气浮除油技术在焦油废水处理中的应用 8页

气浮除油技术在焦油废水处理中的应用一、焦油加工工艺的废水性质将焦油加工为各种化工产品是焦化牛产中的重要环节，也是国民经济发展的需要。但随着热油加工的进行，大量的废水也随之产牛。主要来源有：（1）原料焦油加温静置脱水产生的废水;（2）生产过程中通入的直接汽冷凝产牛的分离水;（3）管道清扫产牛的冷却水:（4）地表污水等。焦油废水的一个特点是含油很高，成分复杂:焦油废水的另一个特点是它含有对环境毒害较大并且国家明令禁止外排的酚，氧等剧毒物质。所有热油废水中的油都以颗粒状态不稳定地存在于污水中，形成水包油的状态，其中浮油（肓径大于100um）约占总含油量的33%,它很容易从污水中分离出来:分散油（肓径在1n-100um之间）约占63%,它也能从污水中依靠重力分离出来，但分离速度较慢;乳化油（肓径在0.1-10um之间）约占4%,它的分散度很高，很难靠重力进行油水分离；溶解油（直径小于0.1um）浓度很低。因此找到一个经济合理的废水治理方法在环保要求日益严格的今天就显得尤其必要。二、气浮除油技术热油废水的处理难度极大，先后采用了贡力分离法、吸附法等进行试验，效果都不甚理想。经过查阅大晕的资料，最终决定采用气浮除油技术。气浮除油技术在我国最早应用于石化行业的废水除油，其上要原理及关键技术如下。1、气浮原理气浮法除油原理就是在含油污水中通过通入空气并使水中产牛微气泡（有时还需加入浮选剂或混凝剂），使污水中粒径为0.25-25um的浮化油、分散油或水中悬浮颗粒附在气泡上，随气泡一起上浮到水而并加以回收的技术。根据产牛气泡的方法不同，气浮处理技术分为溶气气浮、叶轮式气浮和喷射式气浮3种。我们采用的气浮除油技术是先进的射流式溶气系统，利用射流方式在水中产牛大量微气泡（气泡肓径为20-30um的占70%以上）。射流式气浮法具有高效率、低能耗等优点。射流式气浮除油技术的关键在于射水器和曝气头。2、射水器结构射水器结构见图1。含油污水经泵加压（约0.4mpa）后高速进入射水器喷嘴，经过渐缩器进一步加速后在吸入室形成负压，从而吸入空气。空气和水在混合段进行充分混合，在扩散段减速后进入溶气罐。nI空气图1射水器结构乘雷体保3、曝气头结构在射流式气浮法中关键是要形成足够数量的、大小合适的气泡，这上要取决于曝气头。曝气头结构见图2o来自溶气系统的高压气■水混合液在瀑气头内压力得到释放，从而产生大量的气泡。气泡大小可通过曝气头的可调间隙（见图2）来进行调整。三、气浮除油技术的应用与改进1、现场使用效果在实验宝完成气浮除油、加药浮选等试验后，乂在气浮除油机上进行了工业试验。经过试验发现，该气浮除油机的除油效果良好，对COD和酚也有一定的去除作用。出水水质从外观上观察含油量明显下降，取样吋外壁不再产生油污“挂壁”现象。同吋，对影晌气浮法除油效果的主要因素进行了初步分析。表1是2004年3月1~16口气浮处理前后废水上要指标对比情况。n表1气浮除油机处理效采日期取样地点油浓度/(nmL，｝去除率/%酚浓度/(翊L'*)去除率/%OOD/(msL*)去除率/%3月1日处理前7RR68.51933：3243.61192041.6处理后2481090.9169603月2日处理前2300045.65752.9218.3338405.9处理后125144698.72318403月3日处理前227255.14081.2629.32000018.4处理后10212883.99163203月4日处理前32444.62371.95153604.1处理后2242981.88147203月5日处埋前56052.71780.8432.81016029.1处理后2651197.2772003月8日处理前524850.01063.241348046.3处理后26241365.9472403月15日处理前1177.5处理后1293.273月16日处理前处理后3825.244743.9024160二.21760^雷辣保从表1可以看出汽浮除油技术的除油效果较好严均去除率可达到52.75%,这与除油设计目的是相吻含的。