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. 12Joumal 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',劉光利",楊岳",李常青(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)[摘要]為了確定混凝氣浮法處理煉油循環(huán)水排污水的可行性，在幾種常用混凝劑中通過(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)試驗確定混凝沉淀法的效果,最后用混凝一氣浮法 處理煉油循環(huán)水旁濾反沖水,結果表明使用混凝一氣浮 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[中團分類(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)人循環(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--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、獨度高、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-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)指標和回用標準濁度COD石油類(lèi)總硬度總堿度 硫酸根 總容固總鐵項目pH(FTU)(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)原水8.231362022. 76354240.3102. 6782. 3回用標準6.8~8.5 ≤5.0≤30≤5.0≤150≤300 ;≤300≤8001.2排污水處理工藝選擇[收稿日期] 2008 -09 -30[作者簡(jiǎn)介]王科(1978-) ,男,陜西乾縣人,寶雞文理學(xué)院講師,碩士研究生。研究方向:污水處理及水回用。E- mail:kewang02@ 163. com。5含油濁廢水處理的工藝主要有化學(xué)混凝一沉淀 、氣浮、電化學(xué)法、化學(xué)氧化、生化法、膜分離法等，王毅力等l6]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。也有研究門(mén)指出,使用混凝一沉淀為 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8等比較混凝一-沉淀和混凝一 溶 氣氣浮處理低濁水的效果,指出混凝一-溶氣 氣浮要比混凝一沉淀經(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9-10]。也有研究指出" ,混凝一氣浮 的濁度去除效果優(yōu)于混凝一沉淀法 ,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5 mg/ 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。首先使用混凝一-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,確定混凝一-沉淀法能否達到要求 ;最后使用混凝一溶 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灰粴飧≡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。計量泵原水可PACPAM●暴多孔集水管出水空壓機計盤(pán)參與氣浮池減壓間貯水槽團1混凝一 溶氣氣浮示意圖2試驗結果2.1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。賀2 混凝劑選擇最佳投加量剩余濁度剩余COD剩余油直接投加價(jià)格最佳pH(mg/ L)處理后pH(元/t)明礬4.5-8.75035.7284.3166.8700氯化鋁5~9208.1121.1126.77.22 600(結晶)氯化鐵4~913.6213.6514.0556.5含98%:4800以Al2O,5.5~8403.4519. 2323.9047.0計30%,1 350硫酸鋁7~10 .4.0514.6163. 414計15. 6% ,56062.2 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揭灰蛩匾?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PAC40 mg/L,水溫40 C , PAM1.0 mg/L,快攪時(shí)間2 min。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(C)水平ABC10.5l02521.020301.5352.040表4正交試驗結果編號D處理后濁度( FTU)16. 174.092.503.732.9334.55842.983.81103.25114.29125.09135.59146.841:3.103.08K181.21177.67 '180.5178.31192.78189. 86190. 96188. 69190.53192.03190. 34192.58188. 36 !193. 32191.08193.3R11.5715.6510.5814.99較優(yōu)條件B,DA2C,72.3混凝一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)行廢水混凝一氣浮 試驗,由混凝池容積和混凝所需水力停留時(shí)間1. 0 min選擇廢水流量2. 0 L/min、溶氣清水流量0.67 L/min,溶氣罐取壓力0.4 MPal2]、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)行混凝一氣浮試驗5次,每次試驗4h左右,取樣7個(gè),每30 min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,獨度去除率較高而且接近,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5 FTU,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,混凝一氣浮 除油效率優(yōu)于單純的混凝一沉淀。 混凝一氣浮后 油含量都小于5 mg/L,在2 mg/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。氣牌制胃m氣洋時(shí)間mlm圖2濁度去除效果圖3油去除效果圖4 COD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PH(FTU)(mg/ L) (mg/ L) (mng/ L) (mg/L) (mg/ L) (mg/ L) (mg/ L)原水8.2313612022. 76354240.3102. 6782.30.18處理后平均2.113.671.63113.4.50.459.3325.40.08回用標準6.8~8.5≤5.0≤30≤5.0≤150≤300≤800≤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0%5%8%10% ;12%10% .平均腐蝕率(mm/a) 0.7347 0.6845 0.7056 0.7203 0.7289 0.7136 0.6926 0.6933 0.71643討論1)煉油廠(chǎng)循環(huán)水旁濾反沖水使用混凝一沉淀法處理.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蝗軞鈿飧?除油效率較高可達80%以上,濁度去除效率高于95% ,COD去除率高于76% ,經(jīng)過(guò)混凝一氣浮 處理后的水質(zhì)能達到回用要求?！?)兩種方法處理后的水質(zhì)都能達到回用要求,但是混凝一-沉淀法只是試驗室燒杯試驗，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;混凝一氣浮法試驗接近現場(chǎng)條件,也是動(dòng)態(tài)試驗，所以選擇混凝一-氣浮 法作為實(shí)際廢水處理工藝比較可靠。3)要使處理后水濁度小于5 FTU, 關(guān)鍵在于水中剩余細微顆粒的去除,混凝一沉淀法 的小顆粒相互的碰撞機會(huì )不夠多,混凝一-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][1]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2006:1 -6.[2]于戰德煉油廠(chǎng)循環(huán)水系統存在的問(wèn)題[J].工業(yè)用水與廢水,000,31(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)[J].華北電力技術(shù),2003(9):48 -50.[5]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[J].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[J]環(huán)境科學(xué)進(jìn)展,999(12) :94 - 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Chose PAC and PAM from common coagulationsat first, then ascertained the optimal parameters of focculation with orthogonal tests, treated the water with co-agulation - dssolved air floatation process on this condition. The result showed that coagulation - dssolved airfloatation process is ft for treating the filter backwashin 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 wa-ter.Key words: residue of eirculating coling water of refinery ;flter backwashing water ;isolved air foatationprocess9