一、技術(shù)名稱

“高效聚結(jié)除油器+CDFU旋流溶氣氣浮”組合處理電脫鹽污水技術(shù)

1、高效聚結(jié)除油器介紹

高效聚結(jié)除油器采用粗?；?、淺池原理和CFD仿真工具優(yōu)化罐體內(nèi)部空間和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)油滴或懸浮物在水中快速集聚、聚結(jié)、上?。ɑ蛳鲁粒┖头蛛x。

圖1 高效聚結(jié)除油器示意圖

2、CDFU（旋流溶氣氣浮設(shè)備）介紹

旋流溶氣氣浮集旋流離心分離技術(shù)、超微氣泡發(fā)生技術(shù)和溶氣氣浮技術(shù)于一體，通過多重技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中污油、乳化油、懸浮物等高效、快速分離。

圖2：CDFU示意圖

旋流溶氣氣浮通過高效溶氣泵以及特殊的微氣泡發(fā)生、釋放裝置，使微氣泡粒徑更小，粒徑達(dá)到5-30μm。乳化油粒徑為0.5-25μm，在同一粒徑范圍下，微氣泡能更好的捕捉乳化油，達(dá)到純物理破乳的效果；結(jié)合旋流離心技術(shù)，有利于微氣泡和油滴的相互作用，提高微氣泡與油滴的碰撞概率，由于介質(zhì)密度的不同，在旋流離心力的作用下，加速氣泡和油滴向旋流中間區(qū)域聚結(jié)，提高氣浮效果。

二、先進(jìn)性闡述

1、高效聚結(jié)除油器優(yōu)勢(shì)

• 全流場(chǎng)CFD優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化分離器內(nèi)部流場(chǎng)，使內(nèi)部流態(tài)快速保持穩(wěn)定，維持層流狀態(tài)，避免出現(xiàn)短路流、循環(huán)流，合理布置油水分界面，保證油水較快分離，盡量減少相互間的影響，防止分離油被帶入到水相空間。

• 特殊設(shè)計(jì)入口裝置

①入口旋流分離裝置，并能夠?qū)Ω∮瓦M(jìn)行初步較快分離。

②快速分離浮油，夠減輕下游聚結(jié)內(nèi)件或填料的負(fù)擔(dān)，防止內(nèi)件或填料堵塞，保證油水能夠高效分離。

③入口旋流裝置能夠快速消減入口動(dòng)能，均勻布置流場(chǎng)，達(dá)到穩(wěn)定流態(tài)的效果。

④配置多孔板，進(jìn)一步穩(wěn)定流態(tài)，另外能夠阻隔大粒徑的懸浮物，使泥沙等不影響聚結(jié)內(nèi)件和填料。

• 高效聚結(jié)填料

多級(jí)專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高效聚結(jié)填料，比表面積大，分離效率高，多級(jí)聚結(jié)填料對(duì)不同粒徑的小油滴逐級(jí)聚結(jié)長大至可沉降分離的大油滴；在流動(dòng)相提供動(dòng)能的條件下，含油污水中的小油滴會(huì)在填料相互碰撞，致使液膜破裂，小油滴之間相互聚集，并聚結(jié)形成大油滴，然后從罐體頂部集油包排出，高效聚結(jié)除油器的排油通過油水界位控制。另外特殊的波紋填料使得沙粒在填料流道上處于流態(tài)化，使沙粒能夠順利通過填料，落入分離器底部，保證填料分離效果穩(wěn)定，防止堵塞。

• 特殊設(shè)計(jì)沖沙系統(tǒng)

相對(duì)于傳統(tǒng)聚結(jié)除油，該除油器罐體設(shè)置有高效沖砂排淤裝置，防止填料堵塞、設(shè)備淤堵，保證設(shè)備的處理效果。

2、旋流溶氣氣浮裝置(CDFU)與傳統(tǒng)旋流氣浮相比具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)