同时，气浮除油对废水屮的酚类物质和Cod也有一定的去除效果、平均去除率分别达到了31%和22.2%。从数据中还可以看岀，不同时期3种指标的去除率波动较大(除油率在40%~70%之间波动)。对此，作如下分析:气浮除油技术只对浓度小于1g/l的轻油具有较高的去除率而焦油车间内部废水来源十分复杂，既有轻质油也有焦油类贡油，且目前没有条件对气浮进水作均和处理，这是造成去除率波动的上要原因。事实上，含酚和Cod的下降是由于气浮机去除了一部分油所致，这些油屮含有酚，同时油含量的下降也降低了废水的化学需氧量，即气浮除油技术木身对降低酚类物质和coD的效果并不明显。2.影响气浮法除油效果的因素(1)废水木身含油的性质。由于是利用了微气泡吸附力及气泡向上浮力所以，彻质愈轻，除油效果愈好。水互溶性愈差，气浮效果愈好。(2)废水温度。混度愈高，气体的水溶性愈养;压力愈高，水溶性愈好，在工作压力较高(0.3-0.4MPa)时，压力相对于水派影响更占主导。另一方而，温度愈高，废水中油类粘度愈低，氢键等化学键力愈小，愈有利于废水中分散油及乳化油的去除。综合考虑除油效果、节能及环保效应，一般废水温度保打在40-60°c为宜。(3)气水比，气水比愈大，单位流量内气泡数量愈多，抽珠接触的机会也就愈大:油珠附着气泡上浮的机会随Z增加，处理效果就会提高。但进气晕过大时，在射水器混合段内无法形成均匀的溶气(气■水)混合物，气浮效果就会下降。气水比可通过溶气罐内压力来间接控制。经调试研究，气浮除油机溶气罐内压力为0.38MPa左右时除油效果最佳。图3为在其它条件相同时，进气浮机废水含油为1000mg/l情况下，除油效果随气水比(或溶气罐压力)变化的趋势图。n6040Q1■丄■■■I0.10.20.30.40.5060.7溶气罐压力/MPa图3溶气罐压力•气浮除蕃率龍躱I保{4)气泡大小。小气泡上升速度慢，小油滴容易被捕捉，大气泡上升速度快，大油滴容易被捕捉。气泡大小可靠曝气头来控制(见图2)o(5)气浮药剂。釆川气浮助剂、混凝剂和发泡剂，I可以提高气浮法处理含油污水的效果。2.问题及改进措施经过一段时间的运行和摸索，该气浮除油技术还存在如下一些问题：(1)气浮机只能除去水中的轻质油，对焦油类重油效果不佳。(2)少量进入气浮机的重油容易使曝气头发生堵寨现彖，对蔡结晶形成的乳化油去除效果不理想。(3)浮油排除效果不理想滩以自动进入排油管。对此，采取如下措施予以解决(1)在气浮机前设计了两个70t的高置槽，且在高置槽内设置了加热器，含贡油污水进气浮机前先进入两个高置槽加热到最佳除油温度40〜60叱后，静置沉淀，定期放出重质油。(2)由于加热作用，蔡结晶化为油类析岀:气浮循环加压泵不间断运行，定期对气浮机进行蒸汽清扫去除机内和曝气头内的油渣。(3)在废水浮油层上方加设可调角度的压缩空气自动吹扫浮油装置，何隔一定时间自动将水而浮油层吹入渣油管排出。(4)为进一步提高除油效率，下步可考虑加入一些絮凝剂如PAM、铁欲等药剂。经过采取以上措施(未加药剂)之后，在2004年9月又做了一个月的标定:其结果如下:油的去除率为89.3%,酚氧的去除率为33.1%,COD的去除率为57.0%。从以上结果IIJ一看岀，改造取得的效果明显。4o结语经改进后的射流式气浮除油技术具有流程简捷、运行成本低、除油效率高、自动化水平高、社会效益显著等优点。随着国家环保法规的日益完善，该废水处理技术对热化等行业有着较大的推广价值。