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电脱盐污水预处理技术及其应用

作者:漓源环保来源:漓源环保 浏览次数: 日期:2020.01.06

        近年来,原油重质化、劣质化的问题日益严重,为提高采输率,注水和注剂的加注量均在不断增加,这使电脱盐污水的水质更加复杂;同时,为提高原油利用率,回收的重污油经初步处理后被掺回到原油中混炼,进一步加剧原油乳化,也使电脱盐污水的水质劣化。电脱盐污水治理面临的形势愈加严峻。为了减小下游工业污水处理单元的压力,满足相关排放要求,电脱盐污水处理技术得到了不断发展和进步。

        电脱盐污水处理技术

        石化企业通常针对电脱盐污水单独设立预处理设施,经有效预处理后的污水排入石油炼制综合污水处理厂进行处理,也有少数企业将电脱盐污水同其他种类的炼油污水一并进行预处理。这体现了分流分质处理的原则,不仅具有经济性,也能减轻下游综合污水处理厂的压力,促进石化污水的最终达标排放及回用。

        1.电脱盐污水预处理技术

        石化企业关注的电脱盐污水的排污指标主要为石油类物质浓度和COD,各厂设置了排放到下游处理单元的内部水质指标,一般要求石油类物质质量浓度不高于200mg/L,COD不高于1500mg/L。目前,在各石化企业中成熟应用的电脱盐污水预处理技术包括重力分离、化学破乳、油水旋流分离器分离、超声波破乳等工艺及其组合工艺。

        2.重力分离技术

重力分离技术基于油-水密度差,依靠重力作用实现污水中油类物质的去除,是电脱盐污水油水分离处理中最简单和最常用的技术。根据stokes公式,水的沉降速度取决于油中水粒子的大小、油与水的密度差和油的黏度。增加油-水两相间的密度差和油滴粒径、减小污水黏度都有助于提高该方法的除油效率。此外,停留时间也是重要的影响因素。重力分离技术主要用于去除粒径大于60μm的悬浮油滴,而不能去除呈均匀稳定态的溶解油和呈乳液状态的乳化油。主要设备是储罐和隔油池,常用的为平流式隔油池(API)、斜板式隔油池(PPI)和波纹斜板隔油池(CPI)。该方法需要较长分离时间,所需罐体的体积很大,增加了处理成本,尤其是在原油劣质化较严重时,重力分离技术对电脱盐污水的预处理达不到理想效果。

        3.化学破乳技术

        化学破乳技术是指向电脱盐污水中加入破乳剂(清油剂),破乳剂通过与油水界面膜发生相互作用,改变界面膜性质,降低油水的界面张力,实现破乳,随后通过沉降或气浮的方法来实现油水分离。目前含油污水破乳除油的机理主要归为以下几类:顶替或置换机理;润湿增溶机理;褶皱变形机理;高分子吸附碰撞机理;中和界面电荷机理和反相变形机理等。该方法可用于去除依靠重力沉降不能分离的乳化状油滴。选择合适的破乳剂具有关键作用,要兼具高效性和经济性。目前,高效破乳剂的开发及其破乳机理是热点研究问题。

        4.旋流分离技术

        旋流分离器在油水分离方面的工业应用始于20世纪80年代,应用较多的为切向旋流分离器。油水混合液在旋流分离器内高速旋转,产生几千倍于重力场的离心力场。在离心力的作用下,密度大的水被甩向四周,顺着壁面向下运动,作为底流排出;密度小的油被带到中间并向上运动,最后作为溢流排出,从而达到油水分离的目的。旋流分离器能够用于分散油和轻度(或不稳定)乳化油的分离,但当分散油滴直径小于15μm时,水力旋流器会存在分离效率低的问题。

        5.超声波破乳技术

        超声波破乳主要依靠超声波的机械振动作用、空化作用和热作用,破坏油水界面,促使油滴凝结,加速油滴上浮,从而实现油水分离。由于超声波在油和水中均具有较好的传导性,故这种方法适用于各种类型的乳状液。作为一种简单和高效的技术,近年来超声辐照常被用于强化原油破乳和脱盐。声强、超声波频率、辐射时间和温度等都会影响超声波破乳的效果。

        在石化企业中,电脱盐污水的预处理中通常分两步来完成,首先单独预处理(少数情形下与水质相似的污水共同进行预处理),之后与其他的石化污水一起进行二级处理及深度处理。这不仅具有经济性,也能满足达标排放的要求。

        电脱盐污水预处理技术以物理化学方法为主,主要包括重力分离、旋流分离器分离、化学破乳和超声波破乳等技术及其组合技术。这些技术在石化企业取得了较好的应用成果,预处理出水的石油类物质质量浓度小于等于200mg/L,COD小于等于1500mg/L,有效减轻了下游污水处理单元的污染负荷及所受冲击。电脱盐污水的水质受原油性质、电脱盐工艺及其操作条件和管理水平等因素的影响。改进原油开采技术、提高电脱盐装置的运行和管理水平可从源头上改善电脱盐污水的水质,而进一步开发和应用先进处理技术对有效控制电脱盐污水的污染具有积极意义。

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