• 集成多種技術(shù)為一體，除油率>90%，SS去除率>85%；

• 無需添加化學(xué)藥劑，純物理破乳，無含油污泥產(chǎn)生；

• 停留時(shí)間短，占地面積小；

• 設(shè)備密閉運(yùn)行，尾氣排放統(tǒng)一處理，現(xiàn)場(chǎng)無異味。



（圖3：技術(shù)對(duì)比）

三、案例分享

案例：錦西石化電脫鹽污水處理應(yīng)用

1、項(xiàng)目背景

錦西石化公司兩套常減壓裝置，其中南蒸餾主要加工遼河原油，北蒸餾主要加工大慶原油，近年來隨著原油劣質(zhì)化以及裝置帶煉污油性質(zhì)復(fù)雜，特別是南蒸餾電脫鹽運(yùn)行效果不穩(wěn)定，脫水含油合格率低，且其污染物濃度高，電脫鹽污水正常情況下含油類在200～10000mg/L，非正常情況下含油量可達(dá)10%以上（體積比），甚至高達(dá)50%，其COD平均達(dá)到5000mg/L以上，嚴(yán)重沖擊后續(xù)污水處理系統(tǒng)。因此，迫切需要通過技術(shù)攻關(guān)，對(duì)污水處理流程與工藝集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)脫鹽污水的油、水、泥分離，確保污水外排達(dá)標(biāo)。



（圖4：科力邇?yōu)殄\西石化定制的電脫鹽污水處理裝置）

2、工藝路線

針對(duì)含油污水含油量超標(biāo)問題，電脫鹽污水處理采用以“高效聚結(jié)壓力除油器+旋流溶氣氣浮裝置（CDFU）”為核心技術(shù)的油水分離撬塊裝置對(duì)污水進(jìn)行處理，裝置分離效率高、不加化學(xué)藥劑、設(shè)備緊湊占地少、采用密閉帶壓全自動(dòng)運(yùn)行。圖5為原工藝路線，圖6為改造后工藝路線（高效聚結(jié)除油器+CDFU替換隔油池）。



圖5改造前工藝流程簡(jiǎn)圖



圖6 改造后工藝流程簡(jiǎn)圖（虛線框內(nèi)為新增的高效聚結(jié)除油器+CDFU撬裝設(shè)備）

南北蒸餾切水先經(jīng)進(jìn)入高效聚結(jié)除油器，污油水經(jīng)入口旋流分離裝置的離心力作用，游離油被聚結(jié)并進(jìn)行初步較快分離，分散油再經(jīng)過聚結(jié)填料作用進(jìn)行進(jìn)一步快速聚結(jié)，聚結(jié)成大油滴，大部分游離油、分散油被快速分離聚集于集油包，排至污油罐，高效聚結(jié)除油器出水進(jìn)入CDFU。

CDFU進(jìn)一步除油、除懸浮物，小粒徑分散油和乳化油在CDFU罐體內(nèi)在旋流的作用下，迅速被溶氣產(chǎn)生的超微氣泡粘附、破乳、集聚后上浮到氣浮罐體上部經(jīng)內(nèi)筒排油口排出，達(dá)標(biāo)后的出水至總來水井提升至均質(zhì)罐，整個(gè)氣浮過程只需3-5min，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)處理、持續(xù)穩(wěn)定處理。

3、項(xiàng)目運(yùn)行情況

該套裝置投用至今運(yùn)行8個(gè)月，裝置處理出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的。裝置出水效果見圖7。

圖7是不同工況下含有污水經(jīng)高效聚結(jié)除油器+CDFU處理后的水質(zhì)情況，由圖可見，裝置處理效果穩(wěn)定，即使在沖擊工況下裝置也能達(dá)到良好的油水分離效果。



