旋流溶氣氣浮在電脫鹽污水處理的應(yīng)用

1引言

原油往往含鹽（主要為NaCl，MgCl，CaCl2等氯化物）、含水（溶于油或呈乳化狀態(tài)），需在進(jìn)入蒸餾單元前通過電脫鹽過程脫除。電脫鹽過程會(huì)產(chǎn)生約占煤油廠總廢水量3%的廢水，稱為電脫鹽廢水。[[1]]電脫鹽污水主要由電脫鹽切水和電脫鹽反沖洗水組成，該污水往往高含油、乳化嚴(yán)重，處理困難，如果直接流入下游污水處理廠可能會(huì)造成巨大沖，基于電脫鹽污水處理，深圳科力邇科技有限公司開發(fā)了旋流溶氣氣浮。

2旋流溶氣氣浮

旋流溶氣氣浮通過將旋流離心技術(shù)和超微氣泡浮選技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)乳化油和懸浮物高效、快速去除。含油含固污水在高效混合裝置中與溶氣釋放產(chǎn)生超微氣泡快速混合后沿著罐壁切向進(jìn)入旋流溶氣氣浮罐體內(nèi)，產(chǎn)生旋流，在旋流離心力和微氣泡的綜合作用下，乳化油實(shí)現(xiàn)破乳，大部分乳化油和懸浮物快速被微氣泡捕捉、粘附后上浮后從污水中分離，達(dá)到高效去除乳化油和懸浮物的目的，旋流溶氣氣浮有效停留時(shí)間在3~5min（我司旋流溶氣氣浮可以做到3-5min，其它廠家做不到，我們強(qiáng)調(diào)時(shí)間短就是強(qiáng)調(diào)占地面積小，客戶一般都是新增設(shè)備，對(duì)空間要求比較高，停留時(shí)間長(zhǎng)效果更好），系統(tǒng)壓差為0.05Mpa，運(yùn)行壓力在0.05~0.3Mpa之間，運(yùn)行溫度0~85℃，最佳溫度為30~60℃（過低污水粘度增加，影響氣泡與懸浮物、油滴接觸效果，從而影響處理效果，過高導(dǎo)致溶氣水中溶解氣含量減少，微氣泡數(shù)量不足也影響氣浮效果），對(duì)2微米以上乳化油和懸浮物去除效率可達(dá)80%以上，整體除油效率可達(dá)95%，懸浮物去除效率可達(dá)85%以上。浮選用氣量通常在溶氣水量的5%~20%之間，溶氣水量通常為處理量的20%~100%，最佳量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污水含油量、乳化程度、懸浮物含量等決定。

旋流溶氣氣浮為一種將離心分離技術(shù)、溶氣氣浮分離技術(shù)等有效的結(jié)合于一體，對(duì)含油、 含懸浮物污水進(jìn)行高效分離的一種混合型裝置。

3應(yīng)用情況

3.1長(zhǎng)慶石化

3.1.1介紹

長(zhǎng)慶石化公司原油來自于長(zhǎng)慶油田，但隨著上游原油開采不斷深入，油田壓裂、酸化等增產(chǎn)作業(yè)措施普遍實(shí)施，在原油增產(chǎn)的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致原油品質(zhì)下降，原油攜帶雜質(zhì)較多，乳化較嚴(yán)重，進(jìn)入煉廠后電脫鹽裝置破乳效果不佳，油水界位不清晰，乳化層增厚，切水發(fā)黑，含油含雜質(zhì)多，給下游污水處理廠造成較大的沖擊，影響到污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)原油進(jìn)入污水處理廠會(huì)產(chǎn)生大量高含水重污油，該股污油處理難度大，成本高。

為了降低切水帶油對(duì)下游污水處理廠沖擊，保證污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)降低重污油量，提高長(zhǎng)慶石化公司環(huán)保治理水平，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)慶石化公司示范型城市煉廠建設(shè)目標(biāo)，長(zhǎng)慶石化公司運(yùn)行一部于2019年6月新增了一套電脫鹽裝置切水處理旋流溶氣氣浮撬裝裝置。

該裝置為深圳科力邇科技有限公司專利產(chǎn)品，屬新一代高效型、緊湊型、密閉帶壓、全自動(dòng)運(yùn)行氣浮裝置。該裝置通過將旋流離心技術(shù)和微納米氣泡氣浮技術(shù)有機(jī)結(jié)合，采用純物理破乳分離方法，實(shí)現(xiàn)在較短的浮選時(shí)間內(nèi)取得較高的油水分離效果。該裝置可在電脫鹽裝置不停產(chǎn)的情況下，在線安裝、投用。

