脱硫浆液除油方案.docx

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1、目 录1.物理法21.1重力分离法21.2离心分离法31.3气浮法42.化学法53.物理化学法63.1 活性炭吸附63.2吸油纤维：73.3吸油树脂73.4膨胀石墨83.6粉煤灰除油技术93.7 MgO/EPDM新型吸油材料93.8采用脱硫浆液除油剂104.生化法10脱硫浆液除油方案目前国内外常用的除油方法有物理法、化学法、物理化学法以及生物化学法四大类。1. 物理法1.1重力分离法重力法是利用相似相溶原理及油水密度差在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮，分层油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小、油水密度差、流动状态以及流体的黏度。该法适用于去除水中的浮

2、油。重力分离法最常用的设备是隔油池，包括平流隔油池(API)、 斜板隔油池( PPI)、波纹斜板隔油池(CPI)等。重力法除油的基本理论主要是浅池原理和聚结理论。下面介绍一种水纹波纹板组除油技术：波纹板除油原理主要是利用油、水的比重差,使油珠浮集在板的波峰处而分离去除。其关键是借助哈真浅池沉淀原理。制成水平波纹板变间距变水流流线。油珠浮集分离的过程大体是这样的,即由于波纹板材质是亲油的,因此,首先在波纹板表面形成一层油膜,油膜逐渐加厚,借助油的表面张力形成一定大小油珠之后,受其油珠本身重力及水流的冲力使油珠脱落随水流经波峰处浮油孔上浮。其次,由于波纹板是波浪形的,过水断面是变化的,水流呈扩散、

3、收缩状态交替流动,产生了脉动水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促进小油珠变大，加快油珠上浮速度，达到油水分离的目的。除油装置的示意图影响除油效率的因素主要是角度、流速和板间距。为了减小浆液中悬浮物的影响，在波纹板除油装置前设置一个粗滤罐，一方面可以减少SS的影响，另一方面有助于油的粗粒化。滤罐内装聚丙烯球。水平波纹板除油技术可用于非乳化油的废水处理。其处理最小油粒径为20m，除油效率达9 5%以上,处理出水含油浓度 1 0 m g / L。该装置设计灵活,放大可用于污水处理厂,缩小可用于车间的含油废水处理,间歇式运转或连续运转均可。本工艺流程简单合理,易操作,运转费用低。1.2离心分离法离心分离

4、法是使装有含油废水的容器高速旋转, 借助其所产生的离心力形成离心力场，油水两相因密度不同受到的离心力也不同，油集中在中心部位，废水则集中在靠外侧的器壁上，最终达到油水分离的目的。常用的设备是水力旋流分离器该法常用来分离分散油，对乳化油的去除效果不太好。离心分离法设备体积小、除油效率高，但高流速产生的紊流容易将部分分散油剪碎，而且运行费用高。因此常用于处理水量少，占地受限制的场合。下面介绍一种水力旋流器除油工艺：液液旋流器是利用两种液体的密度差,在旋流管内高速旋转产生不同离心力,从而实现油水分离。含硫污水在一定压力下从旋流器进口沿切线进入旋流器的内部, 液流由直线运动转变为高速旋转运动,经分离锥

5、后因流道截面的逐渐缩小,液流速度则逐渐增大并形成螺旋流态, 在旋流器的内部形成了一个稳定的离心力场。油相受到的离心力小,聚结在旋流器中心区, 从油相出口排出； 水相受到的离心力大,聚集在旋流器四壁区,从尾管排除。水力旋流器的工作原里影响水力旋流器除油的因素有流体性状（污水中油的分布状态）、结构参数以及操作参数（进入口的流量和进出口的压力差）。 旋流器除油效率最高位52.8%，最高到78.3%，平均出油率为66%。该工艺的优点：操作压力低,压差小, 能耗低,可充分利用装置系统压力，旋流除油器结构简单,体积小,无需人工操作,对装置污染源油控制较实用。旋流器不用投药, 运行费用低,能有效回收烃资源,

6、具有一定的经济效益。1.3气浮法气浮就是在含油污水中通人空气(或天然气)或设法使水中产生气体，有时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中颗粒为0.2525m的乳化油和分散油或水中悬浮颗粒粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面上并加以回收，从而达到合油污水除油除悬浮物的目的。气浮过程包括气泡产生、气泡与油滴附着，以及上浮分离等连续步骤。实现气浮法分离有两个必要条件：第一、必须向水中提供足够数量的微细气泡、气泡理想尺寸为15-30m；第二，必须使污汉物呈悬浮状态或具有疏水性质，从而附着于气泡上浮升。考虑到浆液中SS浓度过高，因此先通过一个过滤减少SS浓度，然后采用叶轮气浮。叶轮高速旋转时，盖板下方形成负压，

