旋油油水分離技術的探討與應用

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活動中不可缺少的物質資源，隨著石油石化發(fā)展的進程，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，污水處理技術面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，為實現能源、環(huán)境與社會責任之間的和諧，支持和推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國污水處理工藝技術的應用與發(fā)展也顯得越來越重要。了解和分析含油污水處理技術的現狀對我國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,結構簡單,是一種很有發(fā)展前途的含油污水處理設備。

二、含油污水處理技術現狀

1.重力沉降

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

2.旋流分離技術

其主要工藝流程為:含油污水→旋流分離器→過濾→出水。

水力旋流技術是一種有前途的油水分離技術。其機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、對運動不敏感、操作壓力范圍大、處理后水含烴量小于40mg/L。與機械分離機即沉降離心機、過濾離心機以及分離離心機相比,它們的分離因素相當,但旋流器無運動部件,在價格、性能和操作方面均比機械分離機優(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。與二級氣浮技術相比,二者處理粒徑相當,但旋流器具有除油效率高、一次性投資小、占地面積小、維修費用小等優(yōu)點。

3.氣浮技術

其主要工藝流程為:含油污水→氣浮裝置→過濾→出水。

氣浮就是在含油污水中通入空氣或設法使水中產生氣體,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用了氣浮除油技術。

4.膜分離技術

隨著膜科學的飛速發(fā)展,利用膜處理含油污水已逐步被人們接受并在工業(yè)中應用。膜分離技術被稱為21世紀的水處理技術,國外已經開始研究使用。大量的文獻和試驗表明,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,膜分離技術處理含油污水在國內處于剛剛試驗階段。

三、旋流分離技術處理工業(yè)含油污水應用實例

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.水質分析

含油污水主要來自輕烴分餾分公司、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。

含油污水水質指標

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，性能參數見下表。RS-300型性能參數表

流量公稱直徑出口含油量300mg/L 10m3/h Φ300設計工作壓力0.5～1.0MPa設計工作壓降0.2～0.5MPa進口含油量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為基礎的高效油水分離器，其工作原理如下：

旋流管由進口、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后經提升由旋流腔上的進口進入分離器，形成螺旋流動。經收縮腔、尾錐兩級收縮，使流體增速并在分離器的內部形成一個穩(wěn)定的離心力場。根據斯托克斯(stokes)定律，油水混合液中重相水在強大離心力作用下被拋向旋流器內壁呈螺旋態(tài)從底流口排出，輕相油則向分離器的中心聚結形成油芯，從溢流口排出，實現油水分離。

4.工藝流程

含油污水進入旋流油水分離器后，在分離器內形成螺旋流動，經收縮腔、尾錐兩級收縮，使流體增速并在分離器的內部形成一個穩(wěn)定的離心力場，油水混合液中輕相油向分離器的中心聚結形成油芯，從排油口排出，并通過余壓進入污油儲罐V101；油類去除率達到95%，重相水在強大離心力作用下被拋向旋流器內壁呈螺旋態(tài)從出水口排出，并通過余壓進入組合氣浮機，進一步強化污油去除效果，達到生化處理單元進水條件。

四、結論

1.油水分離器含油去除率達到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水要求.

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

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，可以直接應用于工業(yè)含油污水的預處理；由于其操作壓力低,結構簡單，而將成為是一種不可替代的含油污水處理設備。

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

[2]陳翼孫.氣浮凈水技術的研究與應用.上海：科學技術.

[3]馬云，黃風林，田小博.煉油廠污水處理回用綜述.安徽化工,2005.