3.1.2水樣圖

電脫鹽撬裝20190616上午取樣jpg

            6月16日上午水樣                                      6月16日下午取樣

            6月18日上午水樣                                      6月18日下午取樣

3.1.3應(yīng)用情況

旋流溶氣氣浮撬裝裝置自2019年06月03日開始投用后已連續(xù)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行至今，在此期間正好趕上長(zhǎng)慶石化公司原油品質(zhì)較差，電脫鹽裝置運(yùn)行不穩(wěn)定，電脫鹽罐內(nèi)油水乳化層較厚，切水帶油多且乳化比較嚴(yán)重時(shí)期，但旋流溶氣氣浮裝置表現(xiàn)出良好的脫除效果，在進(jìn)水含油3000~20000mg/L的情況下，處理后出水含油維持在41.4~380mg/L之間，除油效率平均95%以上，整個(gè)分離過程為純物理分離，不加任何化學(xué)藥劑。

1)  水質(zhì)數(shù)據(jù)

2)  進(jìn)出水水質(zhì)含油曲線

3)  除油效率曲線

從上述分析可知：該裝置投用后既較好地解決了長(zhǎng)慶石化公司電脫鹽切水帶油嚴(yán)重且乳化程度較高，對(duì)下游污水處理廠沖擊較大的難題，同時(shí)采用純物理破乳除油技術(shù)回收了大量原油，具有較好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.4結(jié)論及意義

旋流溶氣氣浮撬裝裝置對(duì)長(zhǎng)慶石化公司常減壓電脫鹽切水處理效果較為明顯，減輕了污水處理廠運(yùn)行壓力，提高了長(zhǎng)慶石化公司污水處理水平，降低了長(zhǎng)慶石化公司重污油處理費(fèi)用，創(chuàng)造了較好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。是長(zhǎng)慶石化公司積極踐行“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明思想，牢固樹立“不是企業(yè)消滅污染，就是污染消滅企業(yè)”的理念，把環(huán)境保護(hù)工作作為城市煉廠生存和發(fā)展的關(guān)鍵所在的生動(dòng)體現(xiàn)。

3.2獨(dú)山子石化

3.2.1介紹

由于獨(dú)山子石化公司原油來源不穩(wěn)定，且成分復(fù)雜，電脫鹽切水污染物含量波動(dòng)較大，雖加入破乳劑和經(jīng)大罐沉降，水質(zhì)有較大改善，但在氣浮設(shè)備投用前，由于污水COD、石油類和懸浮物含量波動(dòng)較大，在線表時(shí)常出現(xiàn)因油和雜質(zhì)太多造成COD異常超標(biāo)的現(xiàn)象，給下游污水處理廠造成沖擊。

3.2.2水樣圖

3.2.3應(yīng)用情況

1)  COD、石油類

從CDFU設(shè)施投用前后分析數(shù)據(jù)來看，外排含鹽污水COD平均值由投用前的1200mg/l降低至808.57mg/l，平均降低了391.43mg/l，下降了32.7%；外排含鹽污水石油類平均值由投用前的98.57mg/l，降低至26.52mg/l，平均降低了72.05mg/l，下降了73.6%；日常處理效果明顯。下圖為高效氣浮設(shè)施投用前后COD和油含量分析數(shù)據(jù)的趨勢(shì)圖：

石油類曲線圖

COD曲線圖

2)  硫化物和可燃?xì)?br/>

硫化物剔除異常數(shù)據(jù)（黃色底色）和最大最小值（淺藍(lán)色）后曲線

3)  油泥及污油

高效旋流溶氣氣浮采用純物理分離工藝，不加入任何化學(xué)藥劑，通過超微氣泡高效捕捉乳化油滴并在微氣泡表分子間的作用下破乳，回收污油雜質(zhì)少，含水率低，污油可直接進(jìn)焦化裝置處理。

投用前后平均除油來計(jì)算原油回收

投用前平均值：98.57mg/l，投用后出水平均值：26.52mg/l，平均降低了72.05mg/l，下降了73.6%；

按照100噸每小時(shí)處理量計(jì)算

100×24×72.05/1000=192.9kg/d

全年回收污油：192.9×360/1000=62.25噸

全年回收污油費(fèi)用：62.25×2000=12.45萬元，按2000元每噸計(jì)。

全年減少污油泥危廢排放  按含水率80%計(jì)

62.25/(1-80%)=311.25噸

全年節(jié)約污油泥危廢處理費(fèi)  2700元/噸（焚燒工藝處理費(fèi)）

311.25×2700=84.04萬元

全年環(huán)保收益總計(jì)

12.45+84.04=96.49萬元。

3.2.4結(jié)論和意義

新增兩級(jí)CDFU設(shè)施投用后，對(duì)含鹽污水凈化的效果較好，處理后的污水外觀清澈透明，在線表一直穩(wěn)定正常運(yùn)行至今，同時(shí)除了水質(zhì)外觀得到了大幅改觀外，在水質(zhì)分析數(shù)據(jù)上看也有大幅改觀。

