CN106745991A - 电脱盐污水预处理除油***及其除油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电脱盐污水预处理除油***及其除油方法，其包括：依次连接的气能絮凝装置和多相流气浮装置，所述多相流气浮装置包括多相流气浮槽、多相流气浮刮渣机，所述多相流气浮槽内由多相流气浮混凝区挡板、多相流气浮絮凝区挡板、多相流气浮溶气释放区挡板和多相流气浮清水区隔板将多相流气浮槽分隔成多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区、多相流气浮溶气释放区、多相流气浮分离区和多相流气浮清水区。本发明的气能絮凝与多相流气浮组成的组合装置对于含不同浓度乳化油和COD的电脱盐污水均具有较好的处理效果，能有效应对电脱盐污水的水质波动、耐冲击性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种电脱盐污水预处理除油***及其除油方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
原油电脱盐的目的是脱除原油中的无机盐和水，避免对其后续的加工工序带来设备腐蚀、催化剂中毒等影响。电脱盐方法是在原油中加入一定量的破乳剂和水，在一定温度下使原油中的盐溶解于水中，然后借助高压电场和重力场的作用使溶解有盐分的分散相水颗粒聚结、并从连续油相中分离，从而实现原油脱盐、脱水的目的。该过程产生的污水即为电脱盐污水。
近年来，随着原油劣质化以及强化采油技术的普遍应用，炼油企业加工重质、劣质原油的比例不断增加，导致电脱盐污水的复杂程度和处理难度不断增大。一方面，电脱盐污水中含有大量乳化油和微小固体颗粒，由于微小油珠易被表面活性剂和疏水固体颗粒所包围形成稳定状态悬浮于水中，因此这种状态的油很难用常规重力分离法从污水中分离去除；另一方面，当加工高酸高钙原油时，电脱盐过程产生高浓度COD和钙、铁盐污水，钙盐浓度过高将引起污水处理***沉积结垢，造成管道堵塞并加速设备腐蚀，并使生物反应器有效容积减少；此外，高酸劣质原油中富含胶质、沥青质，使得电脱盐污水中含高浓度絮状物、且污水发黑。
列举部分炼油企业电脱盐污水水质如表1所示：
表1电脱盐污水水质
现行电脱盐污水预处理除油技术主要包括重力沉降分离、离心分离、精密过滤或膜过滤、絮凝、气浮等，上述技术普遍存在水力停留时间长、乳化油去除效率低和运行成本高等不足，分述如下：
电脱盐污水乳化带油严重，其油类以分散态和乳化态存在于污水中，传统的储罐、隔油池等重力分离法对乳化油几乎无分离作用，因此除油效果较差；离心分离等由于高速旋转会造成污水中油的二次乳化，也不适用于乳化油的分离；精密过滤器分离、聚结分离滤芯、膜分离等技术，由于耐冲击性差、易堵塞、寿命短，不适用于较脏的电脱盐污水的除油；絮凝、气浮等技术则不适用于含油波动大的场合。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电脱盐污水预处理除油***及其除油方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电脱盐污水预处理除油***，其包括：依次连接的气能絮凝装置和多相流气浮装置，所述多相流气浮装置包括多相流气浮槽、多相流气浮刮渣机，所述多相流气浮槽内由多相流气浮混凝区挡板、多相流气浮絮凝区挡板、多相流气浮溶气释放区挡板和多相流气浮清水区隔板将多相流气浮槽分隔成多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区、多相流气浮溶气释放区、多相流气浮分离区和多相流气浮清水区，所述多相流气浮清水区隔板的上部内侧设有多相流气浮渣槽，多相流气浮清水区隔板的下部内侧设有穿孔集水管，所述多相流气浮刮渣机设置于多相流气浮分离区的上口。
作为优选方案，所述多相流气浮混凝区挡板设置于多相流气浮槽的底部，所述多相流气浮絮凝区挡板设置于多相流气浮槽的顶部，所述多相流气浮溶气释放区挡板设置于多相流气浮槽的底部。
作为优选方案，所述多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别设有混凝区搅拌机和絮凝区搅拌机。
作为优选方案，所述多相流气浮槽外还设有溶气泵，所述溶气泵与多相流气浮溶气释放区相连通。
