含油工業(yè)污水真空分離凈化回用技術(shù)可行性研究

摘要：利用真空破乳薄板斜層分離、高分子粗?；瘜?duì)油污水進(jìn)行分離化，使水質(zhì)達(dá)到GB8978標(biāo)準(zhǔn)。再對(duì)分離出來的油和水，分別用聚結(jié)真空法和可再生反沖洗流化床精濾器進(jìn)行凈化，達(dá)到油水回用指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：含油工業(yè)污水 真空分離 凈化 回用技術(shù)

0 引言

水是我們的生命之源，我國(guó)水資源人均占有2000 m3，僅為世界人均占有水資源的1/4，而北方還不到世界人均值的1/8，與水資源補(bǔ)缺的現(xiàn)實(shí)相比，中國(guó)用水效率不高，每萬元GDP用水量是世界平均水平的4倍。為此，國(guó)家頒布了“國(guó)家清潔生產(chǎn)促進(jìn)法”、“國(guó)家水污染防治法”、GB8978-1996《城市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等法律法規(guī)，并要求污水處理率要大幅度提高，工業(yè)用水重復(fù)利用率提高到60%。治理工業(yè)水污染，已成為當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作之一。

1 本技術(shù)基本原理

1.1 含有污水預(yù)處理技術(shù)

含油污水經(jīng)管道進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池的配水罩，配水罩側(cè)壁有雙層孔口，含油污水成輻射狀均勻進(jìn)入池內(nèi)沉降區(qū)，沿徑向流至池壁，在流動(dòng)過程中流速逐漸減慢，油珠上浮、機(jī)械雜質(zhì)顆粒下沉。水流繞過擋板溢過水堰流入集水區(qū)，上浮的油通過出油堰流入集油區(qū)，下沉的機(jī)械雜質(zhì)沉積池底，通過排污管定期抽出。上浮到集油區(qū)的油，由油泵抽入集油箱，集水區(qū)和集油區(qū)由隔板相互隔開，兩區(qū)中均設(shè)有儀表及控制探頭，以顯示液位并控制含油污水及污油浮式分離器的操作狀態(tài)。

1.2 含有污水分離技術(shù)

經(jīng)調(diào)節(jié)池處理的含油污水，由螺桿泵抽入真空分離器進(jìn)行油水分離。分離器內(nèi)安放薄膜分離盤（波形）組件和螺桿泵。分離器的真空由螺桿泵產(chǎn)生，并使分離器的真空度保持在-0.065Mpa、溫度30-50℃的工況點(diǎn)。根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，此時(shí)油、水面上的界面張力小，更容易使油聚合及破乳，同時(shí)也可以降低所需求的真空度及溫度。進(jìn)入分離器的含污水在分離器真空工況下，水分子和油分子較活躍，相互聚集并分離，聚集成的大顆粒的油滴沿著菱形集油通道進(jìn)入集油室，含有小油滴的液體流向油水分離器的薄膜分離盤（波形）組件。該波形板以聚丙烯為基礎(chǔ)材料，內(nèi)含多種添加劑，使其具有親油而不粘油、抗老化的特點(diǎn)。

當(dāng)含有小油滴水流過一塊一塊地疊加起來的波紋薄膜板，油珠顆粒被波形薄膜板迅速捕獲。根據(jù)斯托克斯公式（碰撞）可知，油珠顆粒將會(huì)迅速上升并聚合成較大的油珠顆粒，聚集在波紋板隆起部分的頂部，形成更大的油珠顆粒，波形板頂部開著小孔，通過這些小孔把油聚集起來，送往上部集油層，波紋型薄膜之間用不銹鋼墊塊分開。因此一個(gè)油珠顆粒只需要向上移動(dòng)6mm即可到達(dá)上一層波紋板，即可與水分開。波紋板頂部小孔直徑一般為12mm，允許集起來的油通過小孔，到達(dá)集油層。由于波紋板隆起的部分逐漸向上變小，含油污水會(huì)沿著波形板以不同的速度移動(dòng)，導(dǎo)致大小油珠顆粒之間的碰撞（即可以集合的可能性）。油珠顆粒變得越來越大，最后通過波形薄膜板把它們分離開來。

1.3 油凈化技術(shù)

經(jīng)真空分離器進(jìn)行油水分離后的油聚集在集油室，由液位探測(cè)器給出信號(hào)，用油泵定期抽到集油箱內(nèi)，廢水進(jìn)入高分子吸附室，利用高分子濾材具有對(duì)油的親和性的特點(diǎn)，使水中的含油量降低至<5mg/L，懸浮物含量<50mg/L，COD<100mg/L。后又進(jìn)入精過濾器進(jìn)行精過濾，在精過濾器中裝有纖維球及核桃殼濾材，利用這兩種濾材比表面積大，吸附能力強(qiáng)，流速高、化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐耐磨性能好，易沖洗再生方便的特點(diǎn)，對(duì)水中的含油，懸浮物，COD等有害物質(zhì)進(jìn)行過慮，使水質(zhì)達(dá)到含油量<1mg/L，懸浮物<10mg/L、雜質(zhì)顆粒<2μm 、COD<

