多元復(fù)合型浮選劑在煉油廢水處理上的應(yīng)用

潘劍鈞

（南京金陵亨斯邁新材料有限責(zé)任公司，江蘇南京 210047）

應(yīng)用技術(shù)

多元復(fù)合型浮選劑在煉油廢水處理上的應(yīng)用

潘劍鈞

（南京金陵亨斯邁新材料有限責(zé)任公司，江蘇南京 210047）

為了提高浮選工段的運(yùn)行效率，煉油廢水通過浮選劑換型，對(duì)運(yùn)行狀況、去除效果和后續(xù)影響等方面進(jìn)行了應(yīng)用總結(jié)。結(jié)果表明，多元復(fù)合型浮選劑對(duì)水中油、化學(xué)耗氧量（COD）有較高的去除效率，并能顯著改善污水的抗沖擊性和可生化性。

浮選劑 多元復(fù)合 煉油廢水

煉化企業(yè)升級(jí)改造和污染物排放指標(biāo)的提高，對(duì)其廢水處理提出更高要求。污水處理場(chǎng)應(yīng)在完善流程的基礎(chǔ)上，最大限度地發(fā)揮每個(gè)工段的作用［1-2］。浮選工藝在“老三套”流程中承上啟下，通過選擇針對(duì)性的浮選藥劑，優(yōu)化調(diào)整加藥流程，在去除浮油的同時(shí)，還應(yīng)最大程度地降低生化負(fù)荷、平穩(wěn)水質(zhì)，對(duì)后續(xù)生化工段產(chǎn)生積極影響，從而提高污水處理場(chǎng)的總體水平［3-4］。

1 裝置介紹

某煉油污水處理場(chǎng)在隔油、浮選、生化“老三套”工藝基礎(chǔ)上改擴(kuò)建，形成“罐中罐收油+兩級(jí)氣浮+兩級(jí)生化+后浮選+氧化塘”的工藝流程，其排水主要污染物指標(biāo)如表1所示。

表1 煉油總排出水水質(zhì)指標(biāo) 單位：mg/L

其污水處理原則流程見圖1。

圖1 煉油污水處理場(chǎng)工藝流程

2 現(xiàn)狀與要求

2.1 現(xiàn)有處理水平

煉化企業(yè)對(duì)含油污水的處理大多數(shù)仍采用隔油、浮選、生化的“老三套”工藝進(jìn)行，污水處理場(chǎng)各工段水質(zhì)控制指標(biāo)見表2。

表2 “老三套”常規(guī)工藝控制指標(biāo)單位：mg/L

按照常規(guī)的設(shè)計(jì)要求，浮選單元主要功能是去除水中油，一般要求含油去除率達(dá)75%左右，而污水COD的去除主要靠生化系統(tǒng)來完成［5］。

2.2 任務(wù)及要求

煉油加工能力的提升，使多數(shù)煉油企業(yè)加工的高硫重質(zhì)油比例逐步上升。高硫油的開采煉制和深加工裝置的投運(yùn)，導(dǎo)致污水中不但含油量增加，而且?guī)в心z質(zhì)狀物質(zhì)、焦粉及多種化學(xué)物質(zhì)，成份更趨復(fù)雜，處理難度加大［6］。與此同時(shí)國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求更趨嚴(yán)格，部分地區(qū)開始實(shí)行更嚴(yán)格的地方污排標(biāo)準(zhǔn)。這就要求煉油污水處理場(chǎng)應(yīng)最大限度地發(fā)揮每個(gè)工段的作用，提高總體處理水平。

浮選工藝在“老三套”流程中承上啟下，通過選擇針對(duì)性的藥劑，在去除水中油的同時(shí)，還要盡可能地降低出水COD值，對(duì)后續(xù)生化工段產(chǎn)生積極影響，為污水最終達(dá)標(biāo)排放創(chuàng)造條件。

