申請日2016.05.16
公開(公告)日2016.09.21
IPC分類號C02F9/02; C02F103/36
摘要
一種針對閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化組合裝置和工藝，如圖所示，它由一個凝聚精濾罐A和一個阻截除油罐B串聯(lián)組成，阻截精濾罐A內(nèi)部分有進水區(qū)13、填料區(qū)14和出水區(qū)，填料區(qū)內(nèi)填裝有多孔陶瓷砂濾料，精濾罐出水管7與阻截除油罐B的進水管17相連，阻截除油罐B內(nèi)有一個隔板22，隔板22將阻截除油罐分隔成進水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板22上開有多個圓孔，每個圓孔與一支HK棒式油水分離器23相匹配，HK棒式油水分離器23安裝固定在隔板22上，阻截除油罐B的上封頭中央有集油器24，集油器24頂部有排油管25。閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)的含油污水經(jīng)旁濾除油凈化組合裝置處理后出水水質(zhì)可以達到含油量≤2mg/L，懸浮物≤5mg/L。
權(quán)利要求書
1.一種針對閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化組合裝置，其特征是：它由一個凝聚精濾罐(A)和一個阻截除油罐(B)串聯(lián)組成，所述的凝聚精濾罐(A)是一個圓柱形罐，上、下有圓弧形封頭，上封頭中央連有精濾罐頂排管(1)和精濾罐頂排閥(2)，下封頭中央連有精濾罐放凈管(3)和精濾罐放凈閥(4)，凝聚精濾罐(A)罐體上部有精濾罐進水管(5)和精濾罐進水閥(6)，精濾罐進水管(5)與低溫循環(huán)熱媒水進水管相連，凝聚精濾罐(A)罐體下部有精濾罐出水管(7)和精濾罐出水閥(8)，凝聚精濾罐(A)內(nèi)部由上至下分有精濾罐進水區(qū)(13)、填料區(qū)(14)和精濾罐出水區(qū)，填料區(qū)內(nèi)填裝有多孔陶瓷砂濾料或焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料，凝聚精濾罐(A)的下部有反沖進水管(9)和反沖進水閥(10)，凝聚精濾罐(A)的上部有反沖排水管(11)和反沖排水閥(12)，;所述的精濾罐出水管(7)通過精濾罐出水閥(8)與阻截除油罐(B)的除油罐進水管(17)相連;所述的阻截除油罐(B)是一個圓柱形罐，上、下有圓弧形封頭，下封頭中央有除油罐放凈管(18)和除油罐放凈閥(19)，阻截除油罐(B)罐體上部有除油罐進水管(17)，阻截除油罐(B)罐體下部有除油罐出水管(20)和除油罐出水閥(21)，阻截除油罐(B)內(nèi)有一個隔板(22)，隔板(22)將阻截除油罐分隔成進水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板(22)上開有多個圓孔，每個圓孔與一支HK棒式油水分離膜組件(23)相匹配，HK棒式油水分離膜組件(23)安裝固定在隔板(22)上，阻截除油罐(B)的上封頭中央有集油器(24)，集油器(24)頂部有排油管(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，其特征是：所述的精濾罐填料區(qū)內(nèi)填裝的多孔陶瓷砂濾料的粒徑為0.5-1mm，多孔陶瓷砂濾料高度700-800mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，其特征是：所述的精濾罐填料區(qū)內(nèi)填裝的焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料，上層的焦炭顆粒濾料粒徑為1.0-2.0mm，焦炭顆粒濾料高度為300-400mm，下層的多孔陶瓷砂濾料粒徑為0.5-1mm，高度為300-400mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，其特征是：所述的阻截除油罐配置HK棒式油水分離膜組件(23)數(shù)量是按該種組件外表面設(shè)計水滲透速率為0.19～0.25mm/s計算，HK棒式油水分離膜組件的外形尺寸為Φ76×1016，簡化計算的配置方式為每m3處理水量配5-6支HK棒式油水分離膜組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，其特征是：所述的凝聚精濾罐(A)和阻截除油罐(B)根據(jù)處理量實行多臺同型設(shè)備并聯(lián)設(shè)置。