50mg/L色度<30度的中水用于景觀水體標(biāo)準(zhǔn)要求及冷卻水回用水標(biāo)準(zhǔn)要求。

被分離出來的油集中至集油箱中，用齒輪泵輸送至油凈化機(jī)進(jìn)行凈化。油凈化機(jī)是采用聚結(jié)真空分子帶吸附法來對(duì)油中的水份，機(jī)械雜質(zhì)，酸性物質(zhì)進(jìn)行凈化的物理過程。其原理是油從粗濾器進(jìn)入聚結(jié)室，利用粗濾器將油中較大的機(jī)械雜質(zhì)除去后，再利用聚結(jié)濾芯的內(nèi)層過濾材料將油中10μm以上的顆粒雜質(zhì)濾除，由于壓力的作用，含有水份的油液通過聚結(jié)濾芯外面的破乳層和聚結(jié)層聚結(jié)成較大的水滴，在重力的作用下沉淀在分離器下部的儲(chǔ)水筒內(nèi)，乳化油液被破除，但油中還有一些尺寸更微小的水珠在慣性的作用下隨同油液向上至分離器上部的油水分離筒，此分離筒內(nèi)裝有特制的疏水性濾材，當(dāng)油液通過時(shí)，小水珠被擋在油水分離筒外部，被擋在外面的水珠經(jīng)過相互碰撞聚集，尺寸逐漸增大，在重力的作用下沉降在分離器下部的儲(chǔ)水筒中，油又進(jìn)入真空罐內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，進(jìn)一步的將油中更微小的水珠及氣體進(jìn)行濾除，在真空罐內(nèi)裝有脫水脫氣層組件，當(dāng)油液進(jìn)入時(shí)，能將其分?jǐn)偝杀∧顟B(tài)使油中的水珠及氣體能充分暴露出來，在真空度及溫度下，水份就由液態(tài)變成汽態(tài)被抽走，同時(shí)將油中的氣體也一并被抽走，用齒輪泵將油從真空罐內(nèi)抽至分子篩吸附室，在此室內(nèi)裝有高分子材料制成的分子篩，利用其具有吸附油中酸質(zhì)的功能，將油中的酸性物質(zhì)濾除。使油質(zhì)達(dá)到腋壓油及潤(rùn)滑油的運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)，即：油中含水量<50mg/L，機(jī)械雜質(zhì)微粒<10μm，雜質(zhì)含量達(dá)到NAS6級(jí)，油中酸值含量<0.03mgKOH/g，含氣量<0.3%。

1.4 含有污水處理技術(shù)其流程簡(jiǎn)圖如下：

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 油的凈化回收技術(shù)

油的質(zhì)量好壞主要取決于油中水份，機(jī)械雜質(zhì)，極性氣化合酸質(zhì)及油泥的多少，當(dāng)這些成分一但達(dá)到一點(diǎn)比例時(shí)，油的各項(xiàng)性能都下降到一點(diǎn)的時(shí)候就稱之為廢油。因此，本技術(shù)項(xiàng)目中對(duì)含油污水中的油進(jìn)行純物理的方法進(jìn)行凈化，將上述有關(guān)成份濾除使油質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)

準(zhǔn)。

2.2 水的回用技術(shù)

利用真空分離凈化后已將含油污水中的絕大部分油及懸浮物濾除使其達(dá)到了GB8978標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，但要達(dá)到中水回用的技術(shù)指標(biāo)還必須將上述有害物質(zhì)進(jìn)一步濾除，本項(xiàng)目利用了纖維球及核桃殼對(duì)油及懸浮物具有特別強(qiáng)的吸附性能，來對(duì)水中的微量油及懸浮物進(jìn)行吸附，以達(dá)到中水回用的目的。

3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、存在主要問題

3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)含油污水凈化回用產(chǎn)品大都采用生物法、旋流法、曝氣法、沉淀法、加藥法來進(jìn)行初級(jí)處理后，水進(jìn)入機(jī)械過濾器進(jìn)行深度處理凈化達(dá)到回用，油進(jìn)行蒸氣加熱或進(jìn)行烈解反除去有害物質(zhì)達(dá)到回用。

