含油污水处理系统及试验研究前言油在水体中存在的形式，根据油珠的大小可分为漂浮油、分散油和乳化油【1】。“漂浮油”的油珠颗粒较大，在水中能很快上浮到水面；“分散油”为微小的油珠颗粒，分散悬浮在水相中，存在形式不稳定，其受外力作用可以聚并成比较大的油珠上浮到水面，也可进一步碎散成更小的油珠弥散在水中；“乳化油”是以分子状态或其他化学形式溶解于水中，比较稳定，在重力场和一般的离心力场中很难分离。含油污水的这几种状态，决定了油水分离是一个分级处理过程：初级预处理主要针对去除漂浮油及分散油，次级精处理主要是通过投放独特性质的化学添加物来实现破乳，之后的油污水又回归漂浮油、分散油状态，可再次回流到初级工艺环节进行预处理。由此可见，预处理工艺在含油污水处理系统中起重要作用。几种处理系统的调研汉能电力发展有限公司含油污水处理系统【2】：图1、汉能含油污水处理系统1）流程原理：污水首先进入隔油池进行自然重力沉降分层，上层浮油被排至污油池，下层污水进入调节池；调节池主要是对污水流量进行控制，以保证絮凝装置的稳定连续运行，至此污水中绝大部分漂浮油已得到去除。之后污水进入混凝反应罐进行加药混凝处理，加药量可控，以实现乳化油破乳；破乳之后产生新的悬浮油，另有不溶物随之生成继而排出，悬浮油污水进入沉淀池；沉淀池中装有倾斜安装的波纹板组，当污水流经波纹板组时，分散于水中的悬浮油珠被波纹板捕捉,聚结成大颗粒油滴浮上液面。当浮油积聚较多时，可利用手动撇油器送往调节池，进行进一步重力沉降并与调节池浮油汇总后排至污油池。为了确保排放水达到环保要求，污水被送往油水分离器进行最后的分离。分离器的出口排放管道装有在线油分浓度监测器，可以连续自动监测水中的含油浓度。当水中含油浓度≤10mg/kg时，排放水可直接排出厂外；当含油浓度＞10mg/kg时，排放水被送回调节池重新进行处理。2）试验结果：系统可对流量为10t/h的油污水进行处理，处理指标为：排放含油量<5mg/kg(环保标准10mg/kg)，悬浮物＜50mg/L(环保标准＜100mg/L)；汉能电力公司实际运行调试过程中，除油率可达98%，排放水的含油浓度低于3mg/kg。3）工艺特点：优点：流程可控、低成本；缺点：系统采取重力沉降进行预处理，相对于离心处理效率低，主要体现在隔油池与水力旋流器的性能差异。一种用于预处理的动力式水力旋流油水分离设备【3】1）概述：水力旋流器是一种基于离心分离原则的油水分离设备，它同重力分离设备相比，具有体积小、重量轻、结构紧凑、工艺简单等特点【4】。另外随着油田聚合物驱采油技术的广泛应用，后续油污水处理难度日益增大，传统沉降过滤工艺已不能满足生产需要，合理设计的水力旋流器则可大大提高分离效率。图2、水力旋流器结构示意一般水力旋流器工作时【5】，混合液以一定压力由进口沿切向进入，受边壁约束，切向运动变为旋转运动，产生高速旋转的涡旋流。当混合液从圆柱段进人锥段，受锥面的作用，旋流强度加强。由于液体高速旋转，产生很大的离心加速度，受离心力作用，密度较小的油向轴中心迁移，通过上游出口溢流口排出，而密度较大的水向边壁运动，通过下流出口底流口排出旋流器。底流出口为一圆柱段直管，它的作用是提供一定的背压，以便在管芯建立并维持必要的逆向压力梯度。上、下游出口流量可通过调节上下游出口阀门的开度来改变，也可通过改变进口流量来改变。而动力旋流器则是对锥形管施加外力带动其旋转，这样锥形管与来流会有更大的相对速度，产生更大的离心力，也降低了来流压力要求。测试数据表明【6】，油污水在旋流管中旋转速度可达2000r/min，产生的离心力高达1000g(g为重力加速度)。2）结构示意：图3、一种动力式旋流油水分离设备1、油水入口；2、机械密封圈；3、旋转叶片；4、锥形管；5、油出口；6、水出口；7、混合液出口；8、液压发动机；9、齿轮箱；10、机架；11、旋流器；由图可知，对于单个动力旋流器，其包含的关键特征为：三个出口、锥形管及旋转叶片。而整个设备则是由多个独立的旋流器经过传动装置并联而成的，并通过液压马达提供旋转动力；这样设计一方面可以提供备用，另一方面通过合理的调节设备结构，可以实现油水二次分离。3）性能试验：试验目的：试验主要是研究旋流管工作参数对于油水分离效果的影响；设计试验用油水分离系统如下图示意：图4、动力式旋流油水分离系统1、液压站；2、热源；3、油污水罐；4、搅拌器；5、接油器；6、接水器；7、回流管；8、截止阀；9、联轴器；10、节流阀；11、I号液压马达；12、II号液压马达；13、转速传感器；14、流量计；15、旋流器；16、齿轮。试验过程：试验主要用到设备中平行的两个独立旋流器来展开。I号液压马达作为提升泵，抽取油罐