反冲洗过滤器处理炼油污水的深度处理工艺

Posted 2023-01-12 树脂

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随着石油化工工业的快速发展，炼油污水的排放量连年增加。炼油污水主要污染物为油、固体悬浮物、溶解性有机化合物以及细菌等，有的甚至可能含有对人体有毒的元素，如砷、铬等，如果直接排放到环境中去，将会对环境生态和人体健康产生很大的危害。
一、炼油污水的特点
炼油污水是由电脱盐、常减压、催化裂化等工段产生的污水汇集而成，是一种集悬浮油、乳化油、溶解性有机物及盐于一体的多相体系，主要污染物包括石油类、COD、BOD、硫化物、挥发酚、悬浮物以及氨氮等，悬浮物及盐出自电脱盐工艺，油及溶解于污水中的硫化物、酚、氰化物等与原油加工工艺有关。
二、炼油污水的处理现状
炼油污水处理技术按处理程度分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理所用的方法包括重力沉降法、浮选法等；二级处理方法主要是凝聚法、生化法等：三级处理方法有吸附法、膜分离法等。炼油厂污永一般经二级处理可达到排放标准，国内采用三级处理的企业极少，而国外很多炼油厂污水一般都采用三级或深度处理工艺。
三、炼油污水的处理方法及研究进展
近年来炼油污水处理技术发展很快，常用的处理方法有以下几种。
1重力沉降法
重力优降法是根据油、水两相存在密度差，在重力作用下，经过一定时间，油水混合物会自动分离。重力沉降法是一种最常见、最简单易行的除油方法，对粒径在100μm以上的浮油去除特别有效，一般作为油水分离的预处理操作单元。合理的水力设汁和污水的停留时间是影响除油效率的两个重要因素，停留时间越长，处理效果越好。重力沉降法的特点是能接受任何浓度的含油污水，可除去大量的污油。
重力沉降除油的主要设备有立式除油罐、斜板式隔油池及粗粒化除油罐等。
2过滤法
过滤法是将炼油污水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层，利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使污水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。过滤法设备简单、操作方便，投资费用低。但随运行时间的增加，压力降逐渐增大，需经常进行反冲洗，以保证正常运行。
3膜分离法
膜分离法是利用膜的选择透过性进行分离和提纯，它利用微孔膜将油珠和表面活性荆截留，主要用于除去乳化油和某些溶解油。乳化油处于稳定状态，用物理方法或者化学方法很难将其分离，这时用膜分离法可以取得很好的效果。膜分离法具有无需破乳，直接实现油水分离，不产生含油污泥，工艺流程简单，处理效果好等优点，但处理量较小，不太适于大规模污水处理，而且过滤器容易堵塞、运行成本较高。现在的研究更趋向于将各种膜处理方法结合或者与其他方法相结合使用，如将超滤和微滤结合分离炼油污水，膜分离法与电化学方法相结合等也有将臭氧氧化作为超滤的前处理，从而延长超滤避备的使用寿命。
常应用于炼油污水处理的5种膜分离技术为反渗透(RO)、超滤(UF)、微滤(MF)、电渗析(ED)和纳滤(NF)。分离技术关键在于膜的选择，膜材料包括有机膜和无机膜两种，常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等，常用的无机膜有陶瓷膜氧化铝、氧化钴、氧化钛等。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
4浮选法
浮选法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡，使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上，使浮力增大而随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层)，然后使用适当的除油设备将油除去。主要用来处理含油废水中靠重力分离难以去除的分散油、乳化油和细小的悬浮固体物。
根据产生气泡的方式不同，浮选法可分为加压溶气浮选法、叶轮浮选法、曝气浮选法、引风空气气浮和电解气浮等，其中应用最多的是加压溶气气浮法。为提高浮选效果，可再向废水中加入无机或有机高分子絮凝剂，即絮凝浮选法，则对油水分离的效果还会提高。
5吸附法
吸附法是利用多扎固体吸附剂对炼浦污水中的溶解油及其他溶解性有机物进行表面吸附。最常用的吸油制料是活性炭，而高吸油树脂作为一种新型环保材料，因其具有吸油倍率大、保油能力强和后处理方便等优点，成为一种极具发展潜力的吸油材料。
