1 前 言
对油田或炼油厂来说污水处理首先是除油随着生产发展和环境保护日益严格的要求迫切需要开发高效含油污水处理设备不论污水处理回用或者外排对污水除油设备的要求是油水分离效率高停留时间短设备紧凑投资及操作费用低并且尽可能密封为满足当前石油工业环境保护的需要作者研制并开发了一种新型高效油水分离器系列在实验室和现场实验研究的基础上建立了数学模型和计算方法并在多处油田和炼油厂得到了应用取得良好的经济效益和环境效益
2 原理和结构
重力法脱除水中的油滴其基本原理是利用水与油的密度差使含油污水中的油滴在设备中上浮而除去 按照Stokes 定律油滴的脱除效率只与油滴粒径油与水物性处理量和浮升面积有关而与浮升高度无关这就是所谓的浅池原理根据浅池原理即可以采用低浮升高度的多层板结构[1]以增大浮升面积提高油滴脱除效率而且由于多层板组当量直径的减小可使液流在较大流量下保持层流状态也有利于油滴的有效分离但是在一定的设备高度内增加多层板层数缩短板距必然带来要固定多层板而需的结构上的复杂与困难所以一般多层板除油装置板距均较大且不能十分保证水流分布均匀其处理效率的提高及设备的紧凑化就受到限制另一种强化途径是使含油污水中的细小油滴通过聚结床合并为大油滴则能使脱油效率得到较大的提高这就是油滴的聚结[2]但采用聚结技术也有限制即流速要在一定范围内且不但需要另外的浮升分离空间还需定期反洗增加了投资和操作费用本高效油水分离器系列正是将浅池原理和聚结技术结合起来用特殊的内部分离构件和配置保证了在一定设备容积内可提供最大的油滴浮升面积以及尽可能多的油滴聚结机会并使得水中油滴在浮升中聚结在聚结中浮升且内部液流分布均匀防止了液流的短路与沟流故在较短的停留时间内可获得较高的脱油效率高效油水分离器系列为一水平放置的卧式容器主要由进水部分出水部分集油室和由斜通道波纹板构成的主体板组等构成其结构特点为可以采用尽可能小的板距而无需固定支撑构30 2000年3月 油气田环境保护 污水治理 件从而在一定高度设备内有更多的油滴浮升分离层保证了在较短的停留时间内可脱除较小的油滴得到较高的脱油效率多层板组的当量直径较小可在较大流速下保持层流状态避免了高处理量下湍流对油滴浮升所带来的不利影响由于斜通道波纹板一正一反迭放的特殊配置方式整个板组内形成相互连接的之字形通道水流在三维方向上不断改变方向这就为油滴之间的碰撞聚结和油滴与构件之间的黏附聚结提供了更多的机会在整个板组中油滴在浮升中聚结在聚结中浮升更进一步促进了脱油效率的提高由于板组之字形通道也使板组内液流分布比较均匀避免由于液流不均对脱油带来的不利影响
应用效果
在实验研究和数学模型与设计方法开发的基础上完成了设备系列化定型产品包括两种类型即分别为常压和0.6 MPa压力每个类型有4种规格按处理量分别为153050和100 m3/h从1993年以来该设备已在多个企业应用表1列出了部分企业应用情况由表中可见尽管污水性质各异但脱油效率均保持在90以上从工业使用效果和生产操作人员的反映看该油水分离器系列的特点是脱油效率高脱油效率在90以上而现有重力沉降罐或斜板隔油池脱油效率多在5070范围内设备紧凑一般重力沉降罐停留时间在6 h以上斜板隔油池停留时间多在2 h以上而该油水分离器系列停留时间在0.5 h以内因而设备紧凑占地面积可比重力沉降罐节约70费用低设备投资可较重力沉降罐同处理量时低2030且压降不超过0.01 MPa,不需加入化学药剂因而费用低操作方便能自动排油安装方便无二次污染适用性