CN111170551B - 含油污水清洁处理中油回收方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及含油污水清洁处理中油回收方法和装置，提供了一种含油污水清洁处理中油回收方法，该方法包括以下步骤：(a)对含油污水进行旋流分离，以实现油泥表面及孔道油的脱附和收集；(b)对步骤(a)中经旋流分离得到的含油污水进行沸腾床分离，以去除含油污水中的分散油、泥和砂；(c)对步骤(b)中经沸腾床分离得到的含油污水进行形状聚结分离，以实现乳化油的破乳、聚结和收集；以及(d)步骤(c)中得到的出水直接进入生化系统，取消气浮单元，回收浮渣中的油分。还提供了一种含油污水清洁处理中油回收装置。

Description

含油污水清洁处理中油回收方法和装置

技术领域

本公开属于石油化工、环保领域，涉及一种含油污水清洁处理中油回收方法和装置。由于在含油废水处理中会产生大量含油油泥，这部分油泥中往往油含量在10～50质量％之间，实现该部分油的回收，一方面可实现资源的回收，另一方面可降低油泥的处理难度。本公开适用于处理石油炼化、石油开采中含油污水处理中油回收过程。本公开还涉及一种含油污水清洁处理中油回收装置。

背景技术

石油炼化过程中会产生大量的含油污水，废水中成分复杂且含有较多的污染物。含油污水普遍采用隔油、浮选和生化的组合工艺，通过重力作用、微气泡浮选以及生物降解，去除废水中的污染物。在含油污水的处理过程中会产生大量的含油油泥，即隔油池底泥、浮选池浮渣和剩余活性油泥，据统计，全国每年产生约500万吨的各种含油油泥，按油泥含油率10质量％计算，每年将有大约50万吨油得不到回收利用，因此，回收该部分油具有重要意义。

针对含油废水，国内外大多采用隔油+浮选+生化的组合工艺，其中浮选单元会产生大量的浮渣，以某炼化1000m³/h含油废水处理规模，其浮选浮渣每月产量约为500t，含油率约24质量％左右。

目前，含油废水处理方法和装置存在以下问题：1、工艺复杂，流程长。目前传统的工艺均为组合式工艺和装置，需添加药剂，造成处理成本偏高。2、废水中的油类得不到回收。以某炼化1000m³/h含油废水处理规模，每月将有120吨油得不到利用，造成资源的浪费和环境污染。含油废水中的油回收后可作燃料，或进一步纯化另作它用。

研究者Huang等发现旋流器中颗粒在围绕轴心做公转运动的同时，自身在做高速自转运动，且在边壁处自转速度不低于1000转/秒。通过实验表明，通过自转强化，催化剂除油效率达到了73.74％，该实验结果为回收油泥中的油分提供了重要参考。

例如，美国专利US 8197667提供了一种利用离心方法从油泥中回收油的方法，含油油泥以预定比例与破乳剂混合，然后搅拌以使其均匀化，同时将处理过的混合物离心分离为烃类、水和固体。但是，该处理方法需添加药剂，易引起二次污染。

例如，中国专利CN203307167U的油处理装置由反应池、接触池、平流池组成，在反应池中采用臭氧发生器作为曝气源，将气浮和臭氧氧化两种工艺一体化，既可回收大部分的油类物质，又可将少量的小分子油类物质进行氧化，使含油废水得到一步化处理。该方法改善了油处理效果，但是仍存在产生浮渣的问题。

图1示出了含油污水的传统处理工艺流程图。如图1所示，含油污水首先进入调节罐1，在调节罐中实现油、泥、水的初步分离；调节罐出水进入隔油池13，进一步分离油、泥、水；隔油池出水进入浮选池11，去除分散油和悬浮颗粒物；浮选池出水进入A/O(缺氧/好氧)生化池4，利用微生物去除废水中的有机物；生化池出水进入二沉池12进一步沉积；二沉池出水进入深度处理设备5做进一步处理，得到净化水；其中，调节罐、隔油池和浮选池处理得到的油泥去焦化，VOCs(挥发性有机化合物)去低压瓦斯系统，调节罐和隔油池处理得到的油去油回收系统，二沉池沉降的活性污泥部分返回生化池循环利用，部分去剩余污泥处理系统。上述传统处理工艺中调节罐、隔油池和浮选池产生大量的含油污泥，其油含量在20质量％左右，这部分油分没有得到合理的回收利用，引起资源的浪费。

