阻截除油工艺在石油炼化含油污水处理中有效降低生化处理的来水指标

阻截除油工艺在石油炼化含油污水处理中有效降低生化处理的来水指标

1  前    言

石油炼化工业的*废水处理系统大部分都采用了生化处理工艺，但这类*废水中含有大量的石油类污染物通常难以被有效生化降解，且污水含矿物油较高还会严重侵害生化污水处理系统，因此在含油污水进入生化处理系统前必须进行有效的除油处理以控制进入生化处理系统的污水含油量处于*个可接受的较低水平。目前多数常规除油工艺要么除油效率较低难以保证除油效果，要么除油系统流程复杂或规模太大经济性较差。寻求*种高效率、高可靠、高经济性的除油*就成为现在含油污水处理的客观、急切需求。新*代除油*——阻截油水分离工艺以其高效率、高精度、良好的经济性，为含油污水的处理打开了*条新途径。以阻截油水分离*为核心，结合高效率接触过滤工艺组合成的新型除油机组，可以有效解决含油污水处理中的关键难题。

2  现    状

炼油企业产生的含油废水量非常大，*般采用的都是老三套处理*：隔油、气浮、生化处理。但随着炼油厂的规模扩大，污水处理量上升，导致整个污水处理能力跟不上，各个工艺指标达不到下*处理工艺进水指标的要求，气浮出水指标为20ppm，而生化处理的来水指标为10ppm，从而造成总出水指标长期处于不合格状态，给企业的环保造成很大的压力。

3  传统除油工艺分析

目前工业与环保*域主要采用的油水分离或除油*大致有以下几类：

3.1重力分离

这是较传统的油水分离*，它利用油、水互不相溶及比重差来使油水分离，*常见的重力分离法包括稳定流沉降罐、斜板沉降罐等，该法可去除游离态油粒，对机械分散态油微粒的分离效果较差，对水中的乳化油及“溶解油”几乎无效，与“聚结*”相结合的重力油水分离可提高对机械分散态油粒的分离效果。该种油水分离方法工作过程简单，但效率较低、处理效果较粗、油水分离精度低、对工况条件波动的适应性差，目前*般只用于油水分离的预处理与粗分离。

在重力分离机理上发展出来的旋流油水分离*，利用液体在旋流管内高速旋转产生离心力将油滴从水中分离出来，旋流式油水分离器将重力分离法的效能发挥到了可能的高水平。比较起传统的重力分离设备，该种装置紧凑、操作简单、维修方便、占地面积少等优点。但该*分离效果随水中油滴粒径、油水两相密度差、油在水中分散程度等影响很大，对乳化程度较高的含油污水处理效果较差，分离精度较低，仍属于粗效油水分离。

3.2过滤、吸附除油

    就是利用天然或人工材料将水中的油份截留在介质表面或填料层中，主要使用形式有砂滤、核桃壳过滤、活性炭或硅藻土吸附过滤、纤维球吸附过滤等。这类除油*提高了除油精度，但来水的含油量、油品种类、油在水中的分散状况等对其影响较大，过滤性的除油设备必须进行较频繁的反冲洗而二次产生大量含油废水，吸附除油设备在吸附填料失效后还会形成较多的固废，无法量化控制除油精度，也还解决不了稳定保持除油精度的问题，水中的油品还是无法分离回收。

3.3过滤膜净化法

近年来出现了*些应用精滤或超滤膜来净化含油污水的除油工艺，其本质上就是利用膜材料微小渗透孔道对处理料组分中分散质某个微粒尺度高精度筛分的机理，采用错流过滤工艺，将水中油份浓缩排出，从而获得*部分较低含油量的净化水，该种除油工艺大幅提高了过滤除油的精度，可以有效滤出水中乳化油。与此同时，膜净化除油工艺也存在着能耗较高、反冲洗频率高、浓缩油污水还要继续处理以及膜反冲洗和清洗废水处理等问题。

3.4化学及生化除油法

化学法主要是药剂破乳和药剂凝聚、絮凝等，*般要与其它除油方法结合使用，常用作提高除油效果的重要辅助措施，也有用高*氧化法化学分解水中微量油份的，但因成本较高、精确控制较难而采用不多。生化降解在工业废水处理中较多采用，但目前的生化处理*只能适应较低含油的污水，对含油污水的前处理有*定要求，否则会严重影响生化处理系统的稳定。微生物对水中的矿物油降解效率还很低，基本上是靠菌胶团吸附沉降或生物膜吸附过滤，并未较充分的降解去除，形成的含油污泥的处置很麻烦。