作为优选方案，所述气能絮凝装置包括依次连通的涡流三相混合器组和气能絮凝分离槽，所述涡流三相混合器组包括依次串联的第一涡流三相混合器、第二涡流三相混合器和第三涡流三相混合器，所述气能絮凝分离槽的底部设有分离槽挡板，气能絮凝分离槽的上口设有气能絮凝刮渣机。
作为优选方案，所述分离槽挡板的下部设有穿孔集水板。
作为优选方案，所述气能絮凝分离槽的外侧设有气能絮凝渣槽。
一种基于前述电脱盐污水预处理除油***的除油方法，其包括如下步骤：
气能絮凝和多相流气浮，其中，所述多相流气浮包括如下操作：
在多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别投加混凝剂和絮凝剂；
将气能絮凝处理出水自流入多相流气浮槽内，通过混凝和絮凝反应，使水中残留的悬浮物和胶体在药剂作用下逐渐形成絮体；
多相流气浮絮凝区出水进入多相流气浮溶气释放区，与回流的溶气水进行混合后流入多相流气浮分离区内；
在多相流气浮分离区内，絮体分离成浮渣和清水，刮渣机将浮渣刮入渣槽内，清水由穿孔集水管引流至多相流气浮清水区内。
作为优选方案，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺。
因此，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用气能絮凝技术进行电脱盐污水前处理，气能絮凝独有的涡流三相混合技术可以最大限度地利用化学药剂、充分捕捉细小污染颗粒及胶体，对电脱盐污水中乳化油、COD及浊度等污染物去除率高，能有效保障后续处理单元的进水水质要求。
2、气能絮凝技术通过大流道三相涡流混合器完成药剂混合、加压溶气、絮体形成、减压***释放等过程，无传统溶气气浮技术的溶气罐、释放器等部件，降低了处理电脱盐污水时易形成结垢、堵塞的风险。
3、经气能絮凝前处理后，电脱盐污水中油、悬浮物等污染物浓度大幅降低，进而通过多相流气浮装置精细除油处理，可进一步去除污水中油污浓度，满足了后续处理工艺进水水质要求。
4、多相流气浮装置采用溶气泵替代了传统溶气气浮的回流泵、压力溶气罐、空压机等设备，结构简单；此外，多相流气浮装置无需溶气释放器，高压饱和溶气水直接泄压释放，消除了释放器堵塞结垢的可能性。
5、气能絮凝与多相流气浮组成的组合装置对于含不同浓度乳化油和COD的电脱盐污水均具有较好的处理效果，能有效应对电脱盐污水的水质波动、耐冲击性强。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的电脱盐污水预处理除油***的结构示意图；
图2为本发明的电脱盐污水除油的工艺路线图；
图中：1、气能絮凝进水泵，2、三相涡流混合器，3、气能絮凝分离槽，4、分离槽挡板，5、穿孔集水板，6、气能絮凝刮渣机，7、气能絮凝渣槽，8、多相流气浮槽，9、多相流气浮混凝区挡板，10、多相流气浮絮凝区挡板，11、多相流气浮溶气释放区挡板，12、混凝区搅拌机，13、絮凝区搅拌机，14、穿孔集水管，15、多相流气浮刮渣机，16、多相流气浮渣槽，17、多相流气浮清水区隔板，18、溶气泵，19、泄压阀；
A-电脱盐污水进水，B-混凝剂，C-压缩空气，D-阳离子型有机絮凝剂，E-阴离子型有机絮凝剂，F-气能絮凝浮渣，G-处理出水，H-空气，I-多相流气浮浮渣。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种气能絮凝装置的结构如图1所示，其包括：依次连接的气能絮凝装置和多相流气浮装置，其中，气能絮凝装置包括依次连通的气能絮凝进水泵1、涡流三相混合器组和气能絮凝分离槽3，涡流三相混合器组由依次串联的三个涡流三相混合器2组成，气能絮凝分离槽3的底部设有分离槽挡板4，分离槽挡板4的下部设有穿孔集水板5，气能絮凝分离槽3的上口设有气能絮凝刮渣机6；多相流气浮装置包括多相流气浮槽8、多相流气浮刮渣机15，气能絮凝分离槽3和多相流气浮槽8通过管路连通，多相流气浮槽8内由多相流气浮混凝区挡板9、多相流气浮絮凝区挡板10、多相流气浮溶气释放区挡板11和多相流气浮清水区隔板17将多相流气浮槽分隔成多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区、多相流气浮溶气释放区、多相流气浮分离区和多相流气浮清水区，多相流气浮清水区隔板17的上部内侧设有多相流气浮渣槽16，多相流气浮清水区隔板17的下部内侧设有穿孔集水管14，多相流气浮刮渣机15设置于多相流气浮分离区的上口。
