申请日2011.10.17
公开(公告)日2013.04.17
IPC分类号C02F1/40
摘要
本发明涉一种超稠油废水的除油污方法;超稠油废水的除油污采用由鼓泡段和泡沫段构成的环流泡沫分离塔，除油污方法采用批式操作或连续操作;废水泵入环流泡沫分离塔鼓泡段，流加质量浓度20%氢氧化钠或0.1M盐酸，调节pH为8～9，从气体分布器通入空气，通气量空塔气速为0.5～1.5cm/s，流加破乳剂水溶液，该水溶液配制体积浓度为饱和浓度5～15%，流加量为每小时鼓泡段体积的0.1～0.5%;浮油启动刮油器，从泡沫段底部的油渣排出口收集浮油，从鼓泡段底部排液口排出脱除乳化油后的废水，当乳化油的脱除率达到90%以上后，完成一个批次的操作;本方法重质乳化油的一次分离率可达90%以上。
权利要求书
1.一种超稠油废水的除油污方法，超稠油为100℃的运动粘度达到 100mm2/s以上的油;其特征在于：超稠油废水的除油污采用由鼓泡段和 泡沫段构成的环流泡沫分离塔，下部鼓泡段为气升式内环流反应器，上 部泡沫段为溢流槽式的气液分离器;溢流槽顶部装有刮油器;除油污方 法采用批式操作或连续操作;其中：
批式操作：废水一次性泵入环流泡沫分离塔鼓泡段，液面高度不低 于导流筒上沿，缓慢流加质量浓度20%氢氧化钠或0.1M盐酸，调节pH 为8～9，从气体分布器通入空气，通气量保证空塔气速为0.5～1.5cm/s， 缓慢流加破乳剂水溶液，该水溶液配制体积浓度为饱和浓度5%～15%， 流加量为每小时鼓泡段体积的0.1～0.5%;浮油产生后启动刮油器，同时 开始从泡沫段底部的油渣排出口收集浮油，从鼓泡段底部排液口排出脱 除乳化油后的废水，当乳化油的脱除率达到90%以上后，完成一个批次 的操作;
连续操作：环流泡沫分离塔中通入空气，保证空塔气速为0.5～1.5 cm/s，废水事先缓慢流加质量浓度20%氢氧化钠或0.1M盐酸，调节pH 为8～9，然后通过泵泵入环流泡沫分离塔的鼓泡段，停留时间为0.5～2h， 进料速率为每小时鼓泡段体积的0.5～2倍;将破乳剂配置成水溶液，该 水溶液配制体积浓度为饱和浓度5%～15%，储存在破乳剂溶液储罐中， 用计量泵以恒定速率流加到鼓泡段，流加速率为每小时鼓泡段体积的 0.1～0.5%;浮油产生后启动刮油机，从油渣排出口连续收集乳化油;从 鼓泡段底部排液口排出脱除乳化油后的废水，整个操作过程中保证塔内 装液量不变;
所述的破乳剂为聚醚破乳剂、阳离子烷基糖苷、脂肪胺类破乳剂中 的一种或几种;用量为：0.02～0.1mmol/g COD。
2.根据权利要求1所述的超稠油废水的除油污方法，其特征在于： 所述的聚醚破乳剂，质量指标为：100℃运动粘度≥10mm2/s，酸 值50-70mgKOH/g，密度(20℃)850-950Kg/m3，闪点(开口)≥105 ℃;阳离子烷基糖苷破乳剂，质量指标为：固含量50±2%，pH值7±1; 脂肪胺类破乳剂，质量指标为：羟值≤50mgKOH/g，色度≤300APHA。
3.根据权利要求1所述的超稠油废水的除油污方法，其特征在于： 所述环流泡沫分离塔鼓泡段和泡沫段的直径比为1∶1.4～1∶1.8，高度比为 1∶0.4～1∶0.8;泡沫段溢流槽堰和鼓泡段直径比为1∶1～1.4∶1，溢流槽堰和泡 沫段的高度比为0.1∶1～0.3∶1，鼓泡段中的导流筒可为单级或多级导流筒。
4.根据权利要求1所述的超稠油废水的除油污方法，其特征在于：所 述的废水乳滴在2～10μm范围内，乳化油产生的COD占废水总COD的 75%～95%，包括但不限于油罐底脱水、脱盐脱钙污水、油田超稠油污水、 焦化大吹汽冷凝水。
5.根据权利要求1所述的超稠油废水的除油污方法，其特征在于：所 述的刮油刮器是板式或带式。
6.根据权利要求5所述的超稠油废水的除油污方法，其特征在于：板 式刮油机，刮板长度与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为1∶1;带式刮油 机，带宽与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为0.7∶1。