2.3 問題及思路

目前浮選工段主要存在以下幾個(gè)問題：

1）煉油污水處理場(chǎng)來水經(jīng)隔油后直接進(jìn)入浮選工段，因此水質(zhì)水量都有較大波動(dòng)；

2）污水處理場(chǎng)泥渣脫水形成的“場(chǎng)內(nèi)水”造成收油、排渣、脫水的惡性循環(huán)，使浮選出水水質(zhì)惡化；

3）傳統(tǒng)藥劑組合（PAC+PAM）對(duì)來水抗沖擊性差，出水油含量達(dá)30～40 mg/L，不利于生化處理。

浮選工段是整個(gè)污水處理流程中的一個(gè)有機(jī)組成部分，是進(jìn)入生化工段的有效保障，要開好生化裝置，首先要確保進(jìn)入生化的水質(zhì)和水量較為穩(wěn)定。這一目標(biāo)可通過浮選工段改善優(yōu)化操作得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高生化工段乃至整個(gè)污水處理系統(tǒng)的總體水平。

2.3.1 選擇好浮選工藝

煉化企業(yè)污水處理浮選工段布局大都以兩級(jí)氣浮為主，其中渦凹?xì)飧。–AF）+溶氣氣?。―AF）工藝組合逐漸成為多數(shù)新建或改造污水處理場(chǎng)的選擇［7］。

2.3.2 綜合考慮，選好藥劑

要使浮選工段達(dá)到最佳處理效果，選擇適合的浮選藥劑至關(guān)重要。目前含油廢水的浮選藥劑主要采用混凝劑和絮凝劑組合，一般為無機(jī)和有機(jī)藥劑（聚合氯化鋁+聚丙烯酰胺，PAC+PAM）組合［8］。

浮選工段一般使用無機(jī)型藥劑作為破乳助凝，使用有機(jī)型藥劑主要為絮凝成渣。浮選藥劑投加方案包括投加順序、位置、濃度、藥量等都應(yīng)反復(fù)實(shí)踐優(yōu)化，并考慮對(duì)生化工段的影響。

2.3.3 加強(qiáng)管理、保障出水

氣浮工段應(yīng)通過加強(qiáng)運(yùn)行管理，控制好各項(xiàng)工藝參數(shù)和操作要求，根據(jù)進(jìn)水量、溶氣釋放、池面反應(yīng)、成渣效果和排渣頻次等情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保浮選出水達(dá)到最佳水質(zhì)狀況。

3 浮選劑的選擇

3.1 絮凝劑的發(fā)展簡(jiǎn)述

絮凝劑產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)大體上由單一向多元、由通用型向?qū)Ｓ眯退巹┓较虬l(fā)展，形成無機(jī)產(chǎn)品和有機(jī)產(chǎn)品并用，以滿足不同用戶需求的格局［9］。而在污水處理領(lǐng)域，多元復(fù)合有機(jī)產(chǎn)品有逐步取代無機(jī)產(chǎn)品的趨勢(shì)。

3.2 浮選藥劑的作用機(jī)理

一般而言，混凝劑、絮凝劑主要是通過雙電層壓縮、電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕等機(jī)理作用去除水中油和懸浮物，部分藥劑也可通過對(duì)乳化油的破乳、對(duì)溶解物的反應(yīng)吸附等增加處理效果。

藥劑對(duì)浮選的處理效果主要表現(xiàn)為破壞細(xì)小的油滴和固體懸浮物的穩(wěn)定狀態(tài)，在一定的水力條件下通過細(xì)小油滴以及其他微粒間的相互碰撞和聚集形成直徑較大的油滴和絮狀物，使得形成的油滴和絮狀物粒徑大于或等于氣泡的直徑，通過粘附于氣泡而浮出去除。因此對(duì)于小于氣泡直徑的油滴和懸浮物的去除，合理的藥劑起著至關(guān)重要的作用。

3.3 浮選藥劑篩選依據(jù)

