鎮(zhèn)祝龍，王 湘

(岳陽長嶺設備研究所有限公司，湖南 岳陽 414000)

原油在煉制過程中會產生大量的含油污水，對于這類處理難度和危害都較大的污水，目前國內煉油廠主要采用“隔油+氣浮”工藝處理，以達到去除污水中絕大部分油含量和懸浮物的目的。氣浮是一種歷史悠久的高效固液分離技術，主要用于去除密度與水相近、無法自然沉降又難于自然上浮的懸浮雜質，具有分離效率高、設備簡單等優(yōu)點。

當前，國內外煉廠普遍采用的氣浮技術有渦凹氣浮和加壓溶氣氣浮。渦凹氣浮技術具有結構簡單、設備占地面積較小、節(jié)能的優(yōu)點，缺點是氣泡粒徑較大，除油和懸浮物的效果較差，因此工業(yè)應用中多用于多級氣浮的第一級。加壓溶氣技術的優(yōu)點是能釋放出大量尺寸微細、粒度均勻、密集穩(wěn)定的微氣泡，除油效果較好，缺點是需回流部分處理后的水以發(fā)生微氣泡，工藝復雜，能耗較高。因此煉油廠含油污水處理需要一種除油效果好、能耗小、工藝簡單的新型氣浮技術。

1 微納米氣浮技術介紹

微納米氣泡是指直徑在0.1～50 μm范圍內的微小氣泡[1]。比較半徑為1 mm和10 μm的氣泡，發(fā)現(xiàn)當二者體積一定時，后者的比表面積在理論上是前者的100倍[2]。根據微納米氣泡的特性，其常被用于廢污水處理、漁業(yè)水產行業(yè)、氣浮選礦、水體修復和凈化等領域[2-3]。針對石化企業(yè)含油污水除油效果不理想，尤其是油含量高、乳化程度嚴重的污水處理難度大，嚴重影響外排污水或回用水的達標等問題，影響氣浮處理效果的主要因素有氣泡大小、氣水比、藥劑等[4]。我所科研人員展開了大量的研究工作，通過大量的實驗室靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗，開發(fā)了微納米氣浮技術。該技術具有產生的氣泡粒徑小(微納米級)，密度大，能耗低，操作簡單等特點。它改變傳統(tǒng)曝氣方式，直接采用未處理的污水產生大量的高密度、粒徑小的微納米氣泡，將污水、空氣、藥劑實現(xiàn)100%混合，實現(xiàn)渣、水、氣的“共凝聚氣浮”，提高除油和除懸浮物效果。

圖1 微納米氣浮除油工藝流程圖Fig.1 The schematic diagram of micro/nano-bubble flotation

圖1是微納米氣浮除油工藝的基本流程圖。藥劑A在污水泵后注入，與污水、壓縮風同時輸送至微納米氣泡發(fā)生器中，形成水、氣(大量的微納米氣泡)、懸浮顆粒小絮體混合體系；混合相與藥劑B混合后進入氣浮機最終實現(xiàn)水、渣分離。處理后的污水從氣浮池底部引出去生化處理。目前該成套氣浮除油工藝已在中石化、中海油數(shù)家煉油廠應用，成功處理過高含油(大于2000 mg/L)、高乳化的污水[5]。

2 工業(yè)應用案例

陜西某煉油廠含油污水在進行生化處理前，要進行隔油、氣浮處理，氣浮處理量為300 t/h，由3套100 t/h的渦凹氣浮和4套100 t/h的溶氣氣浮組成。該煉廠原煉油裝置產生的污水水質波動大，氣浮出水不穩(wěn)定，對下游生化處理單元產生較大的沖擊，已多次造成外排污水油含量、COD等指標超標。

2.1 側線試驗

應該煉油廠邀請，我所技術人員在現(xiàn)場開展了微納米氣浮工藝的側線試驗，側線試驗的流程如圖2所示，原氣浮的流程如圖3所示。

圖2 微納米氣浮側線試驗流程圖Fig.2 The flow chart of micro/nano-bubble flotation side-line experiment