3.2 項(xiàng)目同類產(chǎn)品存在的問題

①對(duì)含油污水中的油處理不徹底，主要是破乳不理想。

②需要建一組池子用于沉降、調(diào)節(jié)、占地面積大。

③由于采用開放式分級(jí)過濾及投加藥物。易形成二次污染。

④建造費(fèi)及運(yùn)行費(fèi)高。

⑤油的再生回用工藝消耗高，油中有害物質(zhì)凈化不徹底，難以達(dá)到合格的運(yùn)行油技術(shù)指標(biāo)。

3.3 國(guó)內(nèi)外含油污水凈化回用設(shè)備主要指標(biāo)對(duì)比

本技術(shù)與國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)比較，具有結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行可靠、能適合發(fā)電廠鋼鐵行業(yè)的含油污水凈化及回用，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便、自動(dòng)化程度高、不易形成二次污染。采用在真空狀態(tài)下的破乳，油的聚合分離，使含油污水中油及是懸浮物的前期分離較徹底，對(duì)后級(jí)分離凈化的壓力較小，高分子粗?；顾械奈⑿∮椭楸淮至；笈c水分離，達(dá)到更進(jìn)一步的凈化水，應(yīng)用纖維球達(dá)到核桃殼反沖洗硫化床。精過濾不僅可提高水質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到回用的目的，還可以提高凈水的產(chǎn)量。用聚結(jié)真空分子篩吸附技術(shù)，再生凈化油，使油中有害物質(zhì)去除徹底。油質(zhì)達(dá)到運(yùn)行中的質(zhì)量指標(biāo)且能耗低不形成二次污染。

國(guó)內(nèi)外其它含油污水凈化設(shè)備，廣泛采用油沉降、旋流，曝氣、生物、加藥、機(jī)械過濾器、蒸汽加熱，反應(yīng)釜法來對(duì)含油污水凈化回用，其適用于初級(jí)處理，凈化量相對(duì)較大，破乳困難，對(duì)于水，油的深度凈化就必須分開進(jìn)行，系統(tǒng)占地面積大、能耗高、自動(dòng)化控制較難，易造成二次污染。

4 技術(shù)市場(chǎng)調(diào)查和需求預(yù)測(cè)

4.1 本技術(shù)的主要用途

本技術(shù)適用于發(fā)電廠，鋼鐵廠的冷卻水，循環(huán)水工業(yè)用水的含油污水的凈化回用，經(jīng)長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查這此污水中含輕質(zhì)油（液壓油、潤(rùn)滑油、燃油）為絕大多數(shù)且含有較多的懸浮物，機(jī)械雜質(zhì)，用本項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行凈化回用，且有特別明顯的作用。

4.2 技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力

4.2.1 技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)

本技術(shù)具有破乳性能好，粗?；潭雀?，凈化油污水中的含油、懸浮物、機(jī)械雜質(zhì)更徹底，回收凈化水、油質(zhì)更高，完全達(dá)到回用表針，且具有操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、可遠(yuǎn)程操作、監(jiān)視的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有著明顯的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

4.2.2 適應(yīng)性好

本技術(shù)采用真空破乳，在真空狀態(tài)下的多層薄板分離及粗?；蛛x含油工業(yè)污水中的油，改變了原有的含油污水中分離凈化技術(shù)，具有凈化效率高，占地面積小，建造費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，效率高，反沖洗更容易等，適用于發(fā)電行業(yè)、冶金行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、冷卻水、工業(yè)循環(huán)水、沖洗水含油污水進(jìn)行凈化回用產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域?qū)挕?/p>

4.3 項(xiàng)目成果應(yīng)用前景分析

本技術(shù)主要在發(fā)電廠，鋼鐵廠的冷卻水，循環(huán)水及工業(yè)用水的含油污水中使用。據(jù)資料顯示。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)我國(guó)目前鋼鐵生產(chǎn)取水量綜合為45m3/T，其中有近40％不同程度的含油污水存在。2002年全國(guó)電力裝機(jī)容量3.53億萬千瓦，發(fā)電量1.64億萬千瓦時(shí)，目前平均每年以4.5％的速度增加新發(fā)電廠，由于資源的匱泛，水資源、油資源已阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國(guó)已相繼出臺(tái)了生產(chǎn)用取水定額標(biāo)準(zhǔn)及收費(fèi)制度，市場(chǎng)需求量猛增，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查市場(chǎng)上的總需求量在6000臺(tái)/年（套）以上（以每臺(tái)套凈化量為10m3/h計(jì)）

參考文獻(xiàn)：

[1]王夢(mèng)恕，黃儒欽.內(nèi)燃機(jī)務(wù)段含油污水的處理.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào).1978-05-01.

[2]王軍良，林春綿，桑利群.淺論城鎮(zhèn)中水回用的可行性.浙江水利科技.2005-04-28.

[3]郭勁松，楊淵，方芳.西部小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版).2005-03-30.