圖7裝置進(jìn)出水水質(zhì)情況（a 正常運(yùn)行；b 沖擊工況）

由于來水含油量、懸浮物較高，無法檢測(cè)具體項(xiàng)目數(shù)據(jù)，正常工況來水含油量小于10%，沖擊工況時(shí)，來水靜置分層，目測(cè)含油量大于20%，對(duì)比高效聚結(jié)除油器+CDFU裝置投用后出水與隔油池出水的效果，出水石油類平均值由投用前的678.4mg/l降低至70.9mg/l，平均降低了607.5mg/l，下降了89.6%；出水COD平均值由投用前的4586mg/l降低至3313mg/l，平均降低了391.43mg/L，下降了32.7%。水質(zhì)變化趨勢(shì)見圖8、圖9。新增改造后的高效聚結(jié)除油器+CDFU出水石油類含量平均70.9mg/L，達(dá)到石油類小于100mg/L的技術(shù)指標(biāo)要求。對(duì)比原工藝，新增高效聚結(jié)除油器+CDFU裝置對(duì)電脫鹽污水石油類、COD有較大的去除效果。



圖8電脫鹽污水處理裝置投用前后隔油池與除油器+CDFU出水COD的對(duì)比



圖9電脫鹽污水處理裝置投用前后隔油池與除油器+CDFU出水含油量的對(duì)比

對(duì)比高效聚結(jié)除油器+CDFU裝置投用前后對(duì)后端均質(zhì)罐污水含油量的影響，均質(zhì)罐平均含油量由投用前的274.8mg/L降低至81.1mg/L，平均降低至193.7mg/L，下降了70.5%。含油量趨勢(shì)見圖10，從圖中可知，裝置投用后后端均質(zhì)罐污水含油量明顯降低，減小后端二級(jí)浮選池的壓力，保證污水進(jìn)污水處理廠含油量小于30mg/L、COD小于600mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。



圖10電脫鹽污水處理裝置投用后對(duì)均質(zhì)罐污水含油量的影響

4、經(jīng)濟(jì)效益核算

• 成本核算

①電費(fèi)：每噸污水處理用電成本0.24元/噸

②氮?dú)庀模好繃嵨鬯幚碛脷獬杀?.115元/噸

③工業(yè)風(fēng)消耗：每噸污水處理用氣成本0.02元/噸

④化學(xué)藥劑（PAC）消耗：純物理分離工藝，無化學(xué)藥劑消耗。

噸水處理綜合成本：每噸污水處理綜合成本=電費(fèi)+氮?dú)赓M(fèi)+工業(yè)風(fēng)費(fèi)=0.375元/噸。




• 收益核算

電脫鹽切水預(yù)處理設(shè)施采用純物理分離工藝，不加入任何化學(xué)藥劑，通過高效聚結(jié)+旋流氣浮技術(shù)，回收脫水帶出的原油，減少污油泥量的產(chǎn)生，降低運(yùn)行成本的同時(shí)為項(xiàng)目帶來收益。

高效聚結(jié)除油器排油含水率較低，經(jīng)處理后可以進(jìn)行回?zé)?，為?xiàng)目帶來收益

裝置投用后每年帶來的收益：回收污油帶來的收益1576.8萬元，原油按5000元/噸計(jì)，全年節(jié)約污油泥危廢處理費(fèi)，按2000元每噸計(jì)約為630.72萬元；每年節(jié)約的藥劑費(fèi)為16.2萬元，即全年環(huán)保收益總計(jì)為2223.72萬元。




四、技術(shù)前景

采用“高效聚結(jié)除油器+CDFU旋流溶氣氣浮”組合處理電脫鹽污水，處理效果良好，能夠大幅度降低電脫鹽污水含油量，較大程度的改善污水水質(zhì)，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，減小后端處理的壓力，為下級(jí)污水處理廠的生化運(yùn)行提供保障。另外高效聚結(jié)除油器能夠回收污水中的原油，在增加項(xiàng)目收益的同時(shí)達(dá)到污泥減量化的效果，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。