汽車油罐車容量檢定過程中含油污水處理工藝設(shè)計(jì)

陳文琳，鮮青龍，許德福

新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究院 （新疆 烏魯木齊 830011）

汽車油罐車的容量檢定通常以水為檢定介質(zhì)，循環(huán)使用。周期檢定的油罐車罐壁有油品附著，罐底由于不平整也會(huì)有油品殘留，這就導(dǎo)致在清洗以及檢定結(jié)束后水中含有油。含油污水直接用于檢定，不僅會(huì)污染標(biāo)準(zhǔn)器，而且對(duì)水的密度也有影響，水的密度改變將會(huì)影響到油罐容積的檢定精度和結(jié)果；同時(shí)，含油污水若直接排放，將會(huì)污染人們的生產(chǎn)生活環(huán)境，對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)平衡造成危害[1-2]。所以，在不使用化學(xué)藥劑的條件下進(jìn)行含油污水的處理就成為建立油罐車檢定裝置中關(guān)鍵且亟待解決的一個(gè)問題，這種含油污水處理系統(tǒng)的研究，對(duì)提高油罐車容量檢定的準(zhǔn)確度和自然環(huán)境保護(hù)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義[3]。

1　含油污水的一般分類及其處理方法

1.1　含油污水的一般分類

根據(jù)油類在水中的存在形式，含油污水可以分為4類[4-6]。

1）浮油：油以連續(xù)相的狀態(tài)漂浮在水面上，形成一層油膜或油層，這種狀態(tài)下油滴粒徑較大，一般大于100 μm，占油品總量的70%～80%。

2）分散油：油以微小油滴的狀態(tài)懸浮于水中，不穩(wěn)定，靜置一定時(shí)間后，小油滴自然聚集成較大直徑顆粒的油滴后浮到水面，形成大片油膜，其油粒直徑一般為10～100 μm。

3）乳化油：污水中如果含有表面活性劑，會(huì)使油形成穩(wěn)定的乳化液，不易上浮水面，如果只用靜置的方法一般很難使其與水分離，這種狀態(tài)下的油滴粒徑極微小，一般不大于10 μm，大部分為0.1～2 μm，約占油類的5%～8%。

4）溶解油：是一種以化學(xué)方式溶解在水中的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要小，甚至可以小到幾納米，分離極難。

1.2　各種含油污水常用的處理方式

針對(duì)含油污水的類型不同，處理含油污水的方法也有很大區(qū)別，如表1所示[7]。常用的不同處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2[8-13]。

1.3　傳統(tǒng)的化學(xué)-過濾法處理含油污水時(shí)的缺點(diǎn)

1）處理過程中需添加各種化學(xué)藥劑，藥劑成本較高，導(dǎo)致含油污水處理運(yùn)行成本總體偏高。

2）易產(chǎn)生大量浮渣，很難處理，會(huì)造成較為嚴(yán)重的二次污染，同時(shí)污水處理成本也會(huì)增加。

3）過濾器很容易被堵塞，需定期頻繁沖洗，而反洗時(shí)需要停機(jī)，會(huì)導(dǎo)致過濾器的應(yīng)用時(shí)效下降，既影響裝置的整體處理效果，也會(huì)增加運(yùn)行成本。

4）濾料易板結(jié)，反沖洗時(shí)難以徹底排污，需定期更換濾料，濾料消耗大，因此處理成本較高[5,14]。

表1　不同油形含油污水處理方法

表2　含油污水處理方法優(yōu)缺點(diǎn)

1.4　處理流程設(shè)計(jì)思路

基于以上現(xiàn)狀和實(shí)際工作的需要，本文提出在不使用化學(xué)藥劑的條件下，采用“重力分離-氣浮-粗粒化-過濾”的工藝流程來處理汽車油罐車容量檢定過程中產(chǎn)生的含油污水。如圖1所示，初步處理為集水池的一級(jí)沉降處理；二級(jí)處理是指采用重力分離法（隔油池）進(jìn)行油水分離的處理階段；三級(jí)處理是指采用氣浮、聚結(jié)、過濾等方法或組合工藝進(jìn)行油水分離的處理階段。

圖1　含油污水處理步驟

2　含油污水處理裝置的設(shè)計(jì)

汽車油罐車容量檢定過程中含油污水的處理裝置主要由集水池、氣浮式隔油池、聚結(jié)分離池及砂濾系統(tǒng)與含油污水管路依次串連在一起構(gòu)成，如圖2所示。

2.1　集水池

為了保證含油污水以無沖擊的狀態(tài)進(jìn)入隔油池，在隔油池前端設(shè)計(jì)一個(gè)集水池，使檢定完后的循環(huán)用水在進(jìn)入隔油池前先進(jìn)入集水池，使水流進(jìn)行一個(gè)流速緩沖，并在這里完成初步的沉降處理。

圖2　含油污水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2　氣浮式隔油池

通過重力分離法[15]和氣浮法[16-17]結(jié)合的方式搭建的氣浮式隔油池裝置如圖3所示。

圖3　氣浮式隔油池

1）含油污水以基本無沖擊狀態(tài)進(jìn)入隔油池進(jìn)水配水間，進(jìn)水配水間應(yīng)為垂直折流式，二室配置，二室間隔墻下部在一定程度上懸空。第一室下向流，第二室上向流，第一室前應(yīng)設(shè)有除渣裝置，采用不銹鋼細(xì)篩網(wǎng)制作，能夠有效去除水中懸浮物，顯著降低水中污染物指標(biāo)，同時(shí)能夠有效防止后續(xù)設(shè)備被堵塞；第二室與隔油段用配水墻間隔。

2）第二室安裝氣液發(fā)生器，使氣浮法去乳化的步驟在這里完成。

3）經(jīng)氣浮法去乳化后應(yīng)接隔油段，隔油段與出水間以出水配水墻間隔，以隔油段出水堰保持隔油段液面，隔油段之后接集水槽和出水管；隔油段上端液面應(yīng)設(shè)置自動(dòng)撇油機(jī)及集油裝置；隔油段池底宜設(shè)刮油刮泥機(jī)及排泥管；隔油段宜設(shè)非燃燒材料制成的蓋板，并設(shè)置滅火設(shè)施。

2.3　聚結(jié)分離池

聚結(jié)分離池[18-19]分為殼體、分離段、聚結(jié)床等部分，從隔油池出來的污水通過設(shè)置在殼體內(nèi)的聚結(jié)床，油滴聚結(jié)變大進(jìn)而完成油水分離；將波紋板的結(jié)構(gòu)特性和聚結(jié)法的材料特性有效地結(jié)合，可大大提高油水分離的效率。

2.4　砂濾系統(tǒng)

在實(shí)際處理過程中，當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，水量大于設(shè)計(jì)能力，雖已經(jīng)過氣浮系統(tǒng)及聚結(jié)系統(tǒng)處理但仍含有少量乳化油，則需啟動(dòng)砂濾系統(tǒng)。砂濾罐用石英砂做填料，加壓進(jìn)水強(qiáng)行通過濾層，以便濾除剩余的油粒。

3　結(jié)束語

結(jié)合汽車油罐車容量檢定過程中實(shí)際應(yīng)用的需求，在低能耗、低成本、無化學(xué)藥劑的條件下設(shè)計(jì)并完成了一套含油污水處理工藝流程。在參考工業(yè)應(yīng)用油水分離設(shè)備的基礎(chǔ)上，分別對(duì)隔油池、氣浮池、聚結(jié)分離器、過濾裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到了一套含油污水處理裝置，該工藝不僅設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)，而且還可避免二次污染。