3.3滄州石化

3.3.1介紹

電脫鹽切水經(jīng)換熱和冷卻后進(jìn)入高效聚結(jié)壓力除油器進(jìn)行除油，在這里大部分游離油和分散油被除油器內(nèi)特殊設(shè)計(jì)專利聚結(jié)填料聚結(jié)成大油滴并聚集成低含水原油后進(jìn)入集油包，集油包內(nèi)設(shè)有油水界面儀，當(dāng)?shù)秃塾瓦_(dá)到標(biāo)定液位時(shí)，自動(dòng)出油閥打開，原油通過自身壓力作用經(jīng)排油出口管線排至業(yè)主污油收集罐，聚結(jié)壓力除油器處理后污水再進(jìn)入CDFU進(jìn)行進(jìn)一步除油，分散油和乳化油在旋流的作用下迅速被微氣泡粘附、破乳后上浮去除，處理后污水達(dá)到要求（≤200mg/L）后進(jìn)入污水處理廠管網(wǎng)，排出污油進(jìn)污油收集罐。

聚結(jié)壓力除油器配置沖沙裝置，沖沙水采用現(xiàn)場(chǎng)凈化水，沖沙頻次為2~4周/次（是反沖洗水含固量而定），水量為50m3/h，沖沙時(shí)間為15～20分鐘。沖沙污水每次約20m3排入污水處理廠。

3.3.2水樣圖

3.3.3水樣數(shù)據(jù)

3.3.4結(jié)論及意義

中國(guó)石油化工股份有限公司滄州分公司煉油一部自2020年05月30日起采用深圳科力邇科技有限公司提供的“高效聚結(jié)除油器+CDFU (旋流溶氣氣浮)”撬裝式油水分離裝置對(duì)常減壓電脫鹽裝置切水進(jìn)行處理(設(shè)計(jì)處理量50m/h)，該裝置自投用后已不間斷地穩(wěn)定運(yùn)行至今?？稍谠推焚|(zhì)較差、電脫鹽裝置運(yùn)行不穩(wěn)定、切水帶油乳化情況下取得較好的除油效果。處理后出水含石油類穩(wěn)定維持在100mg/L以下，優(yōu)于技術(shù)協(xié)議要求(出水石油類小于150mg/L)，除油效率95%以上,分離出來污油含水率在0.5%~10%之間，回收污油進(jìn)入焦化再利用。該裝置采用純物理分離，不加任何化學(xué)藥劑，既較好地解決了中國(guó)石油化工股份有限公司滄州分公司電脫鹽切水乳化帶油，對(duì)下游污水處理廠沖擊的問題；又能回收原油，具有較好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

3.4四川石化

3.4.1介紹

四川石化1000萬噸/年常減壓裝置電脫鹽采用了兩級(jí)快速脫鹽技術(shù)，由于所加工原油性質(zhì)波動(dòng)較大，尤其是頻繁摻煉污油，導(dǎo)致電脫鹽電流經(jīng)常超標(biāo)，排水石油類和COD偏高，增加了污水處理廠廢水處理難度。為此，增設(shè)電脫鹽排水預(yù)處理撬裝設(shè)施1套,設(shè)計(jì)處理能力70m3/h，操作彈性60-110%。利用聚結(jié)-旋流氣浮除油技術(shù)，將分散油和乳化油在旋流作用下迅速被微氣泡粘附、破乳后上浮去除，以降低排水中的含油量，實(shí)現(xiàn)排水含油量低于150mg/L后再排入四川石化公司污水處理廠進(jìn)行處理。

3.4.2水樣圖

3.4.3運(yùn)行數(shù)據(jù)

3.4.4結(jié)論

深圳科力邇科技有限公司提供的電脫鹽廢水預(yù)處理項(xiàng)目撬裝式油水分離裝置已完成調(diào)試并按照技術(shù)協(xié)議要求進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試期間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足技術(shù)要求。

4結(jié)語

深圳科力邇科技有限公司研發(fā)的旋流溶氣氣浮專利技術(shù)以純物理破乳為基礎(chǔ)，該技術(shù)在石油石化行業(yè)電脫鹽污水處理取得了很好的效果，應(yīng)用該技術(shù)處理后電脫鹽污水石油類小于150mg/L，有效減輕下游污水處理廠的處理負(fù)荷及沖擊。

[[1]]夏瑜,何緒文,徐恒,王浩,吳姁,欒金義.典型電脫鹽廢水預(yù)處理技術(shù)及其應(yīng)用[J].化工環(huán)保,2020,40(01):1-6.