电脱盐废水预处理技术

1、电脱盐废水预处理技术原油往往含盐 （主要为 NaCl, MgC12, CaC12 等氯化物） 、含水（溶于油或呈乳化状态） ， 需 在进入蒸餾单元前通过电脫盐过程脱除。电脱盐过程会产生约占炼油厂总废水量3%的废 水，称为电脱盐废水。 电脱盐废水含油量高， 严重时油的体积分数高达 10%以上， 污油油 滴粒径较小， 含大量细微悬浮物，乳化严重，有机物含量髙（COD 高达几千至几万 mg/L ） , 含挥发酚、石油类物质等多种有机物，含盐量大，盐浓度（以氯离子质量浓度计）一般为 20005000mg/L, 高时可 达数万至数十万 mg/L 。电脱盐废水会对下游的污水处理单元造成 冲击，通常需经过有

2、效的预处 理后再进入综合污水处理厂进行处理。近年来，原汕重质化、劣质化的问题日益严重，为提高采输率，注水和注剂的加注量均在不断增加，这使电脱盐废水的水质更加复杂，同时，为提高原油利用率，回收的重污油经初步处理后被掺回到原汕中混炼，进一步加剧原油乳化，也使电脱盐废水的水质劣化。电脱盐废水治理而临的形势愈加严峻。为了减小下游污水处理单元的压力，满足相关排放要求，电脱盐废水处理技术得到了不断发展和进步。本文介绍了电脱盐废水预处理技术的研究及应用进展，分析了电脱盐废水预处理技术的原理、特点及应用效果，总结了影响电脫盐废水特点的主要因素，旨在促进先进的电脱盐废水处理技术的应用和高效的电脱盐废水处理技术的

3、进一步开发。1、电脱盐废水处理技术石化企业通常针对电脱盐废水单独设立预处理设施 , 经有效预处理后的废水排入石油炼 制 综合污水处理厂进行处理， 也有少数企业将电脱盐废水同其他种类的炼油废水一并进行预 处理。 这体现了分流分质处理的原则，不仅具有经济性，也能减轻下游综合污水处理厂的压 力，促进 石化废水的最终达标排放及回用。电脱盐废水预处理技术石化企业关注的电脱盐废水的排污指标主要为石汕类物质浓度和 COD, 各厂设置了排 放到 下游处理单元的内部水质指标，一般要求石油类物质质量浓度不髙于 200mg/L, COD 不高于 1500mg/L a 目前，在各石化企业中成熟应用的电脱盐废水预处理技

4、术包括重力分离、 化学破乳、 油水旋流分离器分离、超声波破乳等工艺及其组合工艺。重力分离技术重力分离技术基于油 - 水密度差，依靠重力作用实现废水中油类物质的去除，是电脱盐 废水 汕水分离处理中最简单和最常用的技术。根据 stokes 公式，水的沉降速度取决于油中水粒子的大小、油与水的密度差和油的黏度。增加汕 - 水两相间的密度差和汕滴粒径、减小废 水黏度都有 助于提髙该方法的除油效率。此外，停留时间也是重要影响因素。重力分离技术 主要用于去除 粒径大于 60 um 的悬浮汕滴，而不能去除呈均匀稳泄态的溶解汕和呈乳液状 态的乳化油。主要 设备是储罐和隔油池，常用的为平流式隔汕池 （API）、斜

5、板式隔油池（PPI）和波纹斜板隔油池 （CPI） 。该方法需要较长分离时间，所需罐体的体积很大，增加了处理成 本，尤英是在原油劣 质化较严重时，重力分离技术对电脱盐废水的预处理达不到理想效果。化学破乳技术化学破乳技术是指向电脱盐废水中加入破乳剂 （淸油剂） ，破乳剂通过与油水界而膜发生 相 互作用，改变界而膜性质，降低油水的界面张力，实现破乳，随后通过沉降或气浮的方法 来实 现油水分离。目前含油污水破乳除油的机理主要归为以下几类：顶替或置换机理，润湿 增溶机 理，褶皱变形机理，高分子吸附碰撞机理，中和界而电荷机理和反相变形机理等。该 方法可用 于去除依靠重力沉降不能分离的乳化状油滴。选择合适的

6、破乳剂具有关键作用，要 兼具高效性和经济性。目前，高效破乳剂的开发及英破乳机理是热点研究问题。旋流分离技术旋流分离器在油水分藹方而的工业应用始于 20 世纪 80 年代，应用较多的为切向旋流分 离 器。油水混合液在旋流分离器内髙速旋转，产生几千倍于重力场的藹心力场。在禽心力的 作用 下，密度大的水被甩向四周，顺着壁而向下运动，作为底流排出，密度小的汕被带到中 间并向 上运动，最后作为溢流排出，从而达到汕水分离的目的。旋流分离器能够用于分散汕 和轻度（或 不稳泄）乳化油的分离，但当分散油滴直径小于 15um 时，水力旋流器会存在分离 效率低的问题。超声波破乳技术超声波破乳主要依靠超声波的机械振动