气能絮凝分离槽3的外侧还设置有气能絮凝渣槽7。
所述多相流气浮混凝区挡板9设置于多相流气浮槽8的底部，所述多相流气浮絮凝区挡板10设置于多相流气浮槽8的顶部，多相流气浮溶气释放区挡板11设置于多相流气浮槽8的底部。
所述多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别设有混凝区搅拌机12和絮凝区搅拌机13，即混凝区搅拌机12设置在多相流气浮混凝区挡板9与多相流气浮槽8的内侧壁之间，絮凝区搅拌机13设置在多相流气浮混凝区挡板9和多相流气浮絮凝区挡板10之间。
多相流气浮槽8外还设有溶气泵18，溶气泵18串联于多相流气浮溶气释放区和多相流气浮清水区之间，溶气泵18出口管道上还设置有泄压阀19。
一种基于前述电脱盐污水预处理除油***的除油方法，其包括如下步骤：
气能絮凝和多相流气浮，其中，所述多相流气浮包括如下操作：
在多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别投加混凝剂(聚合氯化铝)和絮凝剂(阳离子型PAM)；
将气能絮凝处理出水自流入多相流气浮槽内，通过混凝和絮凝反应，使水中残留的悬浮物和胶体在药剂作用下逐渐形成絮体；
多相流气浮絮凝区出水进入多相流气浮溶气释放区，与回流的溶气水进行混合后流入多相流气浮分离区内；
在多相流气浮分离区内，絮体分离成浮渣和清水，刮渣机将浮渣刮入渣槽内，清水由穿孔集水管引流至多相流气浮清水区内。
在气能絮凝阶段：污水首先经泵增压，输入三个串联运行的三相涡流混合器，每个三相涡流混合器之间均通过管道连接；其中，在第一个三相涡流混合器进口前的管道上投加混凝剂(聚合氯化铝，PAC)，在第一个三相涡流混合器中通入压缩空气(压力0.8MPa)，在第二个三相涡流混合器中投加阳离子型有机絮凝剂(阳离子型聚丙烯酰胺，PAM阳)，在第三个三相涡流混合器中投加阴离子型有机絮凝剂(阴离子型聚丙烯酰胺，PAM阴)。废水经三相混合器加药处理后，水中油、悬浮物等污染物与各药剂以及压缩空气共同反应，逐步形成絮体；继而在气能絮凝分离槽内的挡板左侧区域下部经泄压释放，形成超轻中空絮体上浮，并流入挡板右侧的分离区域。在分离区域中，上浮到表层的絮体形成浮渣层，经刮渣机从分离槽中刮出，流入渣槽储存，并定期排放；经分离絮体后的清水，通过下部穿孔集水板收集，从分离槽侧壁下部的出水口流出至多相流气浮装置进一步处理。
工作参数：气能絮凝处理电脱盐污水加药顺序及加药量数据如表2所示：
表2气能絮凝加药顺序及加药量
各个三相涡流混合器的工作压力如表3所示
表3三相涡流混合器工作压力
| 工作压力(MPa) | |
| 三相涡流混合器(1) | 0.70 |
| 三相涡流混合器(2) | 0.58 |
| 三相涡流混合器(3) | 0.54 |
在多相流气浮处理阶段：气能絮凝处理出水自流入多相流气浮槽，依次进行混凝、絮凝、溶气释放和絮体分离等过程。多相流气浮混凝区内投加混凝剂(聚合氯化铝PAC)50mg/L，混凝搅拌机转速为90转/min，多相流气浮絮凝区内投加絮凝剂(阳离子型PAM)3～5mg/L，絮凝搅拌机转速为55转/min；通过混凝和絮凝反应，使水中残留的悬浮物和胶体在药剂作用下逐渐形成大尺寸絮体。多相流气浮絮凝区出水进入多相流气浮溶气释放区，与回流的溶气水进行混合后流入多相流气浮分离区。溶气泵进口处设有空气联通管，吸入清水的同时可吸入空气，在泵体内将处理后的清水进行溶气、加压处理，并通过泄放阀将溶气水泄压，在溶气释放区释放；溶气水泄压释放形成大量微小气泡，这些微小气泡附着在絮体四周，将絮体顶托至分离区表层形成浮渣，刮渣机将表层浮渣挂入渣槽中，渣槽中的浮渣通过管道流出。经分离絮体后的清水通过分离区底部穿孔集水管收集，流入挡板右侧的清水区，进而通过清水区上部出水口流出。
溶气泵回流溶气水量占装置进水量的比例为20～30％，溶气泵工作压力为0.5～0.6MPa。
实施例1新疆某石化炼油厂电脱盐污水处理
从该厂取得的电脱盐污水CODCr为2125mg/L、油含量164mg/L，采用本发明所述组合装置进行除油处理，其中气能絮凝装置投加PAC浓度160mg/L、投加阳离子型PAM浓度16mg/L、投加阴离子型PAM浓度8mg/L；多相流气浮装置投加PAC浓度50mg/L，投加阳离子型PAM浓度3mg/L。组合装置处理出水CODCr为785mg/L、油含量30mg/L，COD和油的去除率分别达63.1％和81.7％。