7、空气从进气管进入，污水由盖板上的圆孔进入，在叶轮的搅动下，空气被粉碎成细小的气泡，并与水充分混合后一起被导向叶片甩出再经过整流板稳流后，在池体内垂直上升，进行气浮。形成的泡沫不断被缓慢转动的刮沫板刮出他外。这种气浮设备适用于处理水量不大，但含油量较高的污水，其除油率一般在80左右。叶轮直径多为200-400mm最大不超过600-700mm，转速多采用900-1500r/min，圆周线速度为10-15m/s。气浮池的充水深度与吸气量有关一般为1.5-2m，不超过3m。2. 化学法化学法除油流程采用加药凝聚、加药絮凝、反应、 沉降的工艺流程,其流程为：凝聚剂为具有较强破乳作用的电介质类凝聚剂,絮凝

8、剂为油絮凝剂,其除油机理为:投加凝聚剂后,它能中和水中胶体颗粒的表面电荷,减少扩散层厚度,消除或降低胶粒的电位,使胶粒脱稳而互相聚结,这就是凝聚作用。凝聚剂投加到含油污水中,它能使乳化油、悬浮物形成的胶体脱稳而互相聚结。油絮凝剂是具有很多支链的线性高分子物, 含有大量而又适宜的离子性基团和活性基团,它对污水中固体悬浮微粒和乳化油珠有极强的吸附架桥能力,使凝聚形成的微粒通过高分子吸附架桥, 颗粒逐渐变大, 最终形成了密实、粗大的絮团而沉降, 达到净化水质的目的。絮凝反应设备有机械搅拌和水力搅拌两种。机械搅拌反应池用隔板分为2-4格，每格装一搅拌叶轮，叶轮有水平和垂直两种。水力搅拌反应池类型也较多

9、，主要有隔板反应池、旋流反应池、涡流式反应池等。其中在污水处理中用的较多的是隔板反应池。污水站不设单独的反应构筑物，都是反应与沉淀合建在一座立式混凝除油罐内。反应部分有两种：旋流式中心反应筒和涡流式中心反应筒。3. 物理化学法物理化学法的主要是利用亲油物质吸附油类物质达到除油的目的。吸附法是用含有多孔的固体物质，使水中油分和其他污染物被吸附在固体孔隙内而去除的方法。常用的吸附剂有活性炭和大孔吸附树脂等。3.1 活性炭吸附活性炭是用木质、煤质、果壳(核)等含碳物质通过化学法活化或物理法活化制成的。它有非常多的微孔和巨大的比表面积，因而具有很强的物理吸附能力，能有效地吸附水中的油分和其他有机污染物

10、。活性炭吸附器活性炭吸附器型式较多，按炭床形式可分为固定床、膨胀床和移动床三种。按水流方向可分为上向流式和下向流式，一般固定床多用下向流，而膨胀床为上向流，移动床可用上向流或下向流。按枝体承受的压力可分为重力式和压力式两种。 固定床吸附装置构造类似快滤池。当活性炭吸附污染物达到饱和时， 把容器中失效的活性炭全部取出，更换新的或再生的话性炭。 膨胀床吸附装置，水流自下而上通过炭层，使活性炭体积大约膨胀10。膨胀床内水流阻力增加缓慢，不需要领繁地进行反冲洗，因而具有校长时间连续运转的优点。但因炭层底郎污染严重，与下向流相比，活性炭的冲洗因难得多。 移动床有吸附剂连续移动和间歇移动两种形式，通常的移

11、动床是指间歇移动吸附装置。水从上向流或下向流通过固定床炭层，运行一定时间后，停止进水，按与水流相反的方向将炭移动排出，排出量一般为总量的2-10，同时，把新的或再生的炭补充到炭层内。 一般应用较多的是固定床吸附装置。下面介绍一些高效的吸油物质材料：3.2吸油纤维：以天然棉纤维为基材，运用接枝聚合工艺在棉纤维结构上引入了亲油单体BMA，使棉纤维具有了亲油疏水的功能。吸油纤维结构上含有的亲油单体对水面浮油的吸附能力具有重要的影响 随着接枝率的增加其吸附能力呈先增加后逐渐减小的趋势在接枝率为147时，吸油能力最强对水面浮油的吸附量达到了6.75g/g， 吸附率达到80。水溶液的值温度和吸附时间对吸油

