溶气气浮法处理炼油循环水排污水研究

第23卷第12期.荆门职业技术学院学报2008年12月Vol. 23 No. 12Joumal of Jingmen Technical CollegeDec.2008溶气气浮法处理炼油循环水排污水研究王科',刘光利",杨岳",李常青(1宝鸡文理学院地理科学与环境工程系,陕西宝鸡721007;2中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060)[摘要]为了确定混凝气浮法处理炼油循环水排污水的可行性，在几种常用混凝剂中通过试验选定无机混凝剂PAC,配合有机PAM使用,再通过正交试验确定混凝剂的最佳使用条件,在此条件下通过试验确定混凝沉淀法的效果,最后用混凝一气浮法 处理炼油循环水旁滤反冲水,结果表明使用混凝一气浮 法处.理这种废水并回用可以满足要求且有明显优势。.[关键词]炼油循环水排污水;滤池反冲 水;混凝气浮[中團分类号] X742 [文献标识码] A [文章编号] 1008 - 4657(2008)12 -0005 -05我国工业用水占城市用水量的80%以上,在石化、电力、冶金等系统循环冷却水的用量达工厂总用水量的80%以上”。石化行业在全国工业用水量中所占比重最大,炼油循环水水资源消耗大,浪费大，节水能力跟国外差距很大;循环水系统腐蚀等问题对正常生产造成严重影响'2-4] ;敞开式循环水系统由于冷却塔冷却时循环水暴露在空气中,空气中颗粒杂志会大量进人循环水,循环水质变差,引起细菌、藻类繁殖,再加上循环水系统油类泄漏,循环水系统因此需要定期排出高浓度污水,或者使用旁流过滤技术(以下简称旁滤)净化--部分循环水[”。旁流过滤器过滤负荷会随水质变差而增大,因此其反冲频繁、滤料更换频繁。反冲排污水瞬时水量大、独度高、含油高，经过简单沉淀难以回用，也难以达标排放。因此选择-种有效的处理方法处理并回用这部分废水很有必要。1概述1.1循环水排污水水质甘肃某炼油厂几套循环水系统旁流过滤器反冲洗间断排水，瞬间排水量很大，排放频繁,排水量大。旁滤器反冲水主要水质指标和和内部回用标准如表1。砂滤器反冲排水悬浮物浊度、油含量、COD、藻类、离子浓度等都不满足回用要求,现立项要求将反冲水回用于循环冷却水系统。悬浮物、石油类首先要去除,其次要保证硬度、其他离子浓度达标，以满足循环水系统严格的防腐、防结垢、防止藻类滋生等要求。表1旁滤反冲水主要水质指标和回用标准浊度COD石油类总硬度总碱度 硫酸根 总容固总铁项目pH(FTU)(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)原水8.231362022. 76354240.3102. 6782. 3回用标准6.8~8.5 ≤5.0≤30≤5.0≤150≤300 ;≤300≤8001.2排污水处理工艺选择[收稿日期] 2008 -09 -30[作者简介]王科(1978-) ,男,陕西乾县人,宝鸡文理学院讲师,硕士研究生。研究方向:污水处理及水回用。E- mail:kewang02@ 163. com。5含油浊废水处理的工艺主要有化学混凝一沉淀 、气浮、电化学法、化学氧化、生化法、膜分离法等，王毅力等l6]指出国外应用加压溶气气浮工艺处理滤池反冲洗废水取得了良好的效果。也有研究门指出,使用混凝一沉淀为 主的工艺处理砂滤反冲水回用于循环水系统也取得了良好效果。马军8等比较混凝一-沉淀和混凝一 溶 气气浮处理低浊水的效果,指出混凝一-溶气 气浮要比混凝一沉淀经济、效果好。吕玉娟研究表明,溶气气浮法适合于处理流量不大、颗粒物细小的废水9-10]。也有研究指出" ,混凝一气浮 的浊度去除效果优于混凝一沉淀法 ,效果稳定,投药量少。这些方法用于深度除油,特别是要求处理后回用油类含量小于5 mg/ L的情况。本项目的废水处理后需回用，各项指标都有严格的要求。首先使用混凝一-沉淀法处理 ,在选定混凝剂后通过正交试验确定最佳混凝条件,确定混凝一-沉淀法能否达到要求 ;最后使用混凝一溶 气气浮工艺处理该废水,确定处理后水质能否达到回用标准。混凝一一气浮试验装置如图1,其中的加药反应池气浮池均为有机玻璃池体,混凝采用机械搅拌;溶气系统包括不锈钢溶气罐、溶气释放器和空压机,其他设备包括混凝搅拌器、哈那牌浊度仪、COD测定全套装置、吉林北光牌红外测油仪、旋转腐蚀挂片实验仪器等。计量泵原水可PACPAM●暴多孔集水管出水空压机计盘参与气浮池减压间贮水槽團1混凝一 溶气气浮示意图2试验结果2.1混凝 剂选择常用的混凝剂处理该废水后的效果如表2所示,从混凝剂的最佳pH适用范围来看，硫酸铝不能满足要求,因为需要调节废水为碱性。氯化铁会增加水的色度且会增加废水总铁含量。明矾处理废水COD不能达标。氯化铝处理后油含量不满足要求,因此选择聚合氯化铝(PAC)。这些混凝剂在和阳离子聚丙烯酰胺( PAM)、阴离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基酰胺共聚物( PDMDAAC - AM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵( PDMDAAC)配合使用时,只有PAC和阳离子聚丙烯酰胺配合使用时的絮体大,沉降最快,因此选择PAC、阳离子PAM作为混凝剂。