溶氣氣浮法處理煉油循環(huán)水排污水研究

第23卷第12期荊門(mén)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2008年12月Vol 23 No 12Journal of Jingmen Technical CollegeDec,2008溶氣氣浮法處理煉油循環(huán)水排污水研究王科1,劉光利2,楊岳2,李常青2(1寶雞文理學(xué)院地理科學(xué)與環(huán)境工程系,陜西寶雞721007;2中國石油蘭州化工研究中心,甘肅蘭州730060)[擴要]為了確定泥凝氣淳法處理煉油循環(huán)水排污水的可行性,在幾種常用泥凝劑中通過(guò)試驗選定無(wú)機混凝劑PAC,配合有機PAM使用,再通過(guò)正交試驗確定混凝劑的最佳使用條件,在此條件下通過(guò)試驗確混凝沉淀法的效果,最后用混凝——氣淳法處理煉油循環(huán)水旁濾反沖水,結果表明使用混凝—一氣淳法處理這種廢水并回用可以滿(mǎn)足要求且有明顯優(yōu)勢。[關(guān)鍵詞]煉油循環(huán)水排污水;濾池反沖水;混凝氣浮中圖分類(lèi)號]X742[文獻標識碼]A[文章編號]1008-4657(2008)12-0005-05我國工業(yè)用水占城市用水量的80%以上,在石化、電力、冶金等系統循環(huán)冷卻水的用量達工廠(chǎng)總用水量的80%以上(。石化行業(yè)在全國工業(yè)用水量中所占比重最大煉油循環(huán)水水資源消耗大,浪費大,節水能力跟國外差距很大;循環(huán)水系統腐蝕等問(wèn)題對正常生產(chǎn)造成嚴重影響2-4;敞開(kāi)式循環(huán)水系統由于冷卻塔冷卻時(shí)循環(huán)水暴露在空氣中,空氣中顆粒雜志會(huì )大量進(jìn)入循環(huán)水循環(huán)水質(zhì)變差,引起細菌、藻類(lèi)繁殖,再加上循環(huán)水系統油類(lèi)泄漏,循環(huán)水系統因此需要定期排出高濃度污水,或者使用旁流過(guò)濾技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)旁濾)凈化一部分循環(huán)水。旁流過(guò)濾器過(guò)濾負荷會(huì )隨水質(zhì)變差而增大,因此其反沖頻繁、濾料更換頻繁。反沖排污水瞬時(shí)水量大、濁度高、含油高,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單沉淀難以回用,也難以達標排放因此選擇一種有效的處理方法處理并回用這部分廢水很有必要。1概述1.1循環(huán)水排污水水質(zhì)甘肅某煉油廠(chǎng)幾套循環(huán)水系統旁流過(guò)濾器反沖洗間斷排水,瞬間排水量很大,排放頻繁,排水量大。旁濾器反沖水主要水質(zhì)指標和和內部回用標準如表1。砂濾器反沖排水懸浮物、濁度、油含量COD藻類(lèi)、離子濃度等都不滿(mǎn)足回用要求,現立項要求將反沖水回用于循環(huán)冷卻水系統。懸浮物、石油類(lèi)首先要去除,其次要保證硬度、其他離子濃度達標,以滿(mǎn)足循環(huán)水系統嚴格的防腐、防結垢、防止藻類(lèi)滋生等要求。表1旁濾反沖水主要水質(zhì)指標和回用標準項目濁度cOD石油類(lèi)總硬度總堿度硫酸根總容固總鐵FTU)(my/)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L) (mg/L)(mg/L)原水8.2313612022.76354240.3102.6782.30.18回用標準68~85≤5.0≤30≤5.0≤150≤300≤300≤800≤0.21.2排污水處理工藝選擇[收稿日期]2008中國煤化工作者簡(jiǎn)介]王科(8-,男,陜西乾縣人,寶雞文理學(xué)院講CNMH理及水回用。Email:kewang02@163.como含油濁廢水處理的工藝主要有化學(xué)混凝—沉淀、氣浮、電化學(xué)法、化學(xué)氧化、生化法、膜分離法等王毅力等指出國外應用加壓溶氣氣浮工藝處理濾池反沖洗廢水取得了良好的效果。也有研究(指出,使用混凝—沉淀為主的工藝處理砂濾反沖水回用于循環(huán)水系統也取得了良好效果。馬軍等比較混凝一沉淀和混凝—溶氣氣浮處理低濁水的效果,指出混凝——溶氣氣浮要比混凝——沉淀經(jīng)濟效果好。呂玉娟研究表明溶氣氣浮法適合于處理流量不大顆粒物細小的廢水9-。也有研究指出,混凝—氣浮的濁度去除效果優(yōu)于混凝—沉淀法效果穩定,投藥量少。這些方法用于深度除油特別是要求處理后回用油類(lèi)含量小于5mg/L的情況。本項目的廢水處理后需回用,各項指標都有嚴格的要求。首先使用混凝——沉淀法處理,在選定混凝劑后通過(guò)正交試驗確定最佳混凝條件,確定混凝——沉淀法能否達到要求;最后使用混凝——溶氣氣浮工藝處理該廢水,確定處理后水質(zhì)能否達到回用標準?