6.一種采用權(quán)利要求1所述含油污水旁濾除油凈化組合裝置的針對閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化工藝，其特征是它包括以下步驟：
(1)按一定比例從循環(huán)熱媒水系統(tǒng)的低溫段總管上引出待旁濾處理的熱媒水，經(jīng)管道、增壓泵增壓或直接利用熱媒水總管管道內(nèi)水壓輸往熱媒水旁濾除油凈化組合裝置，經(jīng)精濾罐進水管(5)進入凝聚精濾罐(A)，凝聚精濾罐(A)內(nèi)裝有的多孔陶瓷砂濾料或焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料濾除水中的懸浮雜質(zhì)和懸浮油，對水中微小油粒起到粗�；饔�;
(2)凝聚精濾罐(A)出水自壓進入阻截除油罐(B)，阻截除油罐(B)內(nèi)裝有的HK棒式油水分離膜組件(23)能夠高效濾阻分離出來水中的懸浮油和乳化油，同時被濾阻的油品與親水性濾材的黏附性較差，易于從阻油濾芯表面自動脫離或沖洗剝離，油層上浮至集油器(24)，水則從外向內(nèi)滲透過HK棒式油水分離膜組件(23)的高親水材料阻油濾層到HK棒式油水分離膜組件(23)內(nèi)管內(nèi)流出，匯集于阻截除油罐(B)的出水區(qū)，通過出水管系統(tǒng)輸出，經(jīng)過本系統(tǒng)兩級處理的除油除污的濾出水再回入低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)，如此連續(xù)運行即可有效地保持低溫熱循環(huán)水水質(zhì)處于良好的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含油污水旁濾除油凈化工藝，其特征是：步驟(1)中，所述的采用單層濾料的凝聚精濾罐多孔陶瓷砂濾料700-800mm厚，工作濾速范圍為12-30m/h(空罐濾速)，根據(jù)熱媒水的水質(zhì)污染情況不同濾器反沖洗周期范圍為2-10天，反沖洗流速為50±5m/h;所述的采用焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料的凝聚精濾罐上層濾料焦炭顆粒濾料厚300-400mm、下層濾料多孔陶瓷砂濾料厚300-400mm，工作濾速范圍為12-35m/h，根據(jù)熱媒水的水質(zhì)污染情況不同濾器反沖洗周期范圍為2-15天，反沖洗流速為40-50m/h。
說明書
一種針對閉式循環(huán)水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化組合裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理，特別涉及含油污水的處理。
背景技術(shù)
一般在石化工業(yè)的常減壓、催化裂化、加氫裂化、芳烴抽提等裝置中有一部分低溫位余熱(低于200℃)很有利用價值，通過水這種媒介將這些熱能置換出來可以傳遞給氣體分餾裝置、原油罐區(qū)等裝置做熱源，也可作為伴熱或做冬季供暖之用。這部分循環(huán)水一般取熱后升至120-140度，傳遞熱能后降至60-80度，再回流取熱升溫，如此往返，密閉循環(huán)。由于含一定的溫度，所以被稱為低溫位熱循環(huán)水(也叫熱媒水)。由于需要長期密閉循環(huán)，對水質(zhì)要求比較高，一般用除鹽水作為水源或補充。