ndiH：la3%9/j.issnL006-6896201003029气浮选含油污水处理技术吴琦(大庆油田采油五厂)摘要:通过对射流丸七浮、全压冰气犬气浮、改进5!淖七弋浮三种不同歸构I浮逸设备在大床汕旧疫油五厂含油污水处理的应用清况址行总蛇，轉I浮选徐沏載JUSI计特点、处瑾败果、投讼等址拧分析对比.对适舍五厂地区舍油污水处履的％浮设备提曲定议和认识.关at词：代浮选；除油；w用效果1工艺原理气浮选用于含油污水处理的基木原理是在含油污水屮通入大虽微小气泡，并将其作为载体与污水屮的油珠和悬浮絮粒相互粘附，形成整体密度小干水的浮休卜•浮至水面，使污水中的油珠和悬浮状的物质与污水分离，达到净化污水的目的。气象与汗缩机屮的斥缩空气混合进入混匀號通过滋枫碰掩.大分子空气被旌转切割成小分子气泡,巴并快速祥入水屮.气液允分混合厉进入气液反丿斓产实包压.使空气在水川达到理想饱含状态，气液形戚15-30Um敘密的涪气水进入爪力浮选肛元.将污水屮的分瞪t抛升到顶部.处劭后的水进入出水槽.经出水象外输.液向卜•杠的汕收到集油椚,n流排出(見图2).二會呗溶气方式为洛气比含油污水通过溶_-气决"丁图2濬浮结构示点图2装置结构特点气浮法处理含油污水，据水屮形成气泡的方式和气泡大小可将浮选注分为四种爻型，即溶气气浮法、导气浮法、电解气浮法和化学气浮法.其屮常用的方決有加床溶气气浮沈、叶轮式T浮法刃魔谎式气浮法°为解决大庆油山采油五厂部分含油污水处理站污水处理莆以达标的问题.2004年以来.分别选用r不同结构待点、溶气方式的气浮选除袖技悅取紂r一定的效果.为改进含油汚水处理I艺提岀r新的技术途他主整川川『射淹式％浮、仝爪洛气式气浮及改进住溶气气淳•(1)对流式气浮选除油製岂.射流式气浮选Mt汕肄主袈由气睜区、斜板区和囊冲区三个部分組成”啊设讣川将缓冲水罐与气浮芨宜合：为一.并在气浮与出水缓冲间增加斜板区.提福处理效果"洛代方式为射流」1「K通过循环象输送至射流器，从射流骼聯唏局速喷出时将周围空气一起带走，空气源源不斯吸入水X与水充分混和并进行能量交换，同时被切割成微小气泡并进入气浮池进行水的气浮处理(见图1)。(2)仝斥溶气式气浮选除油装迓.全冷溶气式气浮选除油黠主要由混匀骼、气液反W罐和浮选罐(3)半汗改进型济气气浮选除油装置「改进型洛气气沖製置整体呈龙方体，它集凝聚、气浮、撇渣.沉淀.刮泥为一体•装垃主休由池休.斜板、溶气水回流茲宜、刮油装老和刮泥装宜五大部分组成.潯气方式为溶气式.空爪机屮的爪缩空气与冋流水册斥进入再气罐后.经扩散融!喷射.能够在较短的时何内形城砾幣气水(见图3).nww.cnki.nein3现场应用及效果分析(1)射流气浮应用悄况及效果分析.高一联污水处理站投产于2004年10设计处理能力800()mid.实际处理能力6500mS/d,建站初期污水处理系统上要设施为3台射流气浮设备.采川象洗式核桃充过滤流程.从射流气浮丿应川悄况看，投产初期來水为水U汚水，气浮后岀水會汕降±50mg/L以内.除油效來在70%左右.能够涵足后端水处理嬰求.2006年,由于见聚圉素的影响,來水水质开始恶化，含聚浓^晟馬达117呷/1・・射流气浮除油效率仅2()%左右，出水水质不能达标，严垂影响了后端的水质处理，阳一联水质无法达标.通过对射流式气浮结构进行分析.J找见聚后射流气式浮除油效率低的原因：一是射流气浮设备气浮段射流器吸气不均匀，勺液在射流器内接触的时间太短’混合不均，气泡直能跑达到50山》以上，溶气效率低，不能较好地携带油污和絮凝休上浮。气浮段分离速度过快，水力停留肘间过短.致使气浮段未完全分离就流到了斜板段，一是由于含油污水屮聚合物逐年增加，水相和油相的粘滞系数增岛，便得斜板区不但不能达到预期的除油效來，反而成为处理流程中的摇嵯.