12、纤维的吸油能力都有影响,其中 的影响最大,且随值的增加吸油纤维的吸油能力逐渐增强,温度的影响作用相对较小,但整体上吸油纤维的吸油能力随温度升高而增强,吸附时间对吸油纤维的吸油能力影响最小吸油纤维具有非常快的吸油速率在1min后便可达到吸附平衡。吸油纤维吸油后,采用石油醚解吸,可以达到很高的解吸率,平均都在90以上,解吸再生后的吸油纤维仍然具有很强的吸油能力 在10次重复吸油,后尚未呈现下降趋势,说明该吸油材料具有很好的循环使用能力。3.3吸油树脂吸油树脂是由亲油性单体聚合而成的, 分子间具有三维交联网状结构,内部有一定的微孔。其吸油过程可以大致分为三个阶段。首先, 被吸油品在吸油树脂的表面状况

13、( 孔隙率、 颗粒大小及表面粗糙度等) 的作用下, 通过毛细作用力将被吸油品吸附到树脂的表面。随后, 附着在树脂表面的油品通过分子扩散作用从树脂的表面进入到树脂的分子网内部,并与分子链上的亲油基相结合发生溶剂化作用, 使得分子网发生溶胀伸展。最后,随着分子网的不断溶胀, 进入的油分子被分子网所包裹, 从而达到了吸油储油的目的。需要指出的是树脂的这种溶胀伸展并不是无限制的, 因为树脂分子链的伸展会降低其分子网的构象熵,从而引起了分子网的弹性回缩, 所以当这两种相反的倾向相互抵消时, 溶胀停止, 即树脂达到了吸油饱和。吸油树脂的吸油性能( 饱和吸油率及吸油速度) 主要取决于上述树脂吸油的三个阶段。

14、第一个阶段主要是树脂利用其表面的毛细作用力将被吸油品吸附到树脂表面。第二个阶段是靠树脂的亲油基与油品分子的相互作用力(范德华力) 将被吸油品吸入到树脂内部。第三个阶段是树脂利用其内部的分子网将油品分子储藏起来。其中前两个阶段决定了树脂吸油的推动力,即树脂的吸油速度。而最后一个阶段则更多的决定了树脂的储油空间, 即饱和吸油率。这里需要指出的是树脂的分子网结构不是推动树脂吸油的内在因素。分子网的存在对树脂的吸油速度只有阻碍作用, 但良好的分子网结构可以降低这种阻碍作用, 从而宏观上表现为良好的分子网结构可以加快吸油速度。以上这三个阶段就如同三个串联在一起的电阻,其中任何一个阶段的不恰当都会降低树脂

15、的吸油性能。所以对于提高树脂吸油性能的根本途径就是增大其吸油推动力和内部网络容积。即改善表面状况, 合理的选择单体和优化分子网结构。3.4膨胀石墨膨胀石墨在处理水面浮油时，表现出优异的吸油能力和保油能力。原因是就表面性质而言，膨胀石墨几乎呈现完全的非极性，与非极性的油类的亲和性相当好。膨胀石墨具有缠绕空间模型。在膨胀石墨吸附油类过程中，其表面吸附的油类仅是吸附油类总量的40%左右，其余被吸附的油类都是在缠绕空间内的填充空间吸附。膨胀石墨吸附水中的乳化油。膨胀石墨处理含有乳化油的废水具有良好效果。这一方面取决于膨胀石墨本身的性质，另一方面也取决于油在水中的乳化特性。油与水是不能混溶的，油水界面是

16、一种高能状态，油水乳状液是热力学不稳定的体系。分散在水中的油滴自动合并从而减小表面自由能的过程具有自发的趋势。在微量的含油废水中，由于有颗粒的体积很小，因此呈现一种亚稳定状态。膨胀石墨投入到含有乳化油和溶解油的水中后，由于搅拌或液流的作用，在液相中充分与油水接触，由于膨胀石墨的亲友疏水性质，油微粒在膨胀石墨表面富集，从而实现油水分离。3.6粉煤灰除油技术经多年试验, 研制开发的以粉煤灰为主要原料(约占97% )辅加高分子化合物类添加剂( 约占3% )而制成的除油剂, 用其处理含油废水, 具有投资少、反应间短、 处理效果好等特点。而粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物, 每 10 000kW 发电机

