旋流溶氣氣浮在電脫鹽污水處理的應用

1引言

原油往往含鹽（主要為NaCl，MgCl，CaCl2等氯化物）、含水（溶于油或呈乳化狀態），需在進入蒸餾單元前通過電脫鹽過程脫除。電脫鹽過程會產生約占煤油廠總廢水量3%的廢水，稱為電脫鹽廢水。[[1]]電脫鹽污水主要由電脫鹽切水和電脫鹽反沖洗水組成，該污水往往高含油、乳化嚴重，處理困難，如果直接流入下游污水處理廠可能會造成巨大沖，基于電脫鹽污水處理，深圳科力邇科技有限公司開發了旋流溶氣氣浮。

2旋流溶氣氣浮

旋流溶氣氣浮通過將旋流離心技術和超微氣泡浮選技術有機結合，實現乳化油和懸浮物高效、快速去除。含油含固污水在高效混合裝置中與溶氣釋放產生超微氣泡快速混合后沿著罐壁切向進入旋流溶氣氣浮罐體內，產生旋流，在旋流離心力和微氣泡的綜合作用下，乳化油實現破乳，大部分乳化油和懸浮物快速被微氣泡捕捉、粘附后上浮后從污水中分離，達到高效去除乳化油和懸浮物的目的，旋流溶氣氣浮有效停留時間在3~5min（我司旋流溶氣氣浮可以做到3-5min，其它廠家做不到，我們強調時間短就是強調占地面積小，客戶一般都是新增設備，對空間要求比較高，停留時間長效果更好），系統壓差為0.05Mpa，運行壓力在0.05~0.3Mpa之間，運行溫度0~85℃，最佳溫度為30~60℃（過低污水粘度增加，影響氣泡與懸浮物、油滴接觸效果，從而影響處理效果，過高導致溶氣水中溶解氣含量減少，微氣泡數量不足也影響氣浮效果），對2微米以上乳化油和懸浮物去除效率可達80%以上，整體除油效率可達95%，懸浮物去除效率可達85%以上。浮選用氣量通常在溶氣水量的5%~20%之間，溶氣水量通常為處理量的20%~100%，最佳量根據現場污水含油量、乳化程度、懸浮物含量等決定。

旋流溶氣氣浮為一種將離心分離技術、溶氣氣浮分離技術等有效的結合于一體，對含油、 含懸浮物污水進行高效分離的一種混合型裝置。

3應用情況

3.1長慶石化

3.1.1介紹

長慶石化公司原油來自于長慶油田，但隨著上游原油開采不斷深入，油田壓裂、酸化等增產作業措施普遍實施，在原油增產的同時，也會導致原油品質下降，原油攜帶雜質較多，乳化較嚴重，進入煉廠后電脫鹽裝置破乳效果不佳，油水界位不清晰，乳化層增厚，切水發黑，含油含雜質多，給下游污水處理廠造成較大的沖擊，影響到污水處理廠穩定運行，同時原油進入污水處理廠會產生大量高含水重污油，該股污油處理難度大，成本高。

為了降低切水帶油對下游污水處理廠沖擊，保證污水處理廠穩定運行，同時降低重污油量，提高長慶石化公司環保治理水平，實現長慶石化公司示范型城市煉廠建設目標，長慶石化公司運行一部于2019年6月新增了一套電脫鹽裝置切水處理旋流溶氣氣浮撬裝裝置。

該裝置為深圳科力邇科技有限公司專利產品，屬新一代高效型、緊湊型、密閉帶壓、全自動運行氣浮裝置。該裝置通過將旋流離心技術和微納米氣泡氣浮技術有機結合，采用純物理破乳分離方法，實現在較短的浮選時間內取得較高的油水分離效果。該裝置可在電脫鹽裝置不停產的情況下，在線安裝、投用。

3.1.2水樣圖

電脫鹽撬裝20190616上午取樣jpg

            6月16日上午水樣                                      6月16日下午取樣

            6月18日上午水樣                                      6月18日下午取樣

3.1.3應用情況

旋流溶氣氣浮撬裝裝置自2019年06月03日開始投用后已連續不間斷穩定運行至今，在此期間正好趕上長慶石化公司原油品質較差，電脫鹽裝置運行不穩定，電脫鹽罐內油水乳化層較厚，切水帶油多且乳化比較嚴重時期，但旋流溶氣氣浮裝置表現出良好的脫除效果，在進水含油3000~20000mg/L的情況下，處理后出水含油維持在41.4~380mg/L之間，除油效率平均95%以上，整個分離過程為純物理分離，不加任何化學藥劑。

1)  水質數據

2)  進出水水質含油曲線

3)  除油效率曲線

從上述分析可知：該裝置投用后既較好地解決了長慶石化公司電脫鹽切水帶油嚴重且乳化程度較高，對下游污水處理廠沖擊較大的難題，同時采用純物理破乳除油技術回收了大量原油，具有較好的環保和經濟效益。

3.1.4結論及意義

旋流溶氣氣浮撬裝裝置對長慶石化公司常減壓電脫鹽切水處理效果較為明顯，減輕了污水處理廠運行壓力，提高了長慶石化公司污水處理水平，降低了長慶石化公司重污油處理費用，創造了較好的環保和經濟效益。是長慶石化公司積極踐行“綠水青山就是金山銀山”的生態文明思想，牢固樹立“不是企業消滅污染，就是污染消滅企業”的理念，把環境保護工作作為城市煉廠生存和發展的關鍵所在的生動體現。