虽然现有的含油废水治理工艺针对油水分离方法上的广泛研究正不断深入，包括溶剂萃取、离心分离、添加表面活性剂以及冷冻等方法回收油，但是上述方法往往更加关注油水两相，涉及油泥中油回收的工艺和装置较少，由于油泥量大且处置困难，因此回收油泥油分具有重要意义。

因此，本领域迫切需要开发一种适用于含油污水清洁处理过程中油高效回收的方法和装置。

发明内容

本公开提供了一种新颖的含油污水清洁处理中油回收方法和装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本公开提供了一种含油污水清洁处理中油回收方法，该方法包括以下步骤：

(a)对含油污水进行旋流分离，以实现油泥表面及孔道油的脱附和收集；

(b)对步骤(a)中经旋流分离得到的含油污水进行沸腾床分离，以去除含油污水中的分散油、泥和砂；

(c)对步骤(b)中经沸腾床分离得到的含油污水进行形状聚结分离，以实现乳化油的破乳、聚结和收集；以及

(d)步骤(c)中得到的出水直接进入生化系统，取消气浮单元，回收浮渣中的油分。

在一个优选的实施方式中，在步骤(a)中，在调节罐中对含油污水进行旋流分离，利用油泥颗粒自转实现油泥表面及孔道油的脱附，并通过集油系统收集。

在另一个优选的实施方式中，含油污水来水压力不低于0.15MPa。

在另一个优选的实施方式中，当含油污水石油类浓度不高于20000mg/L时，经所述步骤(b)和(c)除油后，石油类的浓度降至20mg/L或更低。

在另一个优选的实施方式中，所述步骤(a)的收油效率达到80％。

另一方面，本公开提供了一种含油污水清洁处理中油回收装置，该装置包括：

装有旋流器的调节罐，用于对含油污水进行旋流分离，以实现油泥表面及孔道油的脱附和收集；

与调节罐连接的沸腾床分离器，用于对经旋流分离得到的含油污水进行沸腾床分离，以去除含油污水中的分散油、泥和砂；

与沸腾床分离器连接的形状聚结器，用于对经沸腾床分离得到的含油污水进行形状聚结分离，以实现乳化油的破乳、聚结和收集；以及

与形状聚结器连接的AOH(旋流强化缺氧/好氧)生化池，用于去除形状聚结分离出水中的有机物，其中，取消了气浮单元。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括与AOH生化池连接的深度处理设备，用于对经生化处理得到的出水进一步深度处理。

在另一个优选的实施方式中，所述形状聚结器采用油包集油。

在另一个优选的实施方式中，所述形状聚结器采用X、Ω型纤维编制方法的亲水疏油和亲油疏水的模块化内件。

在另一个优选的实施方式中，所述沸腾床分离器串联形状聚结器成套装置的压降不高于0.12MPa。

有益效果：

本发明的方法和装置的主要优点在于：

本发明采用物理法实现了油分的分离和收集，避免了添加药剂，实现了取代气浮单元，可回收浮渣中80％油分，实现资源的回收利用。

附图说明

附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。

图1示出了含油污水的传统处理工艺流程图。

图2是根据本发明一个实施方式的含油污水清洁处理中油回收的工艺示意图。

图3是根据本发明一个实施方式的旋流器内油泥自转收油的示意图。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现，在油田开采、油气集输、炼化等生产过程中，会产生大量的含油污水，目前国内对含油污水的常用的处理方法是隔油、浮选和生化的组合工艺，但是在处理过程中会产生大量的含油油泥，包括隔油池底泥、浮渣和剩余活性油泥；据统计，我国每年会产生500万吨的含油油泥，即使按含油率10质量％计算，每年将至少有50万吨油需要回收，因此，实现含油油泥中油分的回收具有重要意义；鉴于此，发明了旋流自转收油、沸腾床分离和形状聚结组合的油高效回收方法，其中旋流可实现油泥颗粒表面及孔道油的脱附，形状聚结可实现乳化油的破乳、聚结和分离，并密闭收集至集油系统；组合工艺出水直接进入生化池，取消气浮单元，实现浮渣中油分回收。基于上述发现，本发明得以完成。

在油泥的处理过程中，无害化的处理要求油泥中污染物不能对环境造成二次污染，国家标准规定油泥尾料排放标准要求油含量小于0.3质量％。通常，三泥中的含油率通常在10-50质量％，含水率在40-90质量％左右，在油泥的无害化处理中，应考虑油分的回收和再次利用。油回收常用的方法有溶剂萃取、热水洗和超声脱油等技术。含油污水清洁处理中油回收具有重要现实意义，回收的油可作燃料，或进一步纯化另作他用。