目前，石油煉化企業(yè)的低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)常因換熱器等熱交換設(shè)備、管道發(fā)生泄漏而導致水中含有相當數(shù)量的油類物質(zhì)，從而引起管路結(jié)油泥垢、管路油泥堵塞、換熱效率降低、能耗增加、換熱器使用壽命縮短等問題。為改善水質(zhì)，一般廠家每天添加除鹽水對裝置里的低溫熱循環(huán)水進行置換，如此造成很大水資源的浪費，損失了具有很大價值的除鹽水的同時還會產(chǎn)生大量的含油污水，對污水處理增加了很大的負荷，同時置換排水中所含的大量熱能浪費。因此，對煉油企業(yè)低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)采取有效凈化措施，改善其水質(zhì)狀況對企業(yè)的節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保、安全都有很重要的現(xiàn)實意義。
目前工業(yè)與環(huán)保領(lǐng)域主要采用的油水分離或除油技術(shù)大致有以下幾類：
重力(機械)油水分離就利用油、水互不相溶及比重差來使油水分離，最常見的重力分離法包括穩(wěn)定流沉降罐、斜板沉降罐、旋流油水分離等，該法可去除游離態(tài)油粒(一般粒徑大于60μm)(2)，對機械分散態(tài)油微粒的分離效果較差，對水中的乳化油及“溶解油”幾乎無效，與“聚結(jié)技術(shù)”相結(jié)合的重力油水分離可提高對機械分散態(tài)油粒的分離效果。該種油水分離方法工作過程簡單，但效率較低、處理效果較粗、油水分離精度低、對工況條件(來水含油量、處理水量、油水比重差、油品在水中的分散狀態(tài)等)波動的適應(yīng)性差，目前一般只用于油水分離的預處理與粗分離。
過濾吸附法就是利用天然或人工材料將水中的油份截留在介質(zhì)表面或填料層中，主要使用形式有砂濾、核桃殼過濾、活性炭或硅藻土吸附過濾、纖維球(束、濾芯)吸附過濾等。這類除油技術(shù)提高了除油精度，但來水的含油量、油品種類、油在水中的分散狀況等對其影響較大，過濾性的除油設(shè)備必須進行較頻繁的反沖洗而二次產(chǎn)生大量含油廢水，吸附除油設(shè)備在吸附填料失效后還會形成較多的固廢，無法量化控制除油精度，也還解決不了穩(wěn)定保持除油精度的問題，水中的油品還是無法分離回收。
近年來出現(xiàn)了一些應(yīng)用精濾或超濾膜來凈化含油污水的除油工藝，其本質(zhì)上就是利用膜材料微小滲透孔道對處理料組分中分散質(zhì)某個微粒尺度高精度篩分的機理，采用錯流過濾工藝，將水中油份濃縮排出，從而獲得一部分較低含油量的凈化水，該種除油工藝大幅提高了過濾除油的精度，可以有效濾出水中乳化油。與此同時，膜凈化除油工藝也存在著能耗較高、反沖洗頻率高、濃縮油污水還要繼續(xù)處理以及膜反沖洗和酸、堿清洗廢水處理等問題。
化學法主要是藥劑破乳和藥劑凝聚、絮凝等，一般要與其它除油方法結(jié)合使用，常用作提高除油效果的重要輔助措施，也有用高級氧化法化學分解水中微量油份的，但因成本較高、精確控制較難而采用不多。生化降解在工業(yè)廢水處理中較多采用，但對含油污水的前處理有一定要求，進水含油量必須控制在10mg/L以下，否則會嚴重影響生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定。
上述各種含油污水處理方法各有其適用范圍，除油效能、除油精度、油回收及資源化、除油經(jīng)濟性等方面對這些除油技術(shù)綜合評價，用于低溫位循環(huán)水系統(tǒng)做熱媒水旁濾除油凈化均有局限，必須選擇一種技術(shù)、經(jīng)濟性均能適應(yīng)低溫位熱循環(huán)水實際情況的除油系統(tǒng)用于熱媒水除油凈化。