在國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)研究使用過程中，聚合氯化鋁鐵（PAFC）在對(duì)含油污水處理效果突出，其原因在于聚合后的三價(jià)鐵離子對(duì)乳化油有一定破乳功能和對(duì)硫的去除效果［10］。而高效復(fù)合混凝劑產(chǎn)品，主要是在PAFC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上復(fù)合了有機(jī)高分子物質(zhì)，從而相應(yīng)增大相對(duì)分子質(zhì)量，提高了絮凝能力，同時(shí)具有一定的破乳脫色功能，對(duì)含油污水處理效果明顯。在高分子多元聚合絮凝劑應(yīng)用方面，針對(duì)深加工高硫油污水的專用型絮凝劑，由于此類產(chǎn)品是為含油污水浮選工段設(shè)計(jì)開發(fā)，具有更強(qiáng)的針對(duì)性。

結(jié)合污水處理場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況，選用某藥劑廠高效復(fù)合混凝劑+多元聚合絮凝劑組合，取代原先傳統(tǒng)PAC+PAM藥劑組合，作為浮選工段的新藥劑。通過浮選藥劑篩選及工藝優(yōu)化，評(píng)估其對(duì)污水處理過程的影響。

4 運(yùn)行情況分析

經(jīng)過四個(gè)多月的運(yùn)行調(diào)試和藥劑配比，至三月份各方面水質(zhì)指標(biāo)趨于穩(wěn)定。

4.1 加藥系統(tǒng)及加藥點(diǎn)

加藥系統(tǒng)如圖2所示。

4.2 藥劑投加量

圖2 浮選藥劑投加點(diǎn)示意圖

經(jīng)過多次調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量，確定藥劑投加量如表3所示。

表3 藥劑投加方案

4.3 出水油含量分析

出水油含量如圖3所示。

圖3 3月份浮選進(jìn)出水油含量圖

三月份浮選工段出水水質(zhì)穩(wěn)定，平均油含量為20.3 mg/L，日測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均低于內(nèi)控指標(biāo)25 mg/L，創(chuàng)近年來最好水平。從三月份數(shù)據(jù)曲線分布來看，進(jìn)水油含量有較大波動(dòng)，有兩個(gè)值超200 mg/L，但出水油含量較低，基本無波動(dòng)，油去除率達(dá)到75%以上，顯示出浮選工段在浮選藥劑換型以來，操作工況調(diào)整到最佳狀態(tài)，如圖4所示。

圖4 1～3月份浮選出水油分布圖

4.4 浮選出水COD分析

浮選出水COD如圖5所示。

圖5 浮選出水COD分布圖

三月份浮選工段出水水質(zhì)穩(wěn)定，COD月均值470 mg/L，繼一月份來低于500 mg/L以下，創(chuàng)浮選出水COD最好水平。從三月份數(shù)據(jù)曲線分布來看，總體波動(dòng)幅度平穩(wěn)，有兩個(gè)點(diǎn)超過700 mg/L，其主要原因是受到隔油工段高濃度污水沖擊所導(dǎo)致，而浮選工段在此期間顯示良好的抗沖擊性，出水油含量未超標(biāo)，出水COD隨即回復(fù)到正常水平，說明多元復(fù)合型浮選劑具有一定的抗沖擊性，在短時(shí)間內(nèi)能平穩(wěn)出水水質(zhì)。由圖6能反映出浮選工段進(jìn)出水COD的相對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4.5 出水可生化性分析

圖6 浮選進(jìn)出水質(zhì)趨勢(shì)圖

表4 近期浮選出水水質(zhì)表

理想的浮選劑在應(yīng)用過程中應(yīng)該在去除浮油、最大程度降低出水COD的前提下，盡量減少對(duì)生化的影響［11］。否則由于絮凝劑有一定的相對(duì)分子質(zhì)量，化學(xué)構(gòu)成復(fù)雜，分子鏈很長(zhǎng)，使殘留物在生化階段難以分解，形成二次污染，影響生化系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果。相關(guān)數(shù)據(jù)見表4。