在本公开的第一方面，提供了一种含油污水清洁处理中油回收方法，该方法包括以下步骤：

(a)在调节罐中对含油污水进行旋流分离，利用油泥颗粒自转实现油泥表面及孔道油的脱附，并通过集油系统收集；

(b)采用沸腾床分离器去除含油污水中的分散油、泥、砂等；

(c)进一步串联形状聚结器以实现乳化油的破乳、聚结和收集；以及

(d)形状聚结器出水直接进入生化系统，取消了气浮单元，回收浮渣中的油分。

在本公开中，含油污水来水压力不低于0.15MPa。

在本公开中，当含油污水石油类浓度不高于20000mg/L时，所述步骤(b)初步除油和步骤(c)破乳深度除油后，石油类的浓度降至20mg/L或更低。

在本公开中，所述步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)能够取代气浮工艺。

在本公开中，步骤(a)的收油效率可达到80％。

在本公开中，通过步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)，在形状聚结器出水能够将悬浮物浓度控制在50mg/L或更低，石油类浓度控制在20mg/L或更低，满足了生化处理单元进水水质要求，因此，本发明方法可以取代气浮单元

在本公开的第二方面，提供了一种含油污水清洁处理中油回收装置，该装置包括：

用于自转收油的装有旋流器的调节罐；

与所述调节罐连接的，用于去除含油污水中分散油、泥和砂的沸腾床分离器；

与所述沸腾床分离器连接的，用于对来水中乳化油破乳、聚结和收集的形状聚结器；

与形状聚结器连接的AOH生化池，用于去除形状聚结器出水有机物，其中，取消了气浮单元。

在本公开中，该装置还包括：与AOH生化池连接的深度处理设备，用于对经生化处理得到的出水进一步进行处理。

在本公开中，该装置还包括：位于形状聚结器上的，用于收集分离下油的油包。

在本公开中，所述调节罐入口处装有一个或多个并联的旋流分离器。

在本公开中，所述形状聚结器采用X、Ω型纤维编制方法的亲水疏油和亲油疏水的模块化内件。

在本公开中，所述形状聚结器的油包为集油装置，可实现分离下油分的收集。

在本公开中，所述沸腾床分离器串联形状聚结器成套装置压降不高于0.12MPa。

以下参看附图。

图2是根据本发明一个实施方式的含油污水清洁处理中油回收的工艺示意图。如图2所示，含油污水首先进入装有旋流器6的调节罐1，通过入口处的旋流器6分离含油污水及油泥中的油分，在调节罐中实现油、泥、水的初步分离；调节罐出水经离心泵10-2泵送进入沸腾床分离器2，采用沸腾床分离工艺对含油污水进一步处理，去除含油污水中的分散油、泥和砂等；所得含油污水经离心泵10-3泵送进入形状聚结器3进一步处理，实现对乳化油的破乳、聚结和分离；经过处理后的废水经离心泵10-4泵送进入AOH生化池4，以去除废水中的有机物；AOH生化池出水经离心泵10-6泵送进入深度处理设备5做进一步处理，得到净化水；运行一段时间后，对沸腾床分离器进行反洗；其中，调节罐处理得到的油泥经离心泵10-1泵送油泥去焦化，VOCs去低压瓦斯系统，油去油回收系统；沸腾床分离器的顶部装有一个或多个旋流器7，以在沸腾床分离器的反冲洗过程中利用旋流器中颗粒自转与公转实现滤料再生，旋流分离器溢流返回调节罐继续处理；形状聚结器利用除油模块实现油水分离，并通过油包8集油，分离得到的油去油回收系统；AOH生化池利用活性污泥进一步处理聚结器出水，其中，内回流污泥经离心泵10-5泵送至旋流器9处理后返回生化池，二沉池沉降的活性污泥部分返回生化池循环利用，部分去剩余污泥处理系统。

图3是根据本发明一个实施方式的旋流器内油泥自转收油的示意图。如图3所示，旋流器内颗粒除存在公转之外，还存在着高速自转现象，且自转速度达到了1000转/秒，在自转与公转的耦合作用下，能够实现含油废水中油泥表面及孔道内油(包括：①团聚油泥间隙油、②油泥孔隙油和③油泥表面油)的脱附，分离下的油分经溢流口排出，并收集至油回收系统，预期收油效率可达到80％；水从顶流口排出；所述旋流器能够利用油泥颗粒的自转，实现油泥表面油的脱附，并在离心力的作用下实现油相的分离和收集。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：