以輕質(zhì)多孔陶瓷砂或煅燒焦炭與多孔陶瓷砂雙層組合的濾料，具有孔隙率高、化學穩(wěn)定性好、無二次污染和再生性強等特點，材料的表面吸附能較高、堆比重小、粒度均勻、材料硬度較好、化學性質(zhì)穩(wěn)定，由這種濾料構(gòu)成的濾體具有表面接觸吸附效能優(yōu)異、濾層納污量大、過濾水頭損失小、濾速高、運行周期長、周期制水量大、濾料易沖洗、反沖洗耗水量少等特性，對熱媒水中的懸浮及膠體雜質(zhì)(包括懸浮態(tài)與膠態(tài)氧化鐵等)的吸附濾除效能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的(石英砂、纖維等)過濾材料，而且抗油污染能力優(yōu)秀。
阻截膜油水分離技術(shù)是新一代除油技術(shù)，通過阻截油水分離膜對水中油的選擇性阻截分離且阻截膜材料拒絕油黏附的特性，可以高效率地實現(xiàn)高精度油水分離并回收利用油類物質(zhì)。與沉降和過濾常規(guī)方法相比，阻截膜油水分離法具有除油精度高、操作簡單、占地面積小、自動實現(xiàn)油水分離等優(yōu)點。
閉式低溫位循環(huán)水系統(tǒng)交錯分布于石油煉、化企業(yè)與石化生產(chǎn)裝置區(qū)域，對其熱媒水旁濾處理的設(shè)備就必須符合：占地面積小、處理效率高、收水率高、無二次污染、經(jīng)濟性佳等要求。傳統(tǒng)的過濾除油技術(shù)(過濾、吸附、離心等)在技術(shù)性能或經(jīng)濟性上難以充分滿足低溫位循環(huán)水系統(tǒng)做熱媒水旁濾除油凈化要求，而經(jīng)過實踐證明采用陶瓷砂或焦炭/陶瓷砂雙介質(zhì)凝聚過濾和阻截膜分離的工藝組合方式可以很好地達到低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)熱媒水水質(zhì)保持、減少排放的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種針對低溫位循環(huán)水系統(tǒng)熱媒水旁濾除油、除機械雜質(zhì)的處理工藝，通過將多孔過濾介質(zhì)凝聚過濾設(shè)備和阻截油水分離設(shè)備串聯(lián)組合，可以有效解決油污染熱媒水高精度除油凈化的目的。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
一種針對閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化組合裝置，如圖1所示，它由一個凝聚精濾罐A和一個阻截除油罐B串聯(lián)組成，所述的凝聚精濾罐A是一個圓柱形罐，上、下有圓弧形封頭，上封頭中央連有精濾罐頂排管1和精濾罐頂排閥2，下封頭中央連有精濾罐放凈管3和精濾罐放凈閥4，凝聚精濾罐A罐體上部有精濾罐進水管5和精濾罐進水閥6，精濾罐進水管5與低溫循環(huán)熱媒水進水管相連，凝聚精濾罐A罐體下部有精濾罐出水管7和精濾罐出水閥8，凝聚精濾罐A內(nèi)部由上至下分有精濾罐進水區(qū)13、填料區(qū)14和精濾罐出水區(qū)，填料區(qū)內(nèi)填裝有多孔陶瓷砂濾料或焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料，凝聚精濾罐A的下部有反沖進水管9和反沖進水閥10，凝聚精濾罐A的上部有反沖排水管11和反沖排水閥12，;所述的精濾罐出水管7通過精濾罐出水閥8與阻截除油罐B的除油罐進水管17相連;所述的阻截除油罐B是一個圓柱形罐，上、下有圓弧形封頭，下封頭中央有除油罐放凈管18和除油罐放凈閥19，阻截除油罐B罐體上部有除油罐進水管17，阻截除油罐B罐體下部有除油罐出水管20和除油罐出水閥21，阻截除油罐B內(nèi)有一個隔板22，隔板22將阻截除油罐分隔成進水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板22上開有多個圓孔，每個圓孔與一支HK棒式油水分離膜組件23(南京碧盾環(huán)保裝備有限責任公司提供)相匹配，HK棒式油水分離膜組件23安裝固定在隔板22上，阻截除油罐B的上封頭中央有集油器24，集油器24頂部有排油管25。
上述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，所述的精濾罐填料區(qū)內(nèi)填裝的多孔陶瓷砂濾料的粒徑為0.5-1mm，多孔陶瓷砂濾料高度700-800mm。
