CN103043838A

CN103043838A - 悬浮污水用冻融处理方法

Info

Publication number: CN103043838A
Application number: CN2012105740446A
Authority: CN
Inventors: 李文霞; 王栋; 张华振
Original assignee: Dalian Chunxing Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Dalian Chunxing Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明公开了一种悬浮污水用冻融处理方法，包括以下步骤：a、将悬浮污水放入容器内进行冷冻，冷冻温度为-8℃至-24℃，冷冻时间为4-10小时；b、将冷冻后的悬浮污水进行融解，融解温度为20℃至25℃。c、沉积于容器底部的泥相分离出污水体系，将浮于污水表面的有机组分分离出体系。通过冰结过程中将比较洁净的冰相移出体系，实现原体系的破乳分相，促使油相浮于表面，泥相沉于水底，冰相经过滤或捕捞移出体系，从而实现组分分离。在冷冻和融化过程中根据相变的规律和条件，采用适当的控制措施，适用于悬浮污水的处理，尤其是含油污泥的处理。

Description

悬浮污水用冻融处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域。

背景技术

目前在化工领域，存在很多组分复杂的悬浮污水，也称为乳化污水，其中不但包含重金属，还含有有机物、不易降解的有机物和无机物，尤其是原油生产、炼制过程中会产生的大量含油污泥。含油污泥基本分为三类，1）在油田开采特别是油井采油生产和井下作业施工过程中，部分原油防喷或被油管、抽油杆、泵及其它井下工具携带至地面或井场，这些原油深入地面土壤，形成落地油泥。2）在原油生产，运输的过程中，由于自然沉降，各种脱水罐，储油罐，污油罐等底部会堆积大量油泥，形成罐底油泥。3）炼油厂产生的隔油池底泥，溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等，合称为炼厂油泥，其中浮选浮渣最多，约占炼厂油泥总量的80%。其中最大的问题就是罐底油泥，据统计每储运90000立方米的原油，平均会产生2000立方米的罐底油泥。

含油污泥成分复杂，一般由水包油（O/W）、油包水（W/O）及悬浮固体组成，是一种较稳定的悬浮乳状液体系。污泥颗粒细小，呈许宁体状。油、水密度差小，含水量高，一般在40%-90%之间（重量百分比），且充分乳化，粘度较大难以沉降。污泥颗粒稳定性差，容易腐败和产生恶臭，污染空气，在生产机环保中具有极大的危害性。含油污泥的水合性和带电性形成了稳定的分散状态。一层或几层水附于颗粒表面，阻碍颗粒相互结合。同时污泥颗粒一般都带负电，所以其中大多数颗粒相互排斥，其中的含水一般分为四种，游离水、絮体水、毛细水、离子水，含油为三种，浮油、乳化油、溶解油等。这都是含油污泥粘度大、难于脱水的原因。

含油污泥具有含水量高、含油量大以及含有其它有害物质的特点，直接堆放或排出，会造成对环境的污染，而且也是资源浪费。目前处理含油污泥的方法有焚烧，热解吸，溶剂萃取，生物处理，热化学清洗等方法，在实际操作过程中，需要兼顾环境保护和资源回收，当油泥的含油量超过8%时，回收的资源价值超过工程运行的费用，才能产生直接的经济效益。其中只有热化学清洗法已成为一种较成熟的处理方法，但是在其原料的适应性、基质无害化方面仍有待改进。对含油污泥的处理需要经济合理、无害化的处理方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种无害化的应用于悬浮污水处理的冻融处理方法。

本发明采用的技术方案是，悬浮污水用冻融处理方法，包括以下步骤：

a、将悬浮污水放入容器内进行冷冻，冷冻温度为-8℃至-24℃，冷冻时间为4-10小时；

b、将冷冻后的悬浮污水进行融解，融解温度为20℃至25℃；

c、沉积于容器底部的泥相分离出污水体系，将浮于污水表面的有机组分分离出体系。

步骤a中的冷冻温度为-12℃至-20℃，优选为-16℃。

步骤a中的冷冻时间为4-10小时，优选冷冻时间为8小时。

将步骤a中的悬浮污水进行预处理，使其含水量重量百分比为60%-80%。

所述含水量的重量百分比为70%。

还包括步骤d，将步骤d中的分解出的污泥加入清水，重复步骤a、步骤b、步骤c。对冻融处理后的污泥进行二级冻融处理，进一步降低污泥残油率。

本发明的有益效果是冷冻法来分离含油污泥中的组分，达到净化和浓缩的目的，不论作为核心处理单元还是作为其他如焚烧，萃取，蒸馏等单元的预处理，都可发挥有效作用，尤其是冷冻不破坏原组分的化学结构，有可能纯化分离出有用的成分，比较符合环境工程与资源回收兼顾的要求。