说明书
超稠油废水的除油污方法
技术领域
本发明涉及炼油加工废水除油方法，确切的说是涉及从原油加工废 水中脱除重质乳化油的分离方法。
背景技术
超稠油废水含油泥量高，且矿物油比重与水接近，其原油颗粒长期 悬浮在水中，另外，废水中还含有大量人工合成类有机高分子化合物和 天然大分子量沥青、胶质物质，使得在重力作用下废水中的分散相与连 续相不易分层，该废水pH值为7.79，弱碱性，褐色、粘稠，呈乳状液稳 定存在，难以降解。
超稠油加工过程会产生大量含有重质乳化油的废水，包括原油罐底 脱水、脱盐脱钙污水、焦化大吹汽冷凝水等，这种水与普通炼油废水、 油田废水相比，其突出特点是：①乳化油含量高：一般情况下，超稠油 加工废水中一半以上的油以乳化油形式存在，除去浮油和分散油后，80% 以上的COD是由于乳化油和胶态悬浮物产生的;②乳化程度严重，乳 滴稳定：重质乳化油的乳滴直径通常只有几百纳米到几微米，由于废水 中存在着采油过程中引入的大量界面活性物质以及大量的胶质、沥青质 的悬浮物，使得乳滴非常稳定;③乳化油粘度大：超稠油粘度大，其100 ℃的运动粘度可达到100mm2/s以上，高粘度使乳滴界面异常稳定，流动 性变差，造成乳滴不易聚并和吸附;④乳化油密度大：超稠油密度与水 接近，因此通过沉降方法分离油水的效率非常低，即使絮凝后的乳化油 与水分离效果仍然较差。
由于重质乳化油含量高，且难以被生物降解，因此在进入生化处理 前，必须先采用物理和化学的方法进行预处理，而预处理的核心环节就 是脱除浮化油。目前，脱除浮化油方法包括吸附、萃取、絮凝沉降、气 浮、膜分离等，其中絮凝沉降和气浮方法比较常见，由于超稠油密度高、 粘度大，絮凝后的乳化油相分离不好，沉降分离时间长、效率低，因而 采用上述单一方法进行重质乳化油脱除效果很不理想;若经絮凝沉降分 离后，进一步采用气浮分离未沉降分离的乳化油，又存在过程复杂、能 耗高缺陷。如陈春茂等在2007年第4期《炼油技术与工程》“辽河石 化超稠油污水预处理工艺与工程实践”中报道的采用水质水量调节-破 乳除油-旋流油水分离-浮选净化工艺对超稠油污水预处理的方法。
由于乳化程度高，乳滴非常小且异常稳定，而稳定的油滴在气泡界 面的吸附量非常小，因此需要大量的气泡界面吸附乳滴，需要多级气浮 以达到需要的分离效果，从而导致气浮分离能耗高且分离效率低，例如 CN101327966公开的一种稠油污水射流溶气气浮工艺，包括一次气浮、 射流溶气、二次气浮等在内的多级分离技术。
近年来，一些新的高效气浮分离设备和技术被报道，如US 2008/0006588公开的气旋浮选分离技术，CN 1546196公开的加压溶气 气浮水力旋流油水分离的方法和装置，其采用气浮脱油和旋流分离结合 方式对含油废水料液进行脱油，上述文献均没有报道对重质乳化油废水 的分离效果。
US 5897772公开了一种多级环流泡沫分离塔等。多级环流泡沫分离 塔是一种在环流反应器基础上开发的气浮分离设备。由于气浮分离的效 率很大程度上取决于气泡与连续相充分、快速的接触，与一般的气浮设 备相比，环流反应器内气泡快速湍动，气液接触充分，可使被分离的物 质较快的富集在泡沫表面上，因而能显著提高泡沫分离的效率，该技术 对于大小在10μm以上的乳化油有较高的分离效率，但对粒径更小、界面 流动性差的重质油乳滴，分离效率仍然较低。
CN1435275A在传统鼓泡式反应器基础上公开了一种多级环流反应 器，塔内置有导流筒，导流筒底部设有气体分布器，该反应器可广泛用 于氧化反应、发酵过程、烃加工反应以及活性污泥污水处理过程等各类 气-液或气-液-固化学反应过程当中。
