专利名称：高新乳化油污水气浮处理装置技术
技术领域：
本高新技术涉及一种乳化油污水处理的多级环流器气浮装置。
背景技术：
超稠油废水含油泥高，且矿物油比重与水接近，其原油颗粒长期悬浮在水中，废水中含有大量人工合成类有机高分子化合物和天然大分子量浙青、胶质物质，在重力作用下分散相与连续相不易分层，该废水PH值为7. 79，呈弱碱性，废水呈褐色、粘稠，呈乳状液稳定存在，难以降解。超稠油加工过程会产生大量含有重质乳化油的废水，包括原油罐底脱水、脱盐脱钙污水、焦化大吹汽冷凝水等，这种水与普通炼油废水、油田废水相比，其突出特点是①乳化油含量高一般情况下，超稠油加工废水中一半以上的油以乳化油形式存在，除去浮油和分散油后，80%以上的COD是由于乳化油和胶态悬浮物产生的；②乳化程度严重，乳滴稳定超稠油乳化油的乳滴直径通常只有几百纳米到几微米，由于废水中存在着采油过程中引入的大量界面活性物质以及大量的胶质、浙青质的悬浮物，使得乳滴非常稳定；③乳化油粘度大超稠油100°C的运动粘度可达到100mm2/S以上，高粘度使乳滴界面异常稳定，流动性变差，造成乳滴不易聚并和吸附；④乳化油密度大超稠油的密度与水接近，因此通过沉降方法分离油水效率非常低，即使絮凝后的乳化油与水分离效果仍然较差。由于超稠油乳化油含量高，且难以被生物降解，因此在进入生化处理前，必须先采用物理和化学的方法进行预处理，而预处理的核心环节就是脱除浮化油。目前，脱除浮化油方法包括吸附、萃取、絮凝沉降、气浮、膜分离等，其中絮凝沉降和气浮方法比较常见，由于超稠油密度高、粘度大，絮凝后的乳化油相分离不好，沉降分离时间长、效率低，因而采用上述单一方法进行重油乳化油脱除效果很不理想；若经絮凝沉降分离后，进一步采用气浮分离未沉降分离的乳化油，又存在过程复杂、能耗高缺陷。如陈春茂等在2007年第4期《炼油技术与工程》“辽河石化超稠油污水预处理工艺与工程实践”中报道的采用水质水量调节-破乳除油-旋流油水分离-浮选净化工艺对超稠油污水预处理的方法。由于乳化程度高，乳滴非常小且异常稳定，而稳定的油滴在气泡界面的吸附量非常小，因此需要大量的气泡界面吸附乳滴，需要多级气浮以达到需要的分离效果，从而导致气浮分离能耗高且分离效率低，例如CN101327966公开的一种稠油污水射流溶气气浮工艺，包括一次气浮、射流溶气、二次气浮等在内的多级分离技术。近年来，一些新的高效气浮分离设备和技术被报道，如US2008/0006588公开的气旋浮选分离技术，CN 1M6196公开的加压溶气气浮水力旋流油水分离的方法和装置，其采用气浮脱油和旋流分离结合方式对含油废水料液进行脱油，上述文献均没有报道对超稠油乳化油废水的分离效果。US 5897772公开了一种多级环流泡沫分离塔等。多级环流泡沫分离塔是一种在环流反应器基础上开发的气浮分离设备。由于气浮分离的效率很大程度上取决于气泡与连续相充分、快速的接触，与一般的气浮设备相比，环流反应器内气泡快速湍动，气液接触充分，
3可使被分离的物质较快的富集在泡沫表面上，因而能显著提高泡沫分离的效率，该技术对于大小在10 μ m以上的乳化油有较高的分离效率，但对粒径更小、界面流动性差的重质油乳滴，分离效率仍然较低。CN1435275A在传统鼓泡式反应器基础上公开了一种多级环流反应器，塔内置有导流筒，导流筒底部设有气体分布器，该反应器可广泛用于氧化反应、发酵过程、烃加工反应以及活性污泥污水处理过程等各类气-液或气-液-固化学反应过程当中。现有的多级环流反应器用于含油废水气浮试验有以下缺陷通过鼓泡把油水分离，泡沫中含有一定量的水，这样在处理废水的同时大约产生了原有废水10%左右的更难处理的废水；同时它对表面活性剂的要求更高，既要产生大量泡沫，又要是油水分离。
实用新型内容本高新技术的目的在于提供一种重质乳化油污水气浮处理装置，其采用破乳-环流气浮-刮油方式处理超稠油废水中的乳化油。该装置对重质乳化油的一次分离率可达 90%以上，处理后的废水收率由90%左右提高到98%以上，不产生二次污水。本高新技术所述的乳化油污水气浮处理装置为一种环流泡沫分离塔，由下部鼓泡段1和上部泡沫段2组成；下部鼓泡段1为气升式内环流反应器，其包含导流筒底部下部鼓泡段1的气体分布器4，中部为单级或多级导流筒5，底部为排液口 3 ；上部的泡沫段2为溢流槽式气液分离器，其包含溢流堰13、刮油器11和油渣排出口 6，刮油器11紧贴着溢流堰 13顶部上沿。在鼓泡段底部连接空压泵7鼓入空气，由气体分布器4进入到导流筒内，在鼓泡段中部由计量泵12和8连接废水储罐10和破乳剂溶液储罐9，并分别输入废水和破乳剂溶液，通过鼓入一定量的空气使含破乳剂的废水中的乳化油通过导流筒的环流气浮方式不断凝聚、上浮至上部泡沫段1。当泡沫段出现油层，为防止返混，通过刮油器U将泡沫段富集的浮油及时刮走，由油渣排出口 6排出，实现乳化油从废水中的分离。本发明的优点和有益效果是分离效率高重质乳化油的一次分离率可达90%以上；工艺过程简单废水一次通过环流泡沫分离塔，即可实现乳化油和固体悬浮物的脱除，脱油后的污水可直接进行生化处理，使重质原油加工废水的处理工艺和过程简化；废水处理后收率高本发明对表面活性剂要求不高，由于没有过多的泡沫产生，产生的浮油由刮油机移走，废水处理后的收率由90%左右提高到98%以上。没有产生二次污水。
