電脫鹽污水處理新進展

1引言

電脫鹽裝置是煉化廠不可或缺的裝置之一，電脫鹽裝置的運行效果將在相當程度上影響煉油生產裝置的長期、安全、穩定運行。原油電脫鹽的作用是脫除原油中的無機鹽和水，其方法是通過加入一定量的破乳劑和水，在一定溫度下使鹽溶解于水中，并在電場作用下使油水分離，從而達到原油脫鹽、脫水的目的。隨著國內外原油性質的劣化，現有電脫鹽裝置及工藝對原油脫后鹽含量和污水中油含量指標的控制也越來越困難。[ ]電脫鹽污水大約占煉油廠總污水量3%[ ]，稱電脫鹽污水。

2處理難點

1) 電脫鹽污水正常情況下含油類在200mg/L~10000mg/L，非正常情況下含油量可達10%以上（體積比）[ ]，甚至高達50% ，沖擊大。

2) 原油來源多源化，有國外的和國內的，國外的有：伊朗、沙特阿拉伯、俄羅斯、蘇丹、利比亞、安哥拉等等國家或地區，國內的有：大慶油田、勝利油田、長慶油田、遼河油田、四川油田、塔里木油田、克拉瑪依油田等等油田。

3) 原油多種多樣，組分復雜，如原油：有輕質油、凝析油、重質油等；組分有烴類：烷烴、芳香烴、環烷烴、鏈烯烴等，非烴類：含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、膠質和瀝表質等等。

4) 原油開采使用大量的化學藥劑，如：清蠟劑、防蠟劑、破乳劑、緩蝕劑、防垢劑等，使原油劣質化、油品下降，乳化嚴重，長時間靜置不分層。

5) 高含水、高乳化重污油摻煉，設備超負荷運行，反沖洗不及時，設備老化、操作不到位等，加重電脫鹽污水處理難度。

3傳統處理技術

3.1重力分離

重力分離：利用油水兩相的密度差及油和水的不相溶性進行分離。沉降分離在隔油池或大罐中進行，常見的有平流式(API)、平行板式(PPI)、波紋板式(CPI) 等型式。平流式隔油池的設計主要基于斯托克斯公式，由公式可求得一定表面積的隔油池所能除去的最小油珠粒徑。隔油池水流狀態對除油能力和效果也有很大影響，最好的水流狀態是層流狀態，它有利于油珠的上升和固相的沉降。根據以上理論，進而設計出了PPI式、CPI式、IPI式(斜板式)等更為高效隔油池。這幾種型式的隔油池與API式相比較，占地面積相對省，去油能力、排油能力及安全程度等方面明顯提高，因此已被廣泛應用。[ ]該技術設備結構簡單、容易操作、除浮油效果穩定，但當含油粒徑小、含有大量細微懸浮顆粒、乳化嚴重、重油比重高、污油密度與水非常接近，重力沉降僅能去除部分浮油，導致處理效果差，從應用情況來看，大部分無法滿足當前環保要求，經常導致污水處理廠進水含油超標，嚴重影響到污水處理廠達標排放和回用。

3.2水力旋流器

水力旋流器又稱旋液分離器，是一種分離非均勻相混合物的多相分離設備，其結構通常是圓筒和圓錐的組合體。來料沿切線進入圓筒，在離心力的作用下，重組分旋轉向下排出，輕組分下降到一定位置后隨溢流從頂部排出，這樣就完成了輕重組分的分離。[ ]該技術占地面積小，處理量大，但抗沖擊性能差，除油效果不穩定，無法滿足在含油量波動劇烈的情況下，出水含油量持續穩定達標。由于含油粒徑小，含油大量細微懸浮顆粒，乳化嚴重，重油比重高，與污水密度接近，導致分離效果差（分離效率50%~60%），出水含油高。且污水含鹽量高，礦化度高，旋流管容易結垢，嚴重時造成旋流器無法正常工作，嚴重影響電脫鹽裝置運行

3.3聚結

聚結機理主要有兩種，即潤濕聚結與碰撞聚結。所謂潤濕聚結，是在聚結材料表面液滴先進行潤濕，后吸附的液滴會與先吸附的液滴發生碰撞聚結，液滴在聚結材料表面逐漸變大，通過不斷重復的浸潤、吸附、聚結和脫離過程，從而使得分散相慢慢從連續相中脫離出來最終實現油水分離。[ ]所謂碰撞聚結，即當液滴受到外部流體的接觸作用和外力碰撞，在液滴相互碰撞過程中，液滴與液滴之間形成了一層很薄的薄膜。液滴聚結的合外力大于其與連續相之間的界面張力時，會發生液滴的聚結長大[ ]。聚結法處理的對象主要是含油污水中的分散油及非表面活性劑穩定的乳化油。[ ]聚結法通過增大油滴粒徑，使油滴更快上浮分離，縮短油滴停留時間，抗沖擊性強，但聚結機理尚未統一，對乳化嚴重的含油污水處理效果不佳。