17、组排灰渣量约1 万t, 其中 85%为粉煤灰。目前我国堆放的粉煤灰达4亿t 以上, 而且还以每年300 多万t的速度在增加。粉煤灰不仅占用大量土地资源, 而且污染环境。以粉煤灰为主要原料制取除油剂, 原料易得且价廉, 可实现以废治废。(1)以粉煤灰为主要原料的除油剂对油具有很强的吸附能力；这是由粉煤灰的特性决定的,粉煤灰粒径小,多孔,比表面积大。该除油剂除油反应速度快,去除率高。(2)粉煤灰除油剂对废水适应范围较广。最佳pH 值范围为4 11；最佳温度为 5 50；最佳投加量为4.1g/ L。(3)粉煤灰除油剂除具有较高除油能力外, 还能去除水中一些重金属离子、悬浮物, 降低 COD等。用它处

18、理含油废水,不需预处理；可利用现有沉淀设施,无需增建；运行成本低, 可使工程投资大大降低,具有推广应用价值。3.7 MgO/EPDM新型吸油材料以三元乙丙橡胶（EPDM）作为基体，以MgO和偶联剂处理过的改性MgO两种粉末分别作为调料，利用熔融共混的方法，制备出一种新型吸油复合材料，这种材料可直接漂浮于含油废水表面使用。吸油机理：EPDM具有一定的稀有特性，这是因为EPDM作为一种合成橡胶，是乙烯、丙烯和第三单体亚乙基降冰片烯工具而成。最终合成的EPDM是主链饱和，侧链具有不饱和键的高分子长链结构。由于主链为饱和烷烃结构，而油品为饱和烃，根据相似相溶原理，所以EPDM对油类分子具有一定的吸附作

19、用。由于EPDM分子链段间没有交联结构，在油品中浸泡一定时间后发生溶解，材料被破坏，无法作吸油材料。选用的交联剂DCP是有机过氧化物，用有机氧化物交联的弹性体，在高温下具有的优异的耐蠕变性，并且有很好的耐热性。在熔融共混过程中，交联剂分解产生自由基RO-与EPDM发生交联作用，使得EPDM高分子长链之间形成交联网状结构。DCP的加入量决定交联网络的密度。对于交联后的EPDM，其交联点间的作用力大，油的小分子很难进入交联后的EPDM，加入MgO粒子破坏掉了一部分分子链间的作用力，在复合物的交联网结构中，形成多个进入孔道，并起到支撑网孔结构的作用。不但方便了油分子的进入，还增加了网络内部的容纳体积

20、。3.8采用脱硫浆液除油剂 油污水处理工艺的关键在于除油剂的性能和质量。这里所用的除油剂是经特别工艺处理,制备加工而成,可以根据不同工艺要求制备不 同性能的除油剂,如处理废水的温度、乳化程度等。主要原理是除油剂与废水接触表面对油性分子的超强亲和力以及对水分子的排斥力,达到破乳、油水分离、除油,从而轶得良好的处理效果。废水的温度、乳化程度都会影响处理效果,所以,在工艺设计中必须根据废水温度、乳化程度 ,选用不同性能的除油剂。除油剂失效后,可采用焚烧方法来处理,不会对环境造成二次污染。除油剂的性能 :吸油率达 1 :2 5 一 1 :5 0,特别适用于高度乳化和温度较高的含油污水,其价格为2 一4

21、 万元/t,但需依不同应用、不同要求而定。长沙宏福环保技术有限公司此公司有专门生产的脱硫浆液除油剂。4. 生化法生化法是利用微生物的代谢作用，使水中呈溶解胶体状态的有机污染物质转化为稳定的无害物质。生化法常用于去除含油质量浓度在3050 mg/L 以下 含有其它可生物降解的有毒有害物质的废水，特别适用于溶解油的去除，常用的生化法有活性污泥法 生物滤池法 生物膜法等。活性污泥法是在曝气池内利用流动状态活性污泥作为净化微生物的载体，通过吸附 浓缩在活性污泥表面上的微生物来分解有机物。生物滤池法是使微生物附着在生物滤池内的滤料上，废水从上而下流经滤料表面的过程中，有机污染物被微生物吸附和分解破坏，生物膜法是利用微生物群落附着在固体填料表面而形成的生物膜来降解处理含油废中的污染物质。 在北方考虑到冬季气温的问题，采用活性污泥法，将浆液通过常规的过滤装置，目的是大量减少SS的浓度，减少后续微生物处理的负担以污泥的量，将通过过滤的含油污水与整个电厂的污水进行混合然后通过活性污泥法对其进行处理。在南方由于气温较高不用设保温设施，可以考虑采用生物转盘的方法。在生化法中的处理思路都是采用先将浆液通过一个过滤装置，将浆液的SS浓度降低，然后采取与电厂污水混合的方式，然后进行统一的处理。