高濃度超稠油乳化廢水預(yù)處理工藝與實(shí)踐

水處理網(wǎng)訊:[ 摘要] 超稠油在加工過程中產(chǎn)生大量高濃度乳化廢水， 常規(guī)煉油污水處理場(chǎng)難以處理并導(dǎo)致外排水嚴(yán)重超標(biāo)。以某稠油加工企業(yè)高濃度超稠油乳化廢水為研究對(duì)象， 對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)， 沉降、破乳、絮凝條件進(jìn)行了系統(tǒng)研究， 并在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)出預(yù)處理工藝。相應(yīng)裝置建成后運(yùn)行平穩(wěn)高效， 廢水得到高效的處理與污油資源回收。

[ 關(guān)鍵詞] 超稠油；乳化廢水；沉降；氣浮

中國(guó)遼河、勝利、新疆、大港及渤海等油田稠油資源儲(chǔ)量非常豐富〔1 〕， 稠油的開采量與加工量也正在逐步上升。目前超稠油的加工方式主要是常減壓蒸餾、直接延遲焦化等， 所伴生的廢水與普通煉油污水、油田稠油污水相比污染物含量更高， 乳化更嚴(yán)重〔2， 3〕， 造成常規(guī)煉油污水場(chǎng)一級(jí)處理（ 隔油、浮選）出水惡化， 使后續(xù)生化段負(fù)荷遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值， 微生物大量死亡， 排放水超標(biāo)嚴(yán)重。筆者以某煉油廠超稠油廢水為研究對(duì)象， 在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出高濃度超稠油乳化廢水預(yù)處理工藝與相關(guān)工程， 使石油類回收率達(dá)到99%以上， 出水滿足常規(guī)煉油污水處理場(chǎng)生化段進(jìn)水要求， 為后續(xù)常規(guī)處理奠定了基礎(chǔ)。

1 超稠油乳化廢水水質(zhì)

超稠油乳化廢水主要來源于超稠原油罐底脫水、電脫鹽脫鈣污水、焦化大吹汽冷凝水等。其主要污染物指標(biāo)如表1 所示。

由表1 可見該廢水屬于高含油、高乳化、高COD、高懸浮物、有機(jī)組成復(fù)雜的廢水。此外水體中污油主要以浮油、乳化油為主， 完全具備回收價(jià)值，所以超稠油乳化廢水預(yù)處理工藝應(yīng)兼顧水質(zhì)凈化與資源回收。

2 基礎(chǔ)試驗(yàn)研究

2.1 沉降試驗(yàn)

取超稠油乳化廢水放入D 100 mm、H 2 500 mm的有機(jī)玻璃沉降柱中， 沉降柱壁設(shè)3 個(gè)取樣口， 連續(xù)監(jiān)測(cè)高度為100、1 200、2 400 mm 處的石油類、SS（ 泥渣） 含量。三個(gè)采樣口的石油類、泥渣含量隨沉降時(shí)間變化的測(cè)試結(jié)果見圖1、圖2。

當(dāng)水力停留時(shí)間（HRT） 達(dá)14 h 以上時(shí)， 浮油與少量懸浮物上浮， 較多泥渣沉淀柱底， 污油回收接近50%， 但大部分是浮油， 乳化油含量未見降低， 仍在6 000 mg/L 以上。為實(shí)現(xiàn)沉降段比較理想的分離目標(biāo)， 應(yīng)優(yōu)化廢水在隔油沉降階段的HRT。綜合考慮設(shè)備投資、污油回收率及實(shí)驗(yàn)結(jié)果， HRT 取12 h。

2.2 破乳沉降試驗(yàn)

超稠油乳化廢水經(jīng)沉降隔油后的水體中仍然含有較多的乳化油與懸浮物顆粒， 含油約為5 000 ~6 000 mg/L， SS 為2 500~3 000 mg/L。采用破乳工藝對(duì)其進(jìn)一步處理， 破乳劑選用改性聚丙烯酰胺， 破乳沉降試驗(yàn)結(jié)果如圖3 所示。

由圖3 見， 相同投加量下， 破乳劑陽離子度越低， 破乳效果越好。因此確定采用陽離子度為40%的破乳劑， 最優(yōu)化投加量為15 mg/L。在此條件下破乳沉降后， 出水中石油類質(zhì)量濃度600 mg/L， 懸浮物去除率>65%， 燒杯底部可見細(xì)泥?？紤]到廢水中稠油密度， 破乳后廢水的HRT 同樣設(shè)計(jì)為12 h。

2.3 絮凝試驗(yàn)