側線試驗的處理量為2 t/h，原水從隔油池出水采樣口引出，氣浮出水引至集水井，氣浮浮渣排至噸桶。側線試驗使用的藥劑均取自原氣浮加藥系統(tǒng)，使用的空氣來自該煉油廠公用工程的儀表風。

圖3 原氣浮流程圖Fig.3 The schematic diagram of the old flotation

圖3為煉油廠原氣浮流程：隔油池出水在渦凹氣浮前的混合攪拌池與兩種藥劑混合后進入渦凹氣浮池，氣浮出渣去浮渣池，氣浮出水進入溶氣氣浮前混合攪拌池與兩種藥劑混合后進入溶氣氣浮池，氣浮出渣去浮渣池，氣浮出水20%通過加壓溶氣系統(tǒng)回流至溶氣氣浮池，約80%去往下游進行生化處理。

側線試驗期間微納米氣浮和原氣浮的出水數(shù)據如圖4～圖6所示。

從圖4可看出，同樣是針對該煉廠隔油池出水，微納米氣浮出水的油含量始終小于“渦凹+溶氣”出水的油含量。

圖5中，針對隔油池出水，微納米氣浮出水的懸浮物多數(shù)小于50 mg/kg，且出水較平穩(wěn)；“渦凹+溶氣”出水的懸浮物多在50 mg/kg以上，且波動大。

從圖6可看出，針對隔油池出水，微納米氣浮出水的COD始終小于“渦凹+溶氣”出水的COD。

圖4 側線試驗期間溶氣出水和微納米出水油含量對比Fig.4 The oil content comparison of micro/nano-bubble flotation and DAF

圖5 側線試驗期間溶氣出水和微納米出水懸浮物對比Fig.5 SS comparison of micro/nano-bubble flotation and DAF

圖6 側線試驗期間溶氣出水和微納米出水COD對比Fig.6 COD comparison of micro/nano-bubble flotation and DAF

綜上所述，側線試驗期間，微納米氣浮出水的油含量、懸浮物和COD等運行指標始終優(yōu)于“渦凹+溶氣”的出水，且微納米氣浮出水懸浮物更平穩(wěn)。

2.2 工業(yè)應用

由于側線試驗達到預期效果，該煉油廠應用微納米氣浮技術對“渦凹+溶氣”二級氣浮中的溶氣氣浮進行了改造，改造了4套100 t/h溶氣氣浮中的3套。這次改造主要是取消原溶氣系統(tǒng)和藥劑混合系統(tǒng)等，替代以微納米氣浮裝置，利舊氣浮池和刮渣機等。

圖7、圖8分別是微納米氣浮穩(wěn)定運行后，出水油含量和COD的變化曲線。

一般煉油廠污水油含量在100 mg/kg左右。該煉油廠污水油含量并不高，經過微納米氣浮后，油含量有明顯降低，微納米氣浮出水油含量在12 mg/kg左右，見圖7。

從圖8可看出，該煉油廠污水經過微納米氣浮后，COD有明顯降低。

圖7 改造后微納米進出水油含量對比Fig.7 The oil content comparison of micro/nano-bubble flotation before and after treatment

圖8 改造后微納米進出水COD對比Fig.8 COD comparison of micro/nano-bubble flotation before and after treatment

綜上所述，經過微納米氣浮處理后的污水油含量和COD均明顯降低，微納米氣浮出水油含量在12 mg/kg左右；達到了本項目技術協(xié)議的預期效果。

3 結 論

陜西某煉廠水務車間應用微納米氣浮技術處理該煉廠含油污水，處理量300 t/h，出水油含量在12 mg/kg左右；COD有明顯降低；出水水質優(yōu)于技術目標要求，且工藝簡單，能耗降低，達到了預期效果。

用微納米氣浮技術處理煉油廠含油污水以去除油和COD是切實可行的，具有良好的工業(yè)應用前景。