7、作用、空化作用和热作用，破坏油水界面，促使油滴凝结，加速油滴上浮，从而实现油水分离。由于超声波在油和水中均具有较好的传导性, 故这种方法适用于各种类型的乳状液。作为一种简单和高效的技术，近年来超声辐照常被用于强化原油破乳和脱盐。声强、超声波频率、辐射时间和温度等都会影响超声波破乳的效果。英他技术此外，目前针对电脱盐废水的其他处理技术也开展了一些试验研究， 包括高级氧化技术、 电 絮凝技术、模块化聚结除油和吸附技术等。其中，实验结果表明，臭氧氧化、 Fenton 氧化、 臭 氧 -Fenton 协同氧化技术对电脱盐废水 COD 的去除效果均较好，去除率分别达到 51.1%, 84.6%, 78.

8、0% （原水COD为3216mg/L ），中试结果表明，电絮凝气浮技术对电脱盐废水中油和COD的去除效果也均较好， 去除率分别达到 96.4%和 73.4%（原水石油类物质质量浓度为 247mg/L. COD 为1090mg/L）。这些处理技术可有效去除电脱盐废水的有机物浓度，有较大 的应用空间。此外， 膜技术在电脱盐废水处理的试验研究和实际应用中也取得了较好的效果 , 为实现电脱盐废水的回 用提供了可行途径。但由于膜材料存在易堵塞、膜寿命短等问题，不适合用于处理水质较差的电脱盐废水。1 .2石油炼制综合废水处理技术经过预处理的电脱盐废水排入石油炼制综合污水处理厂进行处理。考虑到回用处理对污水

9、水质的要求，多数石化企业将石化废水分为含油污水和含盐污水两个处理系统。含油污水处理系统的污水中盐含量较低，污染物的可生化性较好，经过有效处理后可回用到循环水厂作为补充水， 含盐污水处理系统的污水中盐含量较髙， 含有较多常规生物处理技术难以降解 的有机物， 处理流程长，运行费用髙，处理后污水一般宜接排放而不再进行回用。一般而言，电脱盐废水与预处理后的碱渣污水、含碱污水、循环水厂的排污水、膜处理系统产生的浓盐水常被视为含盐污水处理系统的进水。若从肖能降耗、卩水减排的角度出发, 应尽可能地将较大水虽 : 的电脱盐污水划入含油污水处理系统，以减小含盐污水处理系统的水屋。中国石化集团以盐含量是否髙于 1

10、200mg/L 作为石化废水是否归于含盐污水处理系统的 依据。参照 此标准，基于一般假设计算得：对于采用一点注入除盐用水工艺的电脱盐装置 , 当原汕的盐质量 浓度大于 54mg/L 时，电脱盐废水划入含盐污水处理系统，对于采用二点注 入除盐用水工艺的电 脱盐装置，则当原油盐质量浓度大于 105mg/L 时，电脱盐废水划入含 盐污水处理系统。2、影响电脱盐废水水质的因素2原油性质及开采技术的影响原油的含盐虽、美国石油学会重度 （API 重度）、黏度、含硫量、重金属含量等会直接影响电脱盐废水的水质特性。当原油为优质品相时，其密度、黏度都较小，电脱盐装置操作稳立，电脱盐废水含油较少，当原油为劣质品相

11、时，英密度、黏度、含硫量和重金属含量都较大，性质复杂多变，会对电脱盐装置造成冲击，电脱盐废水含汕量可达几千mg/L,严重时 体积分数达到10%以上电脱盐工艺操作条件的影响电脱盐操作温度较低、汕水界位低、原油破乳剂质量差和罐区原油静置时间短等会加剧 电 脱盐废水带汕现象。电脱盐操作温度升高时，原油黏度降低，油水密度差增加，油水界面张力减弱，热运动加快，乳化水滴碰撞机会增加，可促进水滴聚结沉降。然而，如果电脱盐操作温度过髙，也会因油水界而能减小而加剧电分散，增加电耗。此外，电脱盐耀的油水界位过低会导致含盐水在罐中的停留时间过短，而使电脱盐废水中含油量较髙。电脱盐装置管理水平的影响对电脱盐装置进行科

12、学的运行管理有助于改善电脱盐切水的水质。例如，若电脱盐切水 操 作由人工完成，可能会造成较大误差，引起电脱盐废水水质的较大波动。借助自动化控制技术可实现对电脱盐切水界而的准确判断，对改善电脱盐废水水质具有重要意义。3、电脱盐废水处理实例3重力分离技术的应用中石化某企业 I、 II 套常减压装置的电脱盐废水的石油类物质质量浓度分別为 422mg/L 和 161mg/L, COD 分别为 1256mg/L 和 635mg/L, 经简单预处理工艺一一调节罐 +油水分藹 器预处理后， 将其归为髙含盐污水处理系统， 与炼油催化油碱渣及液态烧碱渣、 脱硫制硫碱 渣、气分碱洗水、 气分碱渣一起进行处理，处理