破乳除油后廢水仍然含有剩余乳化油、溶解油等， 其中含油約500~600 mg/L， CODCr 2 000~3 000mg/L。污染物含量仍然高于常規(guī)煉油污水場(chǎng)生化處理的進(jìn)水指標(biāo)， 因此確定通過絮凝工藝對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理。燒杯實(shí)驗(yàn)篩選結(jié)果表明， 無機(jī)鋁鹽是最適宜的絮凝劑， 其最佳投加范圍在200~300 mg/L，有機(jī)助凝劑最佳投加范圍在2~4 mg/L。以破乳后廢水為處理對(duì)象， 采用最佳藥劑配比與投加量連續(xù)對(duì)其進(jìn)行絮凝試驗(yàn)， 試驗(yàn)結(jié)果如圖4、圖5 所示。

從圖4、圖5 可以看出， 絮凝出水水質(zhì)穩(wěn)定， 石油類<100 mg/L， CODCr<1 500 mg/L， 這些指標(biāo)已滿足污水場(chǎng)生化處理進(jìn)水要求。

3 工程實(shí)踐

3.1 工藝及主要設(shè)備

根據(jù)對(duì)廢水的前期基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果， 設(shè)計(jì)了超稠油乳化廢水預(yù)處理工藝， 并在某稠油加工企業(yè)建設(shè)了相應(yīng)裝置， 工藝流程如圖6 所示。

（ 1） 各生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的高濃度超稠油乳化廢水經(jīng)管道匯集至預(yù)處理裝置， 廢水用泵提升后進(jìn)入沉降罐， 初步脫除其中的泥砂和浮油， 同時(shí)該罐還起到水質(zhì)水量緩沖作用；污油通過自動(dòng)收油設(shè)備送至污油罐， 底部的泥送至油泥池。

（ 2） 沉降罐出水與破乳劑混合后進(jìn)入破乳沉降罐中完成油、水、泥的分離， 污油通過自動(dòng)收油設(shè)備及時(shí)送至污油罐， 下沉到底部的泥送至油泥池。

（ 3） 破乳沉降罐出水再與混凝劑、助凝劑混合后進(jìn)入DAF 氣浮機(jī)去除乳化油與部分CODCr， 后自流進(jìn)入總污水場(chǎng)進(jìn)行后續(xù)處理， 浮渣進(jìn)入浮渣池。

沉降罐和破乳沉降罐內(nèi)均設(shè)置自動(dòng)收油系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)， 采用浮動(dòng)環(huán)流收油器與GPN 型罐類盤式刮泥機(jī)組合。油泥與泥渣送至“三泥”處理裝置。

主要設(shè)備及規(guī)格見表2。

3.2 運(yùn)行情況及分析

裝置對(duì)超稠油乳化廢水的處理效果見圖7、圖8（ 2006 年6 月— 8 月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)） 。

由圖7、圖8 可見， 裝置進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大， 石油類平均為12 170 mg/L， CODCr 平均為10 630 mg/L，裝置出水水質(zhì)較為穩(wěn)定， 含油平均<150 mg/L， CODCr平均<3 000 mg/L， 與其他低濃度含油廢水混合后完全可以排入污水處理場(chǎng)進(jìn)行后續(xù)處理。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

超稠油乳化廢水預(yù)處理工程設(shè)計(jì)遠(yuǎn)期處理量為60 t /h， 近期處理量為25 t /h， 總投資約700 萬元。從2005 年12 月— 2007 年6 月， 共處理超稠油廢水與其他特殊高濃度廢水總計(jì)301 388 m3， 共回收污油7 927 t。經(jīng)核算， 噸廢水處理綜合成本6.99 元， 污油回收1 189.05 萬元（ 以污油1 500 元/t 計(jì)） ；截至2007 年6 月份， 該裝置已創(chuàng)效978.38 萬元， 成為該企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

4 結(jié)論

（ 1） 試驗(yàn)研究表明， 保持較長(zhǎng)的沉降分離時(shí)間可以回收大部分的浮油；破乳可使污水的乳化油回收率高達(dá)90%以上；再對(duì)出水進(jìn)行絮凝處理， CODCr、懸浮物等指標(biāo)可大幅度降低。

（ 2） 采用基礎(chǔ)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行超稠油廢水預(yù)處理工程設(shè)計(jì)， 裝置投產(chǎn)后， 出水水質(zhì)基本穩(wěn)定， 實(shí)現(xiàn)了資源化與源頭控制， 經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益良好。

原標(biāo)題:高濃度超稠油乳化廢水預(yù)處理工藝與實(shí)踐