由表4可見，隨著浮選出水COD均值的階段性下降，出水BOD反而呈略微上升趨勢(shì)，從而使出水B/C（BOD/COD比值）呈升高趨勢(shì)，也就意味著進(jìn)生化工段的廢水可生化性得到改善。是否是新藥劑換型產(chǎn)生的良性作用還有待進(jìn)一步驗(yàn)證，但是浮選出水COD下降、可生化性提高對(duì)生化工段的良性影響是存在的，如圖7所示。

4.6 全流程的影響分析

圖7 浮選出水可生化性示意圖

要使污水處理場(chǎng)出水穩(wěn)定地達(dá)標(biāo)排放，在目前工藝流程下，各工段工藝控制指標(biāo)必須盡量達(dá)到以下幾個(gè)條件：

1）進(jìn)水水質(zhì)水量穩(wěn)定，隔油后污水COD＜800 mg/L，油＜100 mg/L；

2）浮選出水COD＜500 mg/L，油＜25 mg/L；

3）提高污水可生化性，確保一級(jí)生化去除率達(dá)到75%，二級(jí)生化去除率基本達(dá)到50%。

其中第2條最為關(guān)鍵，這從幾個(gè)月來各工段水質(zhì)也能看出這一點(diǎn)，三月份浮選出水平穩(wěn)，油含量100%達(dá)標(biāo)，而一級(jí)生化、二級(jí)生化、MBR出水COD均創(chuàng)新低，表明新型浮選劑發(fā)揮了較好的作用。見圖8。

圖8 近期各工段COD分布圖

5 結(jié) 語(yǔ)

5.1 階段性總結(jié)

根據(jù)1～3月份污水處理場(chǎng)各工段的運(yùn)行狀況，對(duì)比以往各工段運(yùn)行數(shù)據(jù)表明：投加多元復(fù)合浮選劑以來，污水處理場(chǎng)運(yùn)行、水質(zhì)數(shù)據(jù)有了較大改觀，并且呈現(xiàn)良好穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，取得了階段性成果：

1）多元復(fù)合浮選劑有效去除污水中的浮油，對(duì)乳化油有較好的破乳作用，抗沖擊性好。

2）降COD幅度較大，來水水質(zhì)沖擊時(shí)，出水仍能保持平穩(wěn)水平，COD去除率達(dá)到40%～45%。

3）有效改善進(jìn)生化水質(zhì)可生化性能，對(duì)后續(xù)工段造成良性影響。

5.2 后續(xù)改進(jìn)措施

1）水量波動(dòng)對(duì)浮選工段也存在較大影響。調(diào)整浮選工段水質(zhì)水量平穩(wěn)，進(jìn)一步優(yōu)化操作。

2）離心泵輸送污水存在重新乳化現(xiàn)象，是否要對(duì)二級(jí)氣浮工段投加有機(jī)藥劑，有待進(jìn)一步研究。

3）二級(jí)氣浮是全溶氣氣浮，在運(yùn)行模式是否另有選擇，以進(jìn)一步降低運(yùn)行成本、藥劑費(fèi)用和能耗，涉及到局部工藝改造。

4）對(duì)富含乳化油、溶解油的來水，怎樣在氣浮工段最大程度地破乳析出，還需進(jìn)一步研究總結(jié)。

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App lication of m u lti-com ponent flotation agents on refinery wastewater treatm ent

Pan Jianjun

（Nanjing Jinling Huntsman New Material Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210047，China）

BY changing the oilYwastewater flotation agents，a periodic summarY is given upon to the operation situation，removal effect and consequent effect.The summarY shows that the multi-component flotation agents have highlY removal efficiencYon the oil and COD in wastewater，meanwhile theY improve the shock resistance and the biodegradabilitY of the sewage.

floatation agents；multi-component；refinerYwastewater

TQ09

B

1006-334X（2015）04-0039-05

2015-10-21

潘劍鈞（1971—），江蘇南京人，工程師，主要從事環(huán)保管理工作。