13、量为 30t/h 。受碱渣等高浓度废水的影响， 该高含盐污水处理系统 的处理流程较长，采用二级气浮一生化法（涡凹气浮 +溶气气浮一含固 定化微生物的曝气生物滤 池（G-BAF ）工艺）进行预处理后，出水用低含盐废水稀释后进含盐污水处理系统继续处理。旋流分离 +重力分离组合工艺的应用中石化某企业 I 套常减压蒸饴装置的设计加工能力为 5X106t/ao 采用旋流分离技术结 合重力 分离技术等对电脱盐废水进行预处理，执行石油类物质质量浓度小于等于 150mg/L 的要求。电脱 盐废水量为 4050t/h. 废水首先进入一级分离器，分离岀水进入二级分离器，经过二级分离器后直接排至含盐污水井，送至常减

14、压隔油池处理，含水污油送至沉降罐，加注破乳剂后，可很好地分离出汕中的水。然后，污油（含水率为 5%15% ）从沉降罐顶部溢流 至缓冲罐，处理后进 行回炼，沉降罐底部的污水送至一级分离器进行二次分离。实际监测数据表明，入口含油量越髙，旋流分离器的除油效率越高。当电脱盐废水的仃油类物质质量浓度较大伏于 10000mg/L ）时，除油率在 90% 以上，当废水的石油类物质质量浓度任200mg/L 以下时，除油率较低，为 10%左右。由旋流分离器分离岀来的回炼污油量约为0.41/11. 旋流 分离器出口水样含油量在150-200mg/L 之间。经整套预处理工艺后，电脱盐废水含油量的 平均值在 100m

15、g/L 以下，能够满 足相应要求。超声波分离 +旋流分离 +重力分离组合工艺的应用中石化某企业拥有 8X 106 （常减压装置，电脱盐废水的预处理设施主要由超声波污油水 分 离器、水力旋流器、油缓冲罐等组成，实现了超声波破乳技术、波纹斜板隔油技术和水力旋流分离技术的有机结合。 执行石汕类物质质疑浓度小于等于 200mg/L 的要求，处理量为 80100t/h 。 具体工艺流程为：电脱盐废水进入超声波污油水分离器（水力停留时间为1530min, 压力为0.40.7MPa ） 和水利旋流器（进出口压差比为 1.72.3 ）进行二级沉降分离， 经分离后的高浓度 污油水经过撇油管排入撇汕槽，后排入污油

16、水缓冲罐，低含油污水若其石油类物质质量浓度低于 200mg/L 则直接外排到下游装這处理，反之则经过水力旋流器进行 污油水进一步分离。污油 水缓冲罐内的髙含油污水，部分返回原汕泵入口进行回炼，部分返回分离器污油水入口进行循环处理，直至含油浓度合格。经预处理后的电脱盐废水的石油类 物质质疑浓度由平均 855mg/L降至 129mg/Lo化学破乳 +重力分离组合工艺的应用中石油某企业具有规模为 5X106t/a 及 5.5X106t/a 的 2 套常减压装置，产生的电脱盐废 水水 量为 80t/h, 其石汕类物质质量浓度在 3000mg/L 左右，目前采用化学破乳 +重力分离技 术进行预处 理，执

17、行 COD 小于等于 1500mg/L. 石油类物质质量浓度小于等于 150mg/L 的 要求。装置利用两 种淸汕剂（L和F）进行破乳。加淸汕剂 L后的电脱盐废水进入 2座沉降罐 中共停留45h,进行 汕水分离，经分离后的污水排至炼油污水厂进行处理。上层油渣在第二种淸油剂 F 的作用下，在渣油分离罐实现油渣分离（水力停留时间约为 lh） ,分禽岀的污油 送至前端炼油装置。电脱盐 预处理工艺可实现数千至数十万】里几的石油类物质的去除，出水石汕类物质质量浓度为20200mg/L （平均值为 42.4n】g/L）、COD 为 5001400mg/L （平均值 为 602.5mg/L ） ,基本满足 内部排放要求，石油类物质质量浓度的年达标率为9（6%, COD 的年达标率为 100%。该预处理装程的固废产生量为 210t/a,相较于企业原有的重力分离技术（油渣量为8000-9000t/a ），极大地减小了环境影响并提高了原油加工率。4、结语 TOC o 1-5 h z 在石化企业中，电脱盐废水的预处理中通常分两步来完成，首先单独预处理（少数情形下与水质相似的废水共同进行预处理），之后与其他的石化废水一起进行二级处理及深度处理。这不仅具有