贺2 混凝剂选择最佳投加量剩余浊度剩余COD剩余油直接投加价格最佳pH(mg/ L)处理后pH(元/t)明矾4.5-8.75035.7284.3166.8700氯化铝5~9208.1121.1126.77.22 600(结晶)氯化铁4~913.6213.6514.0556.5含98%:4800以Al2O,5.5~8403.4519. 2323.9047.0计30%,1 350硫酸铝7~10 .4.0514.6163. 414计15. 6% ,56062.2 混凝最佳条件的确定使用PAC和PAM做为混凝剂进行正交试验。废水pH值和回用要求接近，因此混凝试验不调节pH。混凝试验水平一因素见表3, 正交试验结果如表4。试验结果表明混凝的最佳条件为PAC40 mg/L,水温40 C , PAM1.0 mg/L,快搅时间2 min。表3混凝水平一-因素表因素PAM( mg/L)PAC( mg/L)快搅时间( min)水温(C)水平ABC10.5l02521.020301.5352.040表4正交试验结果编号D处理后浊度( 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较优条件B,DA2C,72.3混凝一气浮处理废水确定了混凝剂和混凝最佳条件后,在此件下进行废水混凝一气浮 试验,由混凝池容积和混凝所需水力停留时间1. 0 min选择废水流量2. 0 L/min、溶气清水流量0.67 L/min,溶气罐取压力0.4 MPal2]、回流比30%进行混凝气浮试验。提高水温有利于混凝,但是升温会增加工序而且废水水温一般较高,因此试验不调节温度。在混凝的最佳条件下进行混凝一气浮试验5次,每次试验4h左右,取样7个,每30 min取样-一次,测定其基本指标浊度、油含量、COD。试验结果如下:图2为5次试验浊度去除效果,独度去除率较高而且接近,表明悬浮物的去除效率很高。气浮稳定后浊度去除率也趋于稳定,经过气浮后水样的浊度都小于5 FTU,满足回用要求。图3为油去除效果图,可以看出，油去除效率均能达到80%以上。气浮时产生经的微细气泡也可以直接附着在油粒上使之去除,混凝一气浮 除油效率优于单纯的混凝一沉淀。 混凝一气浮后 油含量都小于5 mg/L,在2 mg/L左右,满足回用要求。废水中悬浮物油含量影响COD的大小。悬浮物和油被去除程度决定最终的COD含量。气浮后水很澄清,COD均小于30mg/L,能够满足回用于循环水的要求,结果如图4。处理后废水的各项指标和腐蚀情况见表5、表6。气牌制胃m气洋时间mlm图2浊度去除效果图3油去除效果图4 COD去除效果表5混凝一 - -沉淀处理废水后水质浊度COD石油类总硬度总碱度硫酸根总容固总铁项目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处理后平均2.113.671.63113.4.50.459.3325.40.08回用标准6.8~8.5≤5.0≤30≤5.0≤150≤300≤800≤0.2表6腐蚀试验处理后水回用于循环水比例自来水用于循环水比例投加比例0%5%8%10% ;12%10% .平均腐蚀率(mm/a) 0.7347 0.6845 0.7056 0.7203 0.7289 0.7136 0.6926 0.6933 0.71643讨论1)炼油厂循环水旁滤反冲水使用混凝一沉淀法处理.要加快沉淀速度和处理效果,以选择PAC和PAM共同使用最好。PAC能起到很好的电中和作用,而阳离子PAM的吸附架桥作用很突出,因此共同使用效果很好。混凝一溶气气浮 除油效率较高可达80%以上,浊度去除效率高于95% ,COD去除率高于76% ,经过混凝一气浮 处理后的水质能达到回用要求。“2)两种方法处理后的水质都能达到回用要求,但是混凝一-沉淀法只是试验室烧杯试验，实际扩大应用所需要的设备比较复杂,水质比较难以控制;混凝一气浮法试验接近现场条件,也是动态试验，所以选择混凝一-气浮 法作为实际废水处理工艺比较可靠。3)要使处理后水浊度小于5 FTU, 关键在于水中剩余细微颗粒的去除,混凝一沉淀法 的小颗粒相互的碰撞机会不够多,混凝一-气浮 法水中溶解的气体在析出时需要核,而这些细微颗粒能为气体析出提供足够的核，并且随之被去除,因此混凝气浮法在处理炼油循环水旁滤器反冲水处理和回用方面有明显的优势。[参考文献][1]齐冬子.敞开式循环水冷却系统的化学处理[ M].北京:化学工业出版社2006:1 -6.[2]于战德炼油厂循环水系统存在的问题[J].工业用水与废水,000,31(4):14 -16.[3]黄新泉.炼油厂循环水水质改进研究[J].全面腐蚀控制,2002 ,16(4):16 -18.[4]孙心利.循环水排污水处理工艺选择之管见[J].华北电力技术,2003(9):48 -50.[5]高华生,俞建德.工业循环冷却水旁流过滤技术的现状与展望[J].工业用水与废水2002(增刊):16 -18.[6]王毅力,汤鸿霄.气浮净水技术研究及进展[J]环境科学进展,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