3.4溶氣氣浮

氣浮技術是在待處理水中通入大量的、高度分散的微氣泡 ，使之作為載體與懸浮在水中的顆粒(油滴、SS或絮狀物）粘附，形成整體密度小于水的浮體，依靠自然上浮力作用一起上浮到水面，形成浮渣而加以去除，以完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水方法，氣浮法最早開始應用于選礦工業。[ ]

優勢：單級除油效率較高60~85%，懸浮物去除率較高50~70%，去除粒徑小﹥5um

缺點：停留時間較長15~40mim，氣泡直徑5-100um均勻性一般，依靠刮渣機，機械式排渣。

4新技術

4.1高效聚結壓力除油器

4.1.1介紹

高效聚結壓力除油器是深圳科力邇科技有限公司通過綜合應用stokes原理與粗粒化技術，在吸收國外先進技術和理念的基礎上，優化改進的新型高效聚結壓力除油器，為公司專利產品。

該聚結壓力除油器采用雙向流動設計和 CFD 來優化內部流場，實現聚結壓力除油器內部流動的合理布局，從而提高分離效率，較大地縮減容器尺寸；通過采用高效聚結斜板內件，增大油滴粒徑，極大地縮短了油滴停留時間，實現高效油水分離的同時使得容器尺寸更小，結構更為緊湊；通過采用全自動控制和封閉式壓力除油，實現裝置運行平穩、安全可靠、操作方便，能夠適應各種復雜工況。

4.1.2技術特點

1) 全流場CFD優化設計，使內部流態快速保持穩定，維持層流狀態，避免出現短路流、循環流，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

2) 特殊設計入口裝置 ，入口旋流，通過離心力作用，起到一定的聚結作用，并能夠對分散油進行初步較快分離。

3) 高效聚結斜板填料，通過與國外先進技術公司合作，引進國外先進理論計算理論，并通過流體力學 CFD 仿真，不斷完善和優化斜板內件設計，逐步形成具有自主知識產權先進技術，并廣泛應用于油田、煉化、化工等液液兩相分離，并取得了很好的應用效果。

4) 特殊設計沖沙系統，根據泥沙情況，設計合理沖砂系統，及時沖洗，防止罐體內部和填料堵塞，保持處理效果穩定。

4.2旋流溶氣氣浮

4.2.1介紹

旋流溶氣氣浮裝置即CDFU（Cyclonic Dissolved Gas Flotation Unit），以下簡稱“CDFU”，為深圳科力邇科技有限公司專利產品。該裝置通過應用旋流作用，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。

CDFU將旋流離心分離技術和溶氣氣浮技術結合于一體。CDFU罐采用雙向切入口設計，產生更大的旋流速度，離心加速度更大，旋流更為穩定，有利于氣泡和油滴的相互作用，加速氣泡和油滴向旋流中間區域聚結，提高氣浮效果，縮短停留時間，實現高效、快速除油。

4.2.2技術特點

1) 除油效率高：單級﹥90%，最小去除粒徑≥0.3um，停留時間短（僅1~5分鐘）

2) 占地面積少、體積小、重量輕，僅為傳統溶氣氣浮1/8~1/3

3) 雙切向入口設計，產生更大的旋轉速度，離心加速度更大，抗沖擊性更強

4) 穩定性強，能夠在不同水力載荷、油粘性以及含油比重變化等情況下，有很強的適應

5) 結構簡單、易操作、動部件少、安裝快捷、運行和維護費用低

6) 結構緊湊，乳化油和細微懸浮物去除率高，無需化學藥劑， 浮渣少

7) 封閉運行、自動控制，壓力排油、排渣，無機械動力

4.3應用情況

近年來有中石化滄州石化煉廠和中石油四川石化煉廠將深圳科力邇科技有限公司的專利技術聚結壓力除油器+旋流溶氣氣浮應用于電脫鹽裝置，中石油長慶石化煉廠和中石油獨山子石化煉廠將深圳科力邇科技有限公司的專利技術旋流溶氣氣浮應用于電脫鹽裝置。該技術從應用效果來看，對電脫鹽污水處理效果明顯，出水石油類指標小于150mg/L，抗沖擊性能強。

5結束語

由于原油劣質化、油品下降，電脫鹽污水沖擊大、乳化嚴重，給電脫鹽污水處理裝置帶來很大沖擊。只有通過開發新的電脫鹽污水處理工藝裝置，選擇最佳的工藝條件、應用高效的處理裝置，才能處理好電脫鹽污水。聚結壓力除油器+旋流溶氣氣浮技術的成功應用，為電脫鹽污水處理指出了新的方向，在將來的發展中一定能夠得到廣泛的應用。

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