4  阻截除油*原理简介

“阻截除油*”是*种基于新理念、新材料而开发出的新型油水分离新工艺，该工艺与传统的吸附除油机理有着本质上的区别。

实现阻截除油的物质基础是*种特殊功能纤维——纤维，该种双层结构纤维的表层为功能层，其结构中均布着丰富的强*性功能基团。当纤维遇水时，在纤维表面形成的缔合膜稳定且致密。将纤维以足够的密度组织成膜结构——阻截膜，当该阻截膜浸入水中时，渗入膜结构中的水即与纤维表层的功能基团缔合，这个过程叫做膜的水合活化。在阻截膜完成水合活化后，占据膜结构中纤维间的水均与其相近的纤维存在缔合关系，当含油的水要透过这层水合活化的阻截膜时，来水*侧的水分子必须与膜结构中的缔合水分子发生置换透过，而油等憎水性分散质因为浸润角比水大则不能与膜内缔合水发生置换而被阻截在膜外，从而成功地实现了油水分离，这种效应被定义为动态选择性阻截膜效应，从现象上看就是水过油不过。由于构成阻截膜的纤维被缔合在其上的水所严密覆裹，在工作过程中被阻截的油粒不能吸附到膜上造成污染，只能游移在膜外表面，随着被阻截的油微粒不断增加，油粒相互间发生碰撞凝聚而逐步形成较大油粒，在设定的水力条件作用下浮升，从而真正意义上实现了油水分离的目标。

由于阻截除油膜的*强憎油性，会对水中油非常敏感的选择性阻截，加上其表面拒绝油黏附的物理特性，使阻截油水分离*具有了*些突破性的优异特性。

1） 阻截油水分离设备对来水的含油量及含油量的波动不敏感，适应大油量冲击的能力特别突出，水中含油从ppm*到50%以上时，阻截膜的油水分离效能均十分稳定。具有广幅适应性，

2） 阻截油水分离设备在阻截膜材料有效寿命期内无需频繁的反冲洗或再生，含油废水的排放*少。

3） 油水分离的精度*高，阻截膜所固有的对水中油的空间态阻透功能，使得水中油份理论上几乎不可能渗透通过该膜，实践中含油污水经高精度HK阻截膜阻截分离后的渗透出水含油量可达0.1mg/L以下。

4） 能够较彻底地实现油水分离并能原质原品回收油，实现了含油污水的污染物资源化的目标。

5） 几乎在可以有效分离出水中各种分散形态的油份，阻截油水分离可以适应从原油到轻油等*切矿物油，具有很好的广普性。

6） 同时实现了水净化和油分离回收，不存在产生次生污染的问题。

7） 实现油水分离不需投加药剂，为纯物理分离工艺，阻截分离过程的能耗*低，具有非常优异的运行经济性。

8） 阻截膜是在适当压力推动下自动进行油水分离，工作效率高，阻截油水分离的工作系统的配置与操作管理简单。

4.1．阻截油水分离机组及构成

4.1.1阻截油水分离机组的工艺流程

从沉降隔油池来水**进入接触凝聚高速过滤器，以下向流的形态经过罐内的多孔陶瓷填料层，有效滤除污水中的悬浮杂质并对水中较高分散形态的油微粒进行表面接触吸附、凝聚而粗粒化；滤器出水自压进入阻截油水分离器，该罐内配置了阻截油水分离膜单元，进入阻截油水分离器的污水在强制水流循环机械的作用下在罐内形成较大规模的循环流态，利用阻截膜水过油不过的选择性阻截功能，罐内循环污水的*部分渗透过阻截膜单元后汇集于罐底部的净水室由出水管流出，至此除油流程完成，除油出水可以直接输往生化处理池，也可以进**气浮池进行保护性处理后再进入污水生化处理系统。

该系统区别于传统设备拥有以下三大优势：

1）油*回收，含油量可低至10PPM以下，COD降低80%，后续生化处理负荷大大减轻，生化处理能力扩大30%以上。

2）后续生化处理简单、土建工程量和占地面积大大减少；使治理废水的*次性总投资低于传统工艺。

3）后续处理无须化学添加剂，不产生大量污泥，使运行成本大幅度降低。由于进水指标稳定，使生化处理使用寿命延长，运行稳定，维护费用低。

4.1.2 阻截油水分离机组的主要工艺性能参数

1）含油污水进水指标：

含油量≤500mg/L（短期*大≤3000mg/L）；

悬浮物（SS）≤200mg/L；

PH值：6.0~9.5；

水温：35~80℃。

2）阻截除油设备出水指标：

含油量≤10mg/L；

悬浮物（SS）≤20mg/L。

3）机组设计处理出水量：125t/h。

4）COD去除率：≥30%。

5）回流率：10-12%。

5  结 束 语

综上所述，阻截除油工艺在工业含油污水处理系统中可以有效降低生化处理的来水指标，将含油量控制在生化处理要求之下，缓解后续生化处理的压力，在石油炼化工业*中*具推广价值。