1.工艺流程

本实施例应用于某石化炼厂炼油区含油废水预处理系统中。本实施例中所用含油污水水质条件如下表1，其处理工艺流程如图2所示。

2.关键设备

该工艺流程中的关键设备为沸腾床分离器和形状聚结器，在实际应用中，可根据处理量的不同选择并联不同数量的设备，工艺关键设备均为壳装设备，便于运输安装。本实施例中采用沸腾床分离器耦合形状聚结器处理石化含油污水。

3.运行效果

含油污水水质条件见下表1：

表1：来水水质条件

采用预处理系统对含油废水连续进行实验，重点考察装置在高油含量(5000-20000mg/L)下的运行效果，并测定其进水和出水的油含量，测定结果如下表2所示。

表2：冲击工况下进出水油含量

时间	进水油含量(mg/L)	出水油含量(mg/L)
			第1天	15000	41.1
第2天	10000	42.2
			第3天	5000	59.1
第5天	10000	55.3
			第6天	20000	65.2

在本实施例中，采用沸腾床分离器耦合形状聚结器处理含油废水，其入口含油量在5000-20000mg/L，经过预处理系统处理后，能够回收其中99％以上的油，具有显著经济意义。

另外，本实施例应用于沸腾床渣油加氢外排催化剂的脱油处理。催化剂的表面和内部孔道中吸附有石油类污染物，其含油率为60质量％。在旋流脱附器中，通过旋流场中的流动剪切力和催化剂颗粒自转实现外排催化剂颗粒表面和内部孔道中吸附油的脱附分离。经过旋流处理后，回收了催化剂孔表面及孔道中75％的油分。

含油污水的常规处理工艺为均质、隔油和浮选的组合工艺，隔油池和浮选池会产生大量的油泥和浮渣，而且浮选工艺中需添加大量药剂和鼓入压缩空气，以1000m³/h的含油污水处理规模，每月将产生500t含油率在24％左右的浮选浮渣，因此回收该部分油具有重要意义。

上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。

在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种含油污水清洁处理中油回收方法，该方法包括以下步骤：

（a）对含油污水进行旋流分离，以实现油泥表面及孔道油的脱附和收集；

（b）对步骤（a）中经旋流分离得到的含油污水进行沸腾床分离，以去除含油污水中的分散油、泥和砂；

（c）对步骤（b）中经沸腾床分离得到的含油污水进行形状聚结分离，以实现乳化油的破乳、聚结和收集；其中，所述形状聚结分离使用形状聚结器进行，该形状聚结器利用除油模块实现油水分离，并通过油包集油；以及

（d）步骤（c）中得到的出水直接进入生化系统，取消气浮单元，回收浮渣中的油分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（a）中，在调节罐中对含油污水进行旋流分离，利用油泥颗粒自转实现油泥表面及孔道油的脱附，并通过集油系统收集。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，含油污水来水压力不低于0.15MPa。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当含油污水石油类浓度不高于20000mg/L时，经所述步骤（b）和（c）除油后，石油类的浓度降至20mg/L或更低。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（a）的收油效率达到80%。

6.一种含油污水清洁处理中油回收装置，该装置包括：

装有旋流器（6）的调节罐（1），用于对含油污水进行旋流分离，以实现油泥表面及孔道油的脱附和收集；

与调节罐（1）连接的沸腾床分离器（2），用于对经旋流分离得到的含油污水进行沸腾床分离，以去除含油污水中的分散油、泥和砂；

与沸腾床分离器（2）连接的形状聚结器（3），用于对经沸腾床分离得到的含油污水进行形状聚结分离，以实现乳化油的破乳、聚结和收集；其中，所述形状聚结器（3）采用油包（8）集油；以及

与形状聚结器（3）连接的AOH生化池（4），用于去除形状聚结分离出水中的有机物，其中，取消了气浮单元。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括与AOH生化池（4）连接的深度处理设备（5），用于对经生化处理得到的出水进一步深度处理。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述形状聚结器（3）采用X、Ω型纤维编制方法的亲水疏油和亲油疏水的模块化内件。

9.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述沸腾床分离器（2）串联形状聚结器（3）成套装置的压降不高于0.12MPa。

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