附图说明

图1为冷冻温度与土壤残油率对照图。

图2为冷冻时间与土壤残油率对照图。

图3为融化时间与土壤残油率对照图。

图4为含水量与土壤残油率对照图。

图5为一级冻融、二级冻融的处理效果对比图。

具体实施方式

由于油泥是由水、石油、固体物质和溶解性盐类组成的乳化混合物，在冰结过程中将比较洁净的冰相移出体系，则可以实现原体系的破乳分相，达到浓缩和水相的净化等目的。由于油相的冰点比水相低很多，而且油相的比重也一般小于水相，所以，在油、水、泥、冰共存的体系中，采用使冰相悬浮的技术操作，有可能促使油相浮于表面，泥相沉于水底，冰相经过滤或捕捞移出体系，从而实现组分分离。在冷冻和融化过程中需要根据相变的规律和条件，采用适当的控制措施使分离的目的能够实现。

通过物理冷冻、融化的方法降低各界面的表面张力，促进石油从土壤、水中分离出来。

b、将结晶冰体分离出污水体系，沉积于容器底部的泥相分离出污水体系，将浮于污水表面的有机组分分离出体系；

c、将b步骤中分离出的冰体进行融解，融解温度为20℃至25℃。

以14kg的罐底油泥样品为例，油泥密度为1.14×10³kg、m³，其组分为，以下组分均指质量百分比，油39.3%，水50.62%，固体9.98%。

合适的冷冻温度对净化土壤和回收石油十分关键，图1所示为冷冻温度与残油率对照图，由于存在油包水的乳化结构，使得溶液的冰点从零度降低至-4℃，从-4℃开始，随着冷冻温度的降低，土壤中的残油率也会降低，冷冻温度优选油泥-8℃至-24℃，-8℃能够使处理后土壤中的残油率达到10.5%，-24℃能够使处理后土壤中的残油率降低到7.9%。其中温度达到-16℃时，残油率降至5.6%,温度继续降低时，残油率反而有所升高，这是由于在冷冻过程中，随着冰晶体的形成，油分子逐渐被油水乳化体系及油水土乳化体系排除，实现破乳，但当温度过低时，冰晶形成过快，油分子来不及脱离乳化结构从而使残油率有所提升。从能耗低、可操作性方面考虑，优选-12℃至-20℃的冷冻范围，-12℃时土壤残油率质量百分比为7.8%，-20℃时土壤残油率质量百分比为6.9%。

其中冷冻时间的影响也至关至关重要，如图2所示，随着冷冻时间的增长，残油率明显减小，随着时间的延长，油包水及水包油的交叉乳化液以及土壤胶体中有越来越多水形成冰晶结构，将油分子从原有体系中排出。冷冻4小时，残油率降低为13.9%,5小时后降低为9.8%，6小时后降低为7.6%，7小时后降低为6.1%，当冷冻时间为8h时，残油率降至4.1%，然后随着时间的延长，残油率并无明显下降，从效率、能耗方面考虑，冷冻时间为8小时最佳。

融解温度的不同，对土壤残油率的影响并不明显，如图3所示，从10℃到35℃残油率均在15%至16%之间徘徊，从能耗角度考虑，融解温度为20℃至25℃较为合适。

油泥含水量也对处理后土壤含油率有一定影响，由于含水率价高时，水滴体积较大，过冷效应影响减小，凝固点下降不大，冷冻效果明显。但如果含水率过大，有造成资源浪费，横梁能耗及残油率，油泥的含水量调至70%较为合适。如图3所述，含水率为70%时，冻融后土壤的残油率为2.7%，持续增加含水率并未使残油率有明显的下降。

为了进一步净化土壤、回收原油，可以对经过冻融处理的土壤，也即污泥，进行二级冻融处理，也就是在此加入清水，重复步骤a、步骤b、步骤c，调节油泥含水量为70%，可使二级冻融处理后的土壤残油率降至0.5%,接近农用污泥排放标准，如图5所示。

未处理时，该14kg的油泥热值为15347.2kJ/kg，经冻融法分离回收后的石油热值达到38424.5kJ/kg,具有较高的利用价值。

Claims

1.悬浮污水用冻融处理方法，包括以下步骤：

b、将冷冻后的悬浮污水进行融解，融解温度为20℃至25℃；

2.如权利要求1所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：步骤a中的冷冻温度为-12℃至-20℃。

3.如权利要求2所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：步骤a中的冷冻温度为-16℃。

4.如权利要求1所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：步骤a中的冷冻时间为4-10小时。

5.如权利要求4所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：步骤a中的冷冻时间为8小时。

6.如权利要求1所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：将步骤a中的悬浮污水进行预处理，使其含水量重量百分比为60%-80%。

7.如权利要求6所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：所述含水量的重量百分比为70%。

8.如权利要求7所述的悬浮污水用冻融处理方法，其特征在于：还包括步骤d，将步骤d中的分解出的污泥加入清水，重复步骤a、步骤b、步骤c。