气浮除油技术在焦油废水处理中的应用

气浮除油技术在焦油废水处理中的应用

一、焦油加工工艺的废水性质

将焦油加工为各种化工产品是焦化生产中的重要环节，也是国民经济发展的需要。但随着热油加工的进行，大量的废水也随之产生。主要来源有:(1)原料焦油加温静置脱水产生的废水;(2)生产过程中通入的直接汽冷凝产生的分离水;(3)管道清扫产生的冷却水:(4)地表污水等。

焦油废水的一个特点是含油很高，成分复杂:焦油废水的另一个特点是它含有对环境毒害较大并且国家明令禁止外排的酚 ,氰等剧毒物质。所

有热油废水中的油都以颗粒状态不稳定地存在于污水中，形成水包油的状态，其中浮油（直径大于100um）约占总含油量的33%，它很容易从污水

中分离出来:分散油(直径在1n~100um之间)约占63%，它也能从污水中依靠重力分离出来，但分离速度较慢;乳化油(直径在0.1一10um之间)约占4%，它的分散度很高，很难靠重力进行油水分离；溶解油（直径小于0.1um）浓度很低。因此找到一个经济合理的废水治理方法在环保要求日益严格的今天就显得尤其必要。

二、气浮除油技术

热油废水的处理难度极大，先后采用了贡力分离法、吸附法等进行试验，效果都不甚理想。经过查阅大晕的资料，最终决定采用气浮除油技术。气浮除油技术在我国最早应用于石化行业的废水除油，其上要原理及关键技术如下。

1、气浮原理

气浮法除油原理就是在含油污水中通过通入空气并使水中产生微气泡（有时还需加入浮选剂或混凝剂)，使污水中粒径为0.25~25um的浮化油、分散油或水中悬浮颗粒附在气泡上，随气泡一起上浮到水而并加以回收的技术。

根据产生气泡的方法不同，气浮处理技术分为溶气气浮、叶轮式气浮和喷射式气浮3种。我们采用的气浮除油技术是先进的射流式溶气系统，利用射流方式在水中产生大量微气泡（气泡直径为20~30um的占70%以上）。射流式气浮法具有高效率、低能耗等优点。射流式气浮除油技术的关键在于射水器和曝气头。

2、射水器结构

射水器结构见图1。含油污水经泵加压(约0.4mpa)后高速进入射水器喷嘴，经过渐缩器进一步加速后在吸入室形成负压，从而吸入空气。空气和水在混合段进行充分混合，在扩散段减速后进入溶气罐。

3、曝气头结构

在射流式气浮法中关键是要形成足够数量的、大小合适的气泡，这上要取决于曝气头。曝气头结构见图2。

来自溶气系统的高压气-水混合液在瀑气头内压力得到释放，从而产生大量的气泡。气泡大小可通过曝气头的可调间隙(见图2)来进行调整。

三、气浮除油技术的应用与改进

1、现场使用效果

在实验宝完成气浮除油、加药浮选等试验后，又在气浮除油机上进行了工业试验。经过试验发现，该气浮除油机的除油效果良好，对COD和酚也有一定的去除作用。出水水质从外观上观察含油量明显下降，取样时外壁不再产生油污“挂壁”现象。同时，对影晌气浮法除油效果的主要因素进行了初步分析。表1是2004年3月1~16日气浮处理前后废水上要指标对比情况。

从表1可以看出汽浮除油技术的除油效果较好严均去除率可达到52. 75%，这与除油设计目的是相吻含的。同时，气浮除油对废水中的酚类物质和Cod也有一定的去除效果、平均去除率分别达到了31%和22. 2%。从数据中还可以看出，不同时期3种指标的去除率波动较大(除油率在40%~70%之间波动)。对此，作如下分析:气浮除油技术只对浓度小于1g/l的轻油具有较高的去除率而焦油车间内部废水来源十分复杂，既有轻质油也有焦油类贡油，且目前没有条件对气浮进水作均和处理，这是造成去除率波动的上要原因。事实上，含酚和Cod的下降是由于气浮机去除了一部分油所致，这些油中含有酚，同时油含量的下降也降低了废水的化学需氧量，即气浮除油技术木身对降低酚类物质和coD的效果并不明显。

2.影响气浮法除油效果的因素

(1)废水木身含油的性质。由于是利用了微气泡吸附力及气泡向上浮力所以，彻质愈轻，除油效果愈好。水互溶性愈差，气浮效果愈好。

(2)废水温度。混度愈高，气体的水溶性愈养;压力愈高，水溶性愈好，在工作压力较高(0.3-0.4 MPa)时，压力相对于水派影响更占主导。另一方而,温度愈高，废水中油类粘度愈低，氢键等化学键力愈小，愈有利于废水中分散油及乳化油的去除。综合考虑除油效果、节能及环保效应，一般废水温度保打在40-60°c为宜。

(3)气水比，气水比愈大，单位流量内气泡数量愈多，抽珠接触的机会也就愈大:油珠附着气泡上浮的机会随之增加，处理效果就会提高。但进气晕过大时，在射水器混合段内无法形成均匀的溶气(气-水)混合物，气浮效果就会下降。气水比可通过溶气罐内压力来间接控制。经调试研究，气浮除油机溶气罐内压力为0.38MPa左右时除油效果最佳。图3为在其它条件相同时，进气浮机废水含油为1000mg/l情况下，除油效果随气水比(或溶气罐压力)变化的趋势图。

{4)气泡大小。小气泡上升速度慢，小油滴容易被捕捉，大气泡上升速度快，大油滴容易被捕捉。气泡大小可靠曝气头来控制(见图2)。

(5)气浮药剂。采川气浮助剂、混凝剂和发泡剂，l可以提高气浮法处理含油污水的效果。

3.问题及改进措施

经过一段时间的运行和摸索，该气浮除油技术还存在如下一些问题:

(1）气浮机只能除去水中的轻质油，对焦油类重油效果不佳。

(2)少量进入气浮机的重油容易使曝气头发生堵寨现象，对蔡结晶形成的乳化油去除效果不理想。

(3)浮油排除效果不理想滩以自动进入排油管。

对此，采取如下措施予以解决

(1)在气浮机前设计了两个70t的高置槽，且在高置槽内设置了加热器，含贡油污水进气浮机前先进入两个高置槽加热到最佳除油温度40~60°c后，静置沉淀，定期放出重质油。

(2)由于加热作用，蔡结晶化为油类析出:气浮循环加压泵不间断运行，定期对气浮机进行蒸汽清扫去除机内和曝气头内的油渣。

(3)在废水浮油层上方加设可调角度的压缩空气自动吹扫浮油装置，何隔一定时间自动将水而浮油层吹入渣油管排出。

(4)为进一步提高除油效率,下步可考虑加入一些絮凝剂如PAM、铁欲等药剂。

经过采取以上措施(未加药剂)之后，在2004年9月又做了一个月的标定:其结果如下:油的去除率为89.3%，酚氰的去除率为33 . 1%,COD的去除率为57.0%。从以上结果llJ一看出，改造取得的效果明显。

4。结语

经改进后的射流式气浮除油技术具有流程简捷、运行成本低、除油效率高、自动化水平高、社会效益显著等优点。随着国家环保法规的日益完

善，该废水处理技术对热化等行业有着较大的推广价值。