上述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，所述的精濾罐填料區(qū)內(nèi)填裝的焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料，上層的焦炭顆粒濾料粒徑為1.0-2.0mm，焦炭顆粒濾料高度為300-400mm，下層的多孔陶瓷砂濾料粒徑為0.5-1mm，高度為300-400mm。
上述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，所述的阻截除油罐配置HK棒式油水分離膜組件23數(shù)量是按該種組件外表面設(shè)計水滲透速率為0.19～0.25mm/s計算，HK棒式油水分離膜組件的外形尺寸為Φ76×1016，簡化計算的配置方式為每m3處理水量配5-6支HK棒式油水分離膜組件。
上述的含油污水旁濾除油凈化組合裝置，所述的凝聚精濾罐A和阻截除油罐B可以根據(jù)處理量實行多臺同型設(shè)備并聯(lián)設(shè)置。
一種采用上述含油污水旁濾除油凈化組合裝置的針對閉式循環(huán)熱媒水系統(tǒng)含油污水旁濾除油凈化工藝，它包括以下步驟：
(1)按一定比例從循環(huán)熱媒水系統(tǒng)的低溫段總管上引出待旁濾處理的熱媒水，經(jīng)管道、增壓泵增壓或直接利用熱媒水總管管道內(nèi)水壓輸往熱媒水旁濾除油凈化組合裝置，經(jīng)精濾罐進水管5進入凝聚精濾罐A，凝聚精濾罐A內(nèi)裝有的多孔陶瓷砂濾料或焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料濾除水中的懸浮雜質(zhì)和懸浮油，對水中微小油粒起到粗�；饔�;
(2)凝聚精濾罐A出水自壓進入阻截除油罐B，阻截除油罐B內(nèi)裝有的HK棒式油水分離膜組件能夠高效濾阻分離出來水中的懸浮油和乳化油，同時被濾阻的油品與親水性濾材的黏附性較差，易于從阻油濾芯表面自動脫離或沖洗剝離，油層上浮至集油器24，水則從外向內(nèi)滲透過HK棒式油水分離膜組件的高親水材料阻油濾層到HK棒式油水分離膜組件內(nèi)管內(nèi)流出，匯集于阻截除油罐B的出水區(qū)，通過出水管系統(tǒng)輸出，經(jīng)過本系統(tǒng)兩級處理的除油除污的濾出水再回入低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)，如此連續(xù)運行即可有效地保持低溫熱循環(huán)水水質(zhì)處于良好的狀態(tài)。
上述的含油污水旁濾除油凈化工藝，步驟(1)中，所述的采用單層濾料的凝聚精濾罐多孔陶瓷砂濾料700-800mm厚，工作濾速范圍為12-30m/h(空罐濾速)，根據(jù)熱媒水的水質(zhì)污染情況不同濾器反沖洗周期范圍為2-10天，反沖洗流速為50±5m/h;所述的采用焦炭/多孔陶瓷砂雙層濾料的凝聚精濾罐焦炭顆粒濾料厚300-400mm(上層濾料)、多孔陶瓷砂濾料厚300-400mm(下層濾料)，工作濾速范圍為12-35m/h(空罐濾速)，根據(jù)熱媒水的水質(zhì)污染情況不同濾器反沖洗周期范圍為2-15天，反沖洗流速為40-50m/h。
本發(fā)明采用凝聚過濾與高親水阻截除油組合構(gòu)成的系統(tǒng)裝置對閉式循環(huán)水系統(tǒng)熱媒水進行部分旁濾處理方法，先將引出閉式循環(huán)水系統(tǒng)的熱媒水通過凝聚過濾，使大部分懸浮物和大尺寸油滴被攔截，后用超親水性的阻截除油單元將微細懸浮物、小粒徑油滴及乳化油阻截分離。該系統(tǒng)裝置的技術(shù)性能可以達到：進水水質(zhì)符合：含油量≤200mg/L，事故時≤1000mg/L(不超過6h);懸浮物平均≤10mg/L，最大值≤50mg/L;PH：6～9等指標的條件下，出水水質(zhì)可以達到含油量≤2mg/L，事故時含油量≤5mg/L;懸浮物≤5mg/L。可完全滿足國內(nèi)石化企業(yè)的低溫熱循環(huán)水系統(tǒng)的熱媒水水質(zhì)標準。