活性炭不仅可以吸附污水中的分散油、乳化油和溶解油，同时也可有效地吸附污水中的其他有机物。但吸附容量有限(对油一般为30～80mg/g)，且成本高，再生困难，从而限制了它的应用。近年发展起来的一种新型有机吸附材料吸附树脂，吸附性能良好，易于再生重复使用，有望取代活性炭。此外，煤灰、稻草、陶粒、木屑、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、石英砂等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后，根据具体情况，再生重复使用或直接用作燃料。
高吸油树脂多是用长侧链烯烃为单体聚合而成的低交联度共聚物，根据合成单体的不同可把吸油树脂分为两类一是丙烯酯类树脂；二是烯烃类树脂。因后者烯烃分子不含极性基团，使该类树脂对油品的亲和力更强，现已成为国外研究的新热点，但由于高碳烯来源较少，该研究方向尚处于摸索阶段，所以目前市场上主要还是丙烯酯类产品。高吸油树脂在处理含油量较少甚至痕量油废水时，具有无可替代的优势，在一些非常复杂体系的分离方面，其作用更加明显。但对于吸油树脂仍有很多问题需要解决：
a)利用“相似相溶”原理提高树脂的吸油性能，强化内部微交联结构，维持其吸油能力。
h)降低吸油树脂成本，利用新型的复合材料节约资源，避免二次污染，循环利用树脂。
c)找出更有效的树脂吸油后处理技术，有效利用能源。
d)提高高吸油树脂的吸油速率。
e)树脂的微观结构与吸油性能的关系尚有待深入探讨。
f)加强吸油树脂与有机溶剂相互作用的机理研究。
6絮凝法
絮凝法又称凝聚法，是向污水中投加一定比例的絮凝剂，在污水中生成亲油性的絮状物，使微小油滴吸附于其上，然后用沉降或气浮的方法将油分去除。
常用的絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂，其中无机絮凝剂主要是铝盐和铁盐，但传统的铝盐和铁盐絮凝剂，投加最大、污泥产生量多，逐渐被近年来出现的高分子絮凝剂取代。无机高分子凝聚剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铝等，有机高分子凝聚剂如聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物等具有用量少、效率高的特点，并且受pH值限制小。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
7生化法
生化法是利用微生物的生物化学作用，将复杂的有机物分解为简单物质，将有毒物质转化为无毒物质，使污水得到净化。生化法只对可生物降解的有机化合物有效。
根据氧气的供应与否，生化法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。根据微生物在污水中的存在状态，又可分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法在国内外炼油厂中被广泛应用，该法处理效率高，基建费用较低，但要求较高的管理技术水平，运行费用较高。活性污泥法处理效果好，主要用于处理要求高而水质稳定的污水。生物膜法与活性污泥法相比，生物膜附着于填料载体表面，使繁殖速度慢的微生物也能存在，从而构成了稳定的生态系统。但是，由于附着在载体表面的微生物量较难控制，因而在运转操作上灵活性差，而且容积负荷有限。
8超声波法
超声波是一种高频机械波，其频率一般在2×104～5×108Hz之间，具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应。当超声波通过含油污水时，造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合，使油滴的体积增大。随后，由于粒子已变大，不能随声波振动，只能作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮，油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时，必须先通过实验，以确定最佳的声波频率，否则可能出现超声粉碎效应，影响处理效果。
9磁化法
磁化法是将磁种投入炼油污水中，利用含有磁种的废水絮绒体与水中其他物质的磁性差异来达到分离的目的。按磁场类型可分为永磁分离、电磁分离和超导磁分离，按结构原理可分为磁凝聚分离、磁盘分离和高梯度磁分离，按工作方式可分为连续式或间歇式，凝聚沉降分离和磁力吸着分离。常用的磁种是商品磁粉。目前磁化法已引起了很多学者的兴趣，寻找廉价的磁种以及将此种方法与其他方法相结合成为此种方法的研究热点。