器的研究[D].天津大学,2009.

[7]夏福军.改性聚四氟乙烯膜精细过滤器处理含油污水的工业性能试验研究[J].工业水处理,2011,31(1).

[8]桑义敏,李发生,何绪文,等.含油废水性质及其处理技术[J].化工环保,2004,24(增)∶94-97.

[9]丰国斌.一种新型高效除油器的研制与应用[J].工业用水与废水,2003,34(5)∶69-72.

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.04.003

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1008-1267(2015)04-0009-02

2015-03-01

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