图1为环流泡沫分离塔的结构图。其中1-鼓泡段 2-泡沫段，3-排液口，4-气体分布器，5-环流反应器的导流筒，6_油渣排出口，11-刮油器，13″溢流堰图2为破乳-环流泡沫分离废水中重质乳化油的连续操作工艺流程图。其中 7-空压泵8-计量泵，9-破乳剂溶液储罐，10-废水储罐，11-刮油器，12-计量泵，13-溢流堰具体实施方式
下面结合实施例及附图对本高新技术作进一步描述如图1所示，乳化油污水气浮处理装置为一种环流泡沫分离塔，由下部鼓泡段1和上部泡沫段2组成。下部鼓泡段1为气升式内环流反应器，其包含导流筒底部的气体分布器4，中部为多级导流筒5，底部为排液口 3。上部的泡沫段2为溢流槽式气液分离器，其包含溢流槽堰13、刮油器11和油渣排出口 6，刮油器11紧贴着溢流堰顶部上沿。乳化油污水气浮处理装置的鼓泡段相当于一种多级环流反应器，因此本发明的分离塔下部鼓泡段成为一种气升式内环流反应器，上部泡沫段为溢流槽式的气液分离器。鼓泡段内的导流筒5为多级导流筒或单级导流筒，单级导流筒为常规设计，多级导流筒按照专利CN1435275设计。乳化油污水气浮处理装置总高与鼓泡段下部鼓泡段1内径之比为 3 12，导流筒直径与鼓泡段内径之比为0. 3 0. 9。乳化油污水气浮处理装置的鼓泡段和泡沫段的直径比为1 1.4 1 1.8，高度比为1 0.4 1 0.8;泡沫段和鼓泡段直径的比为1 1 1.4 1，溢流槽堰和泡沫段的高度比为0.1 1 0.3 1。所述的刮油器采用匹配的市售刮油机，刮油器11紧贴着溢流堰13顶部上沿，为板式或带式。板式刮油机，刮板长度与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为1 1;带式刮油机， 带宽与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为0.7 1。
权利要求1.一种乳化油污水气浮处理装置，其特征在于乳化油污水气浮处理装置为一种环流泡沫分离塔，由下部鼓泡段(1)和上部泡沫段( 组成；下部鼓泡段(1)为气升式内环流反应器，其包含导流筒底部的气体分布器G)，中部为多级导流筒(5)，底部为排液口(3)； 上部的泡沫段O)为溢流槽式气液分离器，其包含溢流堰(13)、刮油器(11)和油渣排出口 (6)，刮油器(11)安装在溢流堰顶部上沿。
2.根据权利要求1所述的乳化油污水气浮处理装置，其特征在于所述环流泡沫分离塔鼓泡段和泡沫段的直径比为1 1.4 1 1.8，高度比为1 0.4 1 0.8;泡沫段溢流槽堰和鼓泡段直径比为1 1 1.4 1，溢流槽堰和泡沫段的高度比为0.1 1 0. 3 1。
3.根据权利要求1所述的乳化油污水气浮处理装置，其特征在于所述的鼓泡段中的导流筒为单级或多级导流筒；所述的刮油器为板式或带式刮油机。
4.根据权利要求3所述的乳化油污水气浮处理装置，其特征在于板式刮油机的刮板长度与环流泡沫分离塔溢流堰直径比为11；带式刮油机的带宽与环流泡沫分离塔鼓泡段直径比为0.7 1。
专利摘要本高新技术涉及一种乳化油污水气浮处理装置，其为一种环流泡沫分离塔，由下部鼓泡段(1)和上部泡沫段(2)组成；下部鼓泡段(1)为气升式内环流反应器，其包含导流筒底部的气体分布器(4)，中部为多级导流筒(5)，底部为排液口(3)；上部的泡沫段(2)为溢流槽式气液分离器，其包含溢流堰(13)、刮油器(11)和油渣排出口(6)，刮油器(11)安装在溢流堰顶部上沿；本处理装置重质乳化油的一次分离率可达90％以上；废水一次通过环流泡沫分离塔，即可实现乳化油和固体悬浮物的脱除，脱油后的污水可直接进行生化处理，废水处理后的收率提高到98％以上。不产生二次污水。
文档编号C02F1/24GK202152289SQ20112024092
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者于娟, 周华, 方新湘, 朱海霞, 熊良铨, 聂春梅, 陈永立 申请人:中国石油天然气股份有限公司