现有的多级环流反应器用于含油废水气浮试验有以下缺陷：通过鼓 泡把油水分离，泡沫中含有一定量的水，这样在处理废水的同时大约产 生了原有废水10%左右的更难处理的废水;同时它对表面活性剂有更高 要求，既要产生大量泡沫，又要使油水分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用乳化油污水气浮处理装置分离脱除 100℃的运动粘度达到100mm2/s以上的超稠油原油加工废水中乳化油的 方法。其是在多级环流泡沫分离塔和环流反应器及多级环流反应器的基 础上，针对乳滴在10μm以下的乳化重质油滴，提供的一种破乳-环流气 浮-刮油分离处理乳化油的方法。该方法可提高乳化油分离效率，简化分 离流程。
本发明是通过如下技术方案实现的：
超稠油废水的除油污采用由鼓泡段和泡沫段构成的环流泡沫分离 塔，下部鼓泡段为气升式内环流反应器，上部泡沫段为溢流槽式的气液 分离器;溢流槽顶部装有刮油器。
除油污方法采用批式操作或连续操作;其中：
批式操作：废水一次性泵入乳化油污水气浮处理装置鼓泡段，液面 高度不低于导流筒上沿，缓慢流加20%氢氧化钠或0.1M盐酸，调节pH 为8～9，从气体分布器通入空气，通气量保证空塔气速为0.5～1.5cm/s， 缓慢流加破乳剂水溶液该水溶液配制浓度为饱和浓度5%～15%，流加量 为每小时鼓泡段体积的0.1～0.5%;浮油产生后，启动刮油器，同时开始 从泡沫段底部的油渣排出口6收集浮油，从鼓泡段底部排液口3排出脱 除乳化油后的废水，当乳化油的脱除率达到90%以上后，完成一个批次 的操作。
连续操作：乳化油污水气浮处理装置中通入空气，保证空塔气速为 0.5～1.5cm/s，废水事先缓慢流加20%氢氧化钠或0.1M盐酸，调节pH 为8～9，然后以通过泵12泵入乳化油污水气浮处理装置的鼓泡段，水力 停留时间为0.5～2h，进料速率为每小时鼓泡段体积的0.5～2倍，进料口 可在鼓泡段的任意位置;破乳剂配置成一定浓度的水溶液，该水溶液配 制浓度为饱和浓度5%～15%，储存在储罐9中，用计量泵8以恒定速率 流加到鼓泡段任意位置，流加量为每小时鼓泡段体积的0.1～0.5%;浮油 产生后启动刮油机，从油渣排出口6连续收集乳化油;从鼓泡段底部排 液口3排出脱除乳化油后的废水，整个操作过程中保证塔内装液量不变。
所述的废水为含有超稠油原油加工过程中产生含有的重质乳化油的 废水乳滴在2～10μm范围内，乳化油产生的COD占废水总COD的 75%～95%，包括但不限于油罐底脱水、脱盐脱钙污水、油田超稠油污水、 焦化大吹汽冷凝水。
所述的破乳剂由聚醚破乳剂、阳离子烷基糖苷、脂肪胺类破乳剂等 的一种或几种的组合。用量为：0.02～0.1mmol/g COD。
所述的聚醚破乳剂，质量指标为：100℃运动粘度≥10mm2/s，酸 值50-70mgKOH/g，密度(20℃)850-950Kg/m3，闪点(开口)≥105 ℃。
所述的阳离子烷基糖苷破乳剂，质量指标为：固含量50±2%，PH 值7±1。
所述的脂肪胺类破乳剂，质量指标为：羟值≤50mgKOH/g，色度≤ 300APHA。
所述通入空气的量为：保持空塔气速为0.5～1.5cm/s;
所述的刮油器采用匹配的市售刮油机，刮油机是板式或带式。对于 板式刮油机，刮板长度与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为1∶1;对于带 式刮油机，带宽与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为0.7∶1。
在本发明的优点和有益效果是：
分离效率高：重质乳化油的一次分离率可达90%以上;
工艺过程简单：废水一次通过环流泡沫分离塔，即可实现乳化油， 脱油后的污水可直接进行生化处理，使重质原油加工废水的处理工艺和 过程简化;
废水处理后收率高：本发明对表面活性剂要求不高，由于没有过多 的泡沫产生，产生的浮油由刮油机移走，废水处理后的收率由90%左右 提高到98%以上。没有产生二次污水。
