旋流氣浮分離技術在電脫鹽切水處理中的應用

本文發布于《石化技術》月刊2022年第9期

本文作者：1.中國石油化工股份有限公司滄州分公司-趙蕊；2.深圳科力邇科技有限公司-簡小文

[摘要] 中國石油化工股份有限公司滄州分公司常減壓裝置處理原油時受原油來源地廣且時常變化等多方面影響，導致電脫鹽污水合格率偏低、油含量超標等問題，對裝置環保運行及后續處理造成嚴重沖擊，影響下游污水處理裝置平穩運行。采用旋流溶氣氣浮技術可以有效降低污水油含量，保證電脫鹽外排污水達標排放，具有很好的經濟效益和環境效益。

[關鍵詞] 電脫鹽脫水；油含量；旋流溶氣氣浮

一、 項目背景

滄州煉化常減壓電脫鹽處理原油來源國內有錦州、勝利等地原油，國外有阿曼、帕茲弗洛等原油，由于原油來源地廣且時常變化，容易導致現有電脫鹽裝置切水含油不穩定，含油量時常有超標，正常出水含油都在1000mg/L 以下，時常有超標，有時含油高達5510mg/L，更嚴重的甚至出現油太多無法檢測。造成的影響有如下幾個方面：

（1） 大量原油進入污水處理廠，給污水處理廠造成巨大的負擔，嚴重影響到污水廠處理正常設施運行，致使污水處理廠整個處理設施超負荷運行、各單元處理水質指標超標，同時造成污水處理廠運營成本增加。

（2）大量原油進入污水處理廠與其它污水混合后，此股污油由于混合其它污水且添加大量化學藥劑，導致該股回收污油乳化嚴重，且含大量懸浮物、泥砂、金屬離子、絮體等，屬油品較差的重質污油，一旦回煉將進一步加大回煉設備處理難度，長此以往，不斷累積又會嚴重影響到正常原油煉制，導致裝置排出污水含油偏高，進一步惡化水質。

（3）電脫鹽裝置切水中油含量較高，且乳化嚴重，目前這股高含油污水未經預處理直接送入污水處理廠，在給處理廠造成嚴重沖擊的同時，產生大量高含水、難度處理污油泥，大幅增加了公司污油泥處理費用。

二、 污水概況

常減壓裝置電脫鹽切出污水經換熱和冷卻后進入后續處理，現場一級換熱后水溫為90℃,二級換熱后水溫為60℃,污水水質較差，水色呈黑色，含油量最高可達到20%以上，污水乳化嚴重，同時含有大量細微懸浮物，含鹽量和礦化度高，對設備腐蝕性大，大幅增加下游污水處理廠的運行壓力和成本。

三、 解決方案

針對上述廢水處理難點，對市場上現有的各項處理技術進行調研，經過對多項處理技術的收集與對比分析，最終選擇高效聚結壓力除油器和CDFU（高效旋流氣浮裝置）結合的新型電脫鹽預處理技術。該技術目前在中石油獨山子石化電脫鹽污水、吐哈油田和中海油渤海海上平臺含油污水等多處項目都有投產應用。

CDFU-Cyclonic Dissolved gas Flotation Unit即高效旋流氣浮裝置，將旋流離心分離技術與溶氣氣浮分離技術有機結合的新一代高效旋流氣浮裝置。該裝置通過應用旋流和溶氣產生的微納米氣泡綜合作用，極大地提高了浮選效果，縮短了浮選時間，實現了高效、快速除油，該裝置適用于各類難處理含油（含懸浮物）污水。工藝簡圖如下圖1所示。

3.1 工作原理

電脫鹽切出含油污水經換熱冷卻后,進入高效聚結分離器,污水中浮油、分散油和部分乳化油在分離器中聚集、聚結成大油團,快速從污水中分離進入集油包排出,初步油水分離后污水仍然含有大量乳化油再進入高效旋流溶氣氣浮進行進一步處理,乳化油被超微氣泡撲捉后在旋流作用下不斷集聚、聚結破乳形成油團快速從污水中分離,破乳聚結后污油排出,處理后污水進入污水處理廠管網進行進一步處理。

四、 處理效果分析

4.1 運行數據分析

新增電脫鹽預處理設施投用后，對含鹽污水凈化的效果較好，在線表一直穩定正常運行至今，同時除了水質外觀得到了大幅改觀外，在水質分析數據上看也有大幅改觀，影響含鹽污水外排主要水質指標為COD和油含量。高效氣浮設施投用前后分析數據對比，如下表和圖7、8所示：

圖7 含鹽污水電脫鹽預處理設施投用前后石油類分析數據變化趨勢圖

圖8 含鹽污水電脫鹽預處理設施投用前后COD分析數據變化趨勢圖

污油靜置脫水后含水率最高10%,最低2.5%（圖9）,污油實現了回收焦化再利用。

圖9 電脫鹽預處理設施投用后污油含水量變化趨勢圖

4.2 經濟效益核算

4.2.1 成本核算

①電費：每噸污水處理用電成本0.130元/噸

②氮氣消耗：每噸污水處理用氣成本0.104元/噸

③化學藥劑（PAC）消耗：純物理分離工藝，無化學藥劑消耗。

④噸水處理綜合成本：每噸污水處理綜合成本=電費+氮氣費=0.234 元/噸。

4.2.2 收益核算

新型電脫鹽預處理設施采用純物理分離工藝，不加入任何化學藥劑，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，回收污油雜質少，含水率低，污油可直接進焦化裝置處理。

投用前后平均除油來計算原油回收

投用前平均值：236.54mg/L，投用后出水平均值：53.60mg/l，平均降低了182.94mg/L，下降了77.34%；

全年回收污油79.03噸，全年回收污油費用約15.81萬元，按2000元每噸計；全年節約污油泥危廢處理費，按2700元每噸計（焚燒工藝處理費）約為106.69萬元

即全年環保收益總計為122.5萬元。

五、 總結

新型電脫鹽預處理設施投產穩定運行后，含鹽污水外排水質穩定，石油類平均值由投用前的236.54mg/L降低至53.60 mg/L，平均值降低了182.94mg/L，下降了77.34%；COD平均值由投用前的1382.32mg/L降低至938.31mg/L，平均值降低了444.01mg/L，下降了32.12%。

另一方面污油靜置脫水后含水率最高10%,最低2.5%，污油實現回收焦化再利用，最大化的利用了石油資源，減少原油損失；并且降低對下游水廠的處理負荷。實現經濟效益與環境效益的雙贏。