溶气气浮在烯烃污水处理中的应用

溶气气浮在烯烃污水处理中的应用

杨亚丽

中国石油化工股份有限公司天津分公司　天津　 300270

摘要：

除油装置核心采用多相流溶气气浮工艺，用来处理烯烃装置排放的生产和生活污水。本文阐述了溶气气浮的工作原理，根据影响溶气气浮处理效果的因素对除油装置的设计进行了分析，对该装置处理烯烃污水运行效果及存在问题进行了阐述。

关键词：多相流溶气气浮；影响溶气气浮处理效果的因素；运行效果

1概况

烯烃装置排污水量增加、COD和油类的波动大，对污水处理系统造成严重冲击。鉴于此情况2015年新建一套除油装置，烯烃装置排放的生产和生活污水进入除油装置进行处理，系统设计处理能力200m³/h。

2工艺流程

除油装置的核心装置采用多相流溶气气浮工艺，来水在气浮的混凝反应室中在搅拌装置作用下与混凝剂、絮凝剂混合，进行破稳凝聚，进入接触室再由多相流溶气泵产生的微气泡将水中SS、乳化油捕获，将其托至水面，由刮渣机刮至集渣槽内，进入泥渣浓缩罐。出水在分离室底部流入缓冲室，流经出水堰至集水室，进入后续装置。

3工作原理

溶气气浮是利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。^[1]气浮分离的对象是乳化油、细分散油以及疏水性细微固体悬浮物。多相流溶气气浮工艺属于部分回流溶气气浮工艺。部分回流溶气气浮法是取一部分处理后的水回流，回流水加压和溶气，减压后进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合的气浮，其特点是：加压的水量少，动力消耗省；气浮过程中不促进乳化；矾花形成好，后絮凝也少。

4影响溶气气浮处理效果的因素

4.1温度

温度能影响气浮体系的物理性质，如溶解度、泡沫稳定性、吸附等。

由于烯烃装置排水水温保持在20-30℃，夏季和冬季温差不超过10℃，因此对除油装置溶气气浮运行效果影响不大。

4.2空气注入量

除油装置溶气气浮采用以德国进口的EDUR多相流溶气泵为核心设备，多相流溶气泵取10-30%的出水作为回流水，进水口处设有进气口，空气可以利用泵进口节流阀产生的真空(-0.01～-0.02MPa)被直接吸，当气和水进入泵内后气体经过叶轮切割以高度弥散的状态与液体达到完全混合。同时经叶轮多级加压可以气体单分子在压力作用下克服水分子之间的引力,以分子扩散和紊流扩散的传质方式与水分子相互作用(以分子之间的范德华力为主)，从而进入水分子空隙充分溶解的水中，溶气效率可达100%。由于多相流溶气泵为一开一备，在一台溶气泵故障时可以及时切换，保证装置运行稳定。

4.3微气泡大小

气浮工艺中微气泡大小在40μm左右效果较好。

除油装置溶气气浮溶气扩张管规格为ɸ400×5000mm，饱和溶气水流经溶气释放系统形成粒径30-50μm的微小气泡，微气泡大小适中。

4.4流速率

气流速率是影响气浮过程的重要因素，在较低的气流速率下，分离效率随着气流速度的增加而増加；但是在较高的气流速率下，分离效率与气流速率并不成比例。

除油装置溶气气浮多相流泵后设有溶气扩张管,气水在溶气扩张管内流态、压力进一步稳定,形成稳定的饱和溶气水,并析出多余的大气泡,通过自动排气阀排出管道外。溶气水流经溶气释放系统进行瞬间高速消能、减压、传质释气进入气浮装置的接触室,在接触室内释放出的微小气泡与污水充分接触，油滴和有机胶质黏附于气泡的表面。避免了大气泡的进入，达到最佳的流速率。

4.5浮选剂

除油装置溶气气浮选用混凝剂-聚合氯化铝（PAC）、絮凝剂-聚丙烯酰胺（PAM）作为投加药剂。其中PAC混凝效果好，但矾花碎，PAM起助凝剂作用，能让PAC形成的矾花聚成团状有助于上浮。在除油装置进水管线上投加PAC，进水进入混凝反应室后投加PAM，溶气气浮处理效果较好。

4.6搅拌强度

除油装置气浮箱体内设置单独混凝反应室，设置机械絮凝装置，且搅拌器材质为不锈钢，药、水在反应区内经过机械搅拌作用，增大了药水反应的速度梯度，保证反应所需的搅拌强度（GT值），最大限度实现药水反应充分、可控。

4.7刮渣效果

除油装置刮渣系统设在分离室的上部，使用链条式刮渣机，由电机、链条、刮板、轨道组成，可以自动刮除表面浮油、浮渣。由于刮渣机连续运行，在来水量变化、浮渣增减时，通过调整出水堰板高低控制分离区的液位，保证最佳除渣效果。

5运行效果及存在问题

5.1运行效果

2017年烯烃装置排放的生活污水（9#线来水）石油类为2mg/L，生产污水（11#线来水）石油类为18mg/L，除油装置出水（气浮出口）石油类为8.7mg/L（指标≤10mg/L）。石油类数据见下图。

图1 石油类数据

通过近一年的数据可以看出，生产污水石油类大于10mg/L时，溶气气浮有一定的处理效果；生产污水石油类大于20mg/L时，溶气气浮处理效果明显；生产污水石油类低于10mg/L的情况下，处理效果不明显。

5.2存在问题

由于烯烃装置排水量不稳定，在除油装置进水量突增情况下，引起刮渣机过载引起的电机故障、链条断裂、刮板损坏等问题，导致除油装置停运检修，影响溶气气浮处理效果，影响装置稳定运行。

6结论

1）根据影响溶气气浮处理效果的因素对除油装置的设计进行了分析，除油装置设计比较合理，能够满足使用要求。

2）生产污水石油类超过20mg/L时，溶气气浮处理效果明显；生产污水石油类低于10mg/L的情况下，处理效果不明显。

3）由于烯烃装置排水量不稳定，在除油装置进水量突增情况下，引起的刮渣机故障，亟待通过优化刮渣机解决。

参考文献：

[1]纪轩 废水处理技术问答.北京：中国石化出版社.2003

作者简介：杨亚丽， 1978年出生，女，汉族，学士，高级工程师，环境工程