实施例2湖北某石化炼油厂电脱盐污水处理
从该厂取得的电脱盐污水CODCr为15200mg/L、油含量289mg/L，采用本发明所述组合装置进行除油处理，其中气能絮凝装置投加PAC浓度500mg/L、投加阳离子型PAM浓度30mg/L、投加阴离子型PAM浓度10mg/L；多相流气浮装置投加PAC浓度50mg/L，投加阳离子型PAM浓度3mg/L。组合装置处理出水CODCr为6280mg/L、油含量14mg/L，COD和油的去除率分别达58.7％和95.2％。
实施例3黑龙江某石化炼油厂电脱盐污水处理
从该厂取得的电脱盐污水CODCr为428mg/L、油含量9.6mg/L，采用组合装置进行处理后，出水CODCr为363mg/L、油含量0.12mg/L，COD和油的去除率分别达15.2％和98.8％。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，包括：依次连接的气能絮凝装置和多相流气浮装置，所述多相流气浮装置包括多相流气浮槽、多相流气浮刮渣机，所述多相流气浮槽内由多相流气浮混凝区挡板、多相流气浮絮凝区挡板、多相流气浮溶气释放区挡板和多相流气浮清水区隔板将多相流气浮槽分隔成多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区、多相流气浮溶气释放区、多相流气浮分离区和多相流气浮清水区，所述多相流气浮清水区隔板的上部内侧设有多相流气浮渣槽，多相流气浮清水区隔板的下部内侧设有穿孔集水管，所述多相流气浮刮渣机设置于多相流气浮分离区的上口。
2.如权利要求1所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述多相流气浮混凝区挡板设置于多相流气浮槽的底部，所述多相流气浮絮凝区挡板设置于多相流气浮槽的顶部，所述多相流气浮溶气释放区挡板设置于多相流气浮槽的底部。
3.如权利要求1所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别设有混凝区搅拌机和絮凝区搅拌机。
4.如权利要求1所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述多相流气浮槽外还设有溶气泵，所述溶气泵与多相流气浮溶气释放区相连通。
5.如权利要求1所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述气能絮凝装置包括依次连通的涡流三相混合器组和气能絮凝分离槽，所述涡流三相混合器组包括依次串联的第一涡流三相混合器、第二涡流三相混合器和第三涡流三相混合器，所述气能絮凝分离槽的底部设有分离槽挡板，气能絮凝分离槽的上口设有气能絮凝刮渣机。
6.如权利要求5所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述分离槽挡板的下部设有穿孔集水板。
7.如权利要求5所述的电脱盐污水预处理除油***，其特征在于，所述气能絮凝分离槽的外侧设有气能絮凝渣槽。
8.一种基于权利要求1所述电脱盐污水预处理除油***的除油方法，其特征在于，包括如下步骤：
气能絮凝和多相流气浮，其中，所述多相流气浮包括如下操作：
在多相流气浮混凝区、多相流气浮絮凝区内分别投加混凝剂和絮凝剂；
将气能絮凝处理出水自流入多相流气浮槽内，通过混凝和絮凝反应，使水中残留的悬浮物和胶体在药剂作用下逐渐形成絮体；
多相流气浮絮凝区出水进入多相流气浮溶气释放区，与回流的溶气水进行混合后流入多相流气浮分离区内；
在多相流气浮分离区内，絮体分离成浮渣和清水，刮渣机将浮渣刮入渣槽内，清水由穿孔集水管引流至多相流气浮清水区内。
9.如权利要求8所述的除油方法，其特征在于，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述絮凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺。
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