三是浮选收油系统靠人匸调节，斥渣严重,致便出水折标不稳定.(2)仝床溶气气浮现场2用情况及效果分析.鉴于射流式气浮除油效果筮尢弘淆足含康污水处理婴求■为降低I皿投资，亦原射流式气存呈础I,保團康％浮机外代，改哎只内部姑构.増加混匀鼎、气液反映確等设备.改造为金爪洛气式气Th以满足水晰处理耍求.仝爪洛气气浮「2009年10丿J投产运行・由应川后的运行数舸可知，來水水质含汕较低闵在前端加药.來水會汕在5()mg/L但增加r后续汚水处理诽度。经气浮选徐油后，出水水质含汕降至30mg/L以内，除汕效率在70%左右.出水水质完公少标，从短期W川效果来石，能够満足后端水质处理要求°说明仝压浇气气浮能够满足目前含聚污水水质处理要求。(3)改进型溶气气浮应用情况及效果分析.杏V-I【污水“5、1、r处理站，始建与2008年8丿J,设计处理能力12000m3/H,目前实际处理能力5K00曲4采用“改进型溶气气浮r微生»T膜过滤’的处ffl!±r.艺.改进世溶气气浮除油技总于20W年lin4H投产运行.对改进型洛气气浮的应川效果进行分析.气浮IrUiK.1111IiJibvuCJU11IlvJlJGI.IkIl匚tLJII选前進来水为普通水驱污水.由于其先经缓冲隔油池后送入气浮选，•來水水质较好，含油50mg/L,但给后端气浮选除油增加「卅度。气浮选除油后水质平均含油降到20mg/1.以内.除油效率在75%左右.含油量全部达标.由于后续还有•膜处理I.艺.所以气寻木身＞1、加药，悬浮物去除申较低，但水质能够講足后端水质处理腰求・杏IT-I含聚汚水处理站始建与200X年*丿J.设讣处理能力I5onm「/d,实际处理能力1()皿)d"釆flT改进3K浮T微生韌f的处理主I：艺.改进5!器气式代浮除油转置于2(X)9年11)114日投产运行.对改进型济气气浮的2用效果进行分析.气浮选前瑙来水为集驱污此含聚浓度为33mg/Lo水水质较差，含油在300mg/L以匕气浮后出水水质含油在50mg/L以内，除油效率在90%左右°从短期W用效果來看，改进型溶气气浮除油效果较好，能够满足目前低含聚污水处理要求.4结语对采油五厂应用的三种不同结构、不同溶气方式的气浮选除油设备进行应用效果.结构特点、投资等总结対It見表】•表1P浮选除油装且应用牧果及经济效益对比射诡代浮全乐沛r气浮改进型濬r气泮水老聚驰醱駆单幺业理僮力/«»•lr1120120120350350财減mn泡rPS大佃儿15015-3015-30R水慟时韧曲.2019-213-5阿绽比/低30025是否加釣爲豪刑否15mx/kw・h•广'J040和7020707590離设段KJ力元150110160邮年远行費用/方元182015.1占堆面识大稍大小論单复杂(1)对比射流式气浮与溶气式气浮的气浮性能.济气式气浮是在泵的多级升斥过程屮完成的,气休淞解度容易控制.气泡直禅小于30Mm,溶解效果更理想.采用濟气气浮优于身烦气浮c(2)根据不同來水条件进行对比，射流式气浮和改进型溶气气浮都能够満足普迪水驰污水处理婆求.改进型苹气气浮在除油效率、出水水质方面优于射流式气浮；射潦气浮不能欄足含聚驱泻水水质处理姿求，洞气气淳和改进別W气代浮都能够洒足含聚污水处理要求.但除油效率、出水水质方血改进型溶气气浮优于全斥溶气气浮C(3)从建设投资及年运行费用•來看，改进型溶气气浮一欢性投资虽高，但年运行费用最低；全斥溶气气浮一欢性投资低于射流气浮，但在年运行费用上高于射流气浮.(4)从占地向积、操作性看，改进型溶气气浮占地面积最小，但操作门动化程度相对高，对按作人员的婆求高于射流气浮和溶气气浮。(5)目前，溶气式气浮和改进型溶气式气浮投产时间较短，应用效果还需进一步跟踪观察°n(栏目主持关梅羽｝