；炷獨飧≡囼炑b置如圖1,其中的加藥反應池、氣浮池均為有機玻璃池體,混凝采用機械攪拌;溶氣系統包括不銹鋼溶氣罐、溶氣釋放器和空壓機,其他設備包括混凝攪拌器、哈那牌濁度儀、cOD測定全套裝置、吉林北光牌紅外測油儀、旋轉腐蝕掛片實(shí)驗儀器等。訓量泵原水→泥渣PAM多孔集水管出水空壓機計量反氣浮池減壓閥貯水槽圖1混凝一溶氣氣浮示意圖2試驗結果21混凝劑選擇常用的混凝劑處理該廢水后的效果如表2所示,從混凝劑的最佳pH適用范圍來(lái)看,硫酸鋁不能滿(mǎn)足要求,因為需要調節廢水為堿性。氯化鐵會(huì )增加水的色度且會(huì )增加廢水總鐵含量。明礬處理廢水COD不能達標。氯化鋁處理后油含量不滿(mǎn)足要求,因此選擇聚合氯化鋁(PAC)。這些混凝劑在和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(PAM)、陰離子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基酰胺共聚物( PDMDAAC-AM)、聚二甲基二烯丙基氯化銨( PDMDAAC)配合使用時(shí),只有PAC和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺配合使用時(shí)的絮體大沉降最快,因此選擇PAC、陽(yáng)離子PAM作為混凝劑。表2混凝劑選擇最佳H最佳投加量剩余濁度剩余C00剩余油直接投加價(jià)格(mg/L)理后pH(元/t)明礬4.5~8.75.735.7284.316氯化鋁21.112722600(結晶)氯化鐵13.6213.6514.05565含98%:48005.5-8以Al2O3中國煤化工計30%,1350硫酸鋁7~1040514.616YHaCNMHG以A9計15.6%,5602.2混凝最佳條件的確定使用PAC和PAM做為混凝劑進(jìn)行正交試驗。廢水pH值和回用要求接近,因此混凝試驗不調節pH?；炷囼炈健蛩匾?jiàn)表3,正交試驗結果如表4。試驗結果表明混凝的最佳條件為PACA40mg/L,水溫40℃,PAM10mg/L,快攪時(shí)間2mino表3混凝水平一因素表因素PAM(mg/L)PAC(mg/L)快攪時(shí)間(min)水溫(℃)0.52.0表4正交試驗結果C處理后濁度(FTU)16.171233.033.7325.095.5936.8423.10177.67178.31K,190.34193.32191.08中國煤化工l1.5710.58CNMHG較優(yōu)條件B,D,A, C42.3混凝——氣浮處理廢水確定了混凝劑和混凝最佳條件后,在此件下進(jìn)行廢水混凝——氣浮試驗,由混凝池容積和混凝所需水力停留時(shí)間10min選擇廢水流量2.0Lmin溶氣清水流量067L/mn,溶氣罐取壓力04MPa1回流比30%進(jìn)行混凝—氣浮試驗。提高水溫有利于混凝,但是升溫會(huì )增加工序而且廢水水溫一般較高,因此試驗不調節溫度。在混凝的最佳條件下進(jìn)行混凝—氣浮試驗5次,每次試驗4h左右,取樣7個(gè),每30min取樣一次,測定其基本指標濁度、油含量、COD。試驗結果如下:圖2為5次試驗濁度去除效果,濁度去除率較髙而且接近,表明懸浮物的去除效率很高。氣浮穩定后濁度去除率也趨于穩定,經(jīng)過(guò)氣浮后水樣的濁度都小于5FIU滿(mǎn)足回用要求。圖3為油去除效果圖,可以看出,油去除效率均能達到80%以上。氣浮時(shí)產(chǎn)生經(jīng)的微細氣泡也可以直接附著(zhù)在油粒上使之去除,混凝—氣浮除油效率優(yōu)于單純的混凝——沉淀?；炷獨飧『笥秃慷夹∮?mg/U,在2mg/L左右,滿(mǎn)足回用要求。廢水中懸浮物、油含量影響COD的大小。懸浮物和油被去除程度決定最終的COD含量。氣浮后水很澄清,cOD均小于30mg/L,能夠滿(mǎn)足回用于循環(huán)水的要求,結果如圖4。處理后廢水的各項指標和腐蝕情況見(jiàn)表5、表6。304t1214112如如而、需z氣浮】聞細M氣時(shí)M細in圖2濁度去除效果圖3油去除效果圖4COD去除效果表5混凝一—沉淀處理廢水后水質(zhì)濁度COD石油類(lèi)總硬度總堿度硫酸根總容固總鐵項目FTU) (mg/ L)(mg/ L)(mg/ L)(mg/L)(my/ L)(mg/L)(mg/ L)原水8.23136240.3102.6782.30.18處理后平均7.01.63113.450.459.3325.40.08回用標準6.8~8.5≤5.0≤150≤300≤300≤0.2表6腐蝕試驗處理后水回用于循環(huán)水比例自來(lái)水用于循環(huán)水比例投加比例10%平均腐蝕率(mm/a)0.73470.68450.70560.72030.72890.71360.69260.6330.71643討論1)煉油廠(chǎng)循環(huán)水旁濾反沖水使用混凝——沉淀法處理,要加快沉淀速度和處理效果,以選擇PAC和PAM共同使用最好。PAC能起到很好的電中和作用,而陽(yáng)離子PAM的吸附架橋作用很突出,因此共同使用效果很好?