3.2獨山子石化

3.2.1介紹

由于獨山子石化公司原油來源不穩定，且成分復雜，電脫鹽切水污染物含量波動較大，雖加入破乳劑和經大罐沉降，水質有較大改善，但在氣浮設備投用前，由于污水COD、石油類和懸浮物含量波動較大，在線表時常出現因油和雜質太多造成COD異常超標的現象，給下游污水處理廠造成沖擊。

3.2.2水樣圖

3.2.3應用情況

1)  COD、石油類

從CDFU設施投用前后分析數據來看，外排含鹽污水COD平均值由投用前的1200mg/l降低至808.57mg/l，平均降低了391.43mg/l，下降了32.7%；外排含鹽污水石油類平均值由投用前的98.57mg/l，降低至26.52mg/l，平均降低了72.05mg/l，下降了73.6%；日常處理效果明顯。下圖為高效氣浮設施投用前后COD和油含量分析數據的趨勢圖：

石油類曲線圖

COD曲線圖

2)  硫化物和可燃氣

硫化物剔除異常數據（黃色底色）和最大最小值（淺藍色）后曲線

3)  油泥及污油

高效旋流溶氣氣浮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：98.57mg/l，投用后出水平均值：26.52mg/l，平均降低了72.05mg/l，下降了73.6%；

按照100噸每小時處理量計算

100×24×72.05/1000=192.9kg/d

全年回收污油：192.9×360/1000=62.25噸

全年回收污油費用：62.25×2000=12.45萬元，按2000元每噸計。

全年減少污油泥危廢排放  按含水率80%計

62.25/(1-80%)=311.25噸

全年節約污油泥危廢處理費  2700元/噸（焚燒工藝處理費）

311.25×2700=84.04萬元

全年環保收益總計

12.45+84.04=96.49萬元。

3.2.4結論和意義

新增兩級CDFU設施投用后，對含鹽污水凈化的效果較好，處理后的污水外觀清澈透明，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。

3.3滄州石化

3.3.1介紹

電脫鹽切水經換熱和冷卻后進入高效聚結壓力除油器進行除油，在這里大部分游離油和分散油被除油器內特殊設計專利聚結填料聚結成大油滴并聚集成低含水原油后進入集油包，集油包內設有油水界面儀，當低含水污油達到標定液位時，自動出油閥打開，原油通過自身壓力作用經排油出口管線排至業主污油收集罐，聚結壓力除油器處理后污水再進入CDFU進行進一步除油，分散油和乳化油在旋流的作用下迅速被微氣泡粘附、破乳后上浮去除，處理后污水達到要求（≤200mg/L）后進入污水處理廠管網，排出污油進污油收集罐。

聚結壓力除油器配置沖沙裝置，沖沙水采用現場凈化水，沖沙頻次為2~4周/次（是反沖洗水含固量而定），水量為50m3/h，沖沙時間為15～20分鐘。沖沙污水每次約20m3排入污水處理廠。

3.3.2水樣圖

3.3.3水樣數據

3.3.4結論及意義

中國石油化工股份有限公司滄州分公司煉油一部自2020年05月30日起采用深圳科力邇科技有限公司提供的“高效聚結除油器+CDFU (旋流溶氣氣浮)”撬裝式油水分離裝置對常減壓電脫鹽裝置切水進行處理(設計處理量50m/h)，該裝置自投用后已不間斷地穩定運行至今。可在原油品質較差、電脫鹽裝置運行不穩定、切水帶油乳化情況下取得較好的除油效果。處理后出水含石油類穩定維持在100mg/L以下，優于技術協議要求(出水石油類小于150mg/L)，除油效率95%以上,分離出來污油含水率在0.5%~10%之間，回收污油進入焦化再利用。該裝置采用純物理分離，不加任何化學藥劑，既較好地解決了中國石油化工股份有限公司滄州分公司電脫鹽切水乳化帶油，對下游污水處理廠沖擊的問題；又能回收原油，具有較好的環保和經濟效益。

3.4四川石化

3.4.1介紹

四川石化1000萬噸/年常減壓裝置電脫鹽采用了兩級快速脫鹽技術，由于所加工原油性質波動較大，尤其是頻繁摻煉污油，導致電脫鹽電流經常超標，排水石油類和COD偏高，增加了污水處理廠廢水處理難度。為此，增設電脫鹽排水預處理撬裝設施1套,設計處理能力70m3/h，操作彈性60-110%。利用聚結-旋流氣浮除油技術，將分散油和乳化油在旋流作用下迅速被微氣泡粘附、破乳后上浮去除，以降低排水中的含油量，實現排水含油量低于150mg/L后再排入四川石化公司污水處理廠進行處理。

3.4.2水樣圖

3.4.3運行數據

3.4.4結論

深圳科力邇科技有限公司提供的電脫鹽廢水預處理項目撬裝式油水分離裝置已完成調試并按照技術協議要求進行了性能測試，測試期間設備運行狀態良好，各項指標滿足技術要求。

4結語

深圳科力邇科技有限公司研發的旋流溶氣氣浮專利技術以純物理破乳為基礎，該技術在石油石化行業電脫鹽污水處理取得了很好的效果，應用該技術處理后電脫鹽污水石油類小于150mg/L，有效減輕下游污水處理廠的處理負荷及沖擊。

[[1]]夏瑜,何緒文,徐恒,王浩,吳姁,欒金義.典型電脫鹽廢水預處理技術及其應用[J].化工環保,2020,40(01):1-6.