；炷軞鈿飧〕托瘦^高可達80%以上,濁度去除效率高于95%,COD去除率高于76%,經(jīng)過(guò)混凝—氣浮處理后的水質(zhì)能達到回用要求。2)兩種方法處理后的水質(zhì)都能達到回用要求,但是混中國煤化工杯試驗實(shí)際擴大應用所需要的設備比較復雜,水質(zhì)比較難以控制;混凝CNMHG也是動(dòng)態(tài)試驗,所以選擇混凝——氣浮法作為實(shí)際廢水處理工藝比較可3)要使處理后水濁度小于5FTU,關(guān)鍵在于水中剩余細微顆粒的去除混凝—沉淀法的小顆粒相互的碰撞機會(huì )不夠多混凝—氣浮法水中溶解的氣體在析出時(shí)需要核而這些細微顆粒能為氣體析出提供足夠的核,并且隨之被去除因此混凝氣浮法在處理煉油循環(huán)水旁濾器反沖水處理和回用方面有明顯的優(yōu)勢。[參考文獻[]齊冬子敞開(kāi)式循環(huán)水冷卻系統的化學(xué)處理[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200:4-6.[2]于戰德煉油廠(chǎng)循環(huán)水系統存在的問(wèn)題[門(mén)].工業(yè)用水與廢水,2000,31(4):14-16[3]黃新泉煉油廠(chǎng)循環(huán)水水質(zhì)改進(jìn)研究[J].全面腐蝕控制,2002,16(4):16-18[4]孫心利循環(huán)水排污水處理工藝選擇之管見(jiàn)[刀]華北電力技術(shù),2009:48-505]高華生,俞建德工業(yè)循環(huán)冷卻水旁流過(guò)濾技術(shù)的現狀與展望.工業(yè)用水與廢水2002(增刊):16-18[6]王毅力湯鴻霄氣浮凈水技術(shù)研究及進(jìn)展[門(mén)]環(huán)境科學(xué)進(jìn)展,19912):94-1093.[門(mén)]李?lèi)?ài)玲濾池沖洗排水回用于循環(huán)冷卻水的工程應用[J]工業(yè)水處理,2003(5):61-62[8]馬王靜超利用溶氣氣浮工藝強化處理低濁高色富含有機物廢水[]給水排水,2004(9):21-27.[9]呂玉娟張雪利氣浮分離法的研究現狀和發(fā)展方向[冂工業(yè)水處理,2007(1):58-60[10]呂玉娟張雪利氣浮分離法的研究現狀和發(fā)展方向(續)[J]工業(yè)水處理,2007(3):89-92.[1]劉善培王啟山何文杰,等混凝氣浮與混凝/沉淀工藝處理微污染原水的對比[]中國給水排水,200(9)[12]曹?；炷?氣浮處理含油乳化液廢水的試驗研究[D].武漢:武漢科技大學(xué),2004Research of Reusing Filter Backwashing Water to the Circulating Cooling Water of RefineryWANG ke, LIU Guang-li, YANG yue, et al.1 Baoji University of Arts and Sciences, Baoji, Shaanxi, 721007, China;2 Lanzhou petrochemical Research Center, PetroChina, Lanzhou, Gansu, 730060, China)Abstract: The overall purpose of this research was to confirm the feasibility of treating residue of circulatingcooling water of refinery using dissolved air floatation process. Chose PAC and PAM from eommon coagulationsat first, then ascertained the optimal parameters of flocculation with orthogonal tests, treated the water with co-agulation-dissolved air floatation process on this condition. The result showed that coagulation-dissolved airfloatation process is fit for treating the filter backwashing water; the turbidity oil and Cod can be removed ef-fectively. The out let water can meet the requirements of turbidity and oil and COd of industrial recovered waKey words: residue of circulating cooling water of refinery filter backwashing water; dissolved air floatationprocess中國煤化工CNMHG