申請(qǐng)日2016.05.16
公開(公告)日2016.09.21
IPC分類號(hào)C02F9/02; C02F103/36
摘要
一種針對(duì)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(gè)凝聚精濾罐A和一個(gè)阻截除油罐B串聯(lián)組成，阻截精濾罐A內(nèi)部分有進(jìn)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(jìn)水管17相連，阻截除油罐B內(nèi)有一個(gè)隔板22，隔板22將阻截除油罐分隔成進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板22上開有多個(gè)圓孔，每個(gè)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(dá)到含油量≤2mg/L，懸浮物≤5mg/L。
權(quán)利要求書
1.一種針對(duì)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(gè)凝聚精濾罐(A)和一個(gè)阻截除油罐(B)串聯(lián)組成，所述的凝聚精濾罐(A)是一個(gè)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(jìn)水管(5)和精濾罐進(jìn)水閥(6)，精濾罐進(jìn)水管(5)與低溫循環(huán)熱媒水進(jìn)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(jìn)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(jìn)水管(9)和反沖進(jìn)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(jìn)水管(17)相連;所述的阻截除油罐(B)是一個(gè)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(jìn)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(gè)隔板(22)，隔板(22)將阻截除油罐分隔成進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板(22)上開有多個(gè)圓孔，每個(gè)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(jì)水滲透速率為0.19～0.25mm/s計(jì)算，HK棒式油水分離膜組件的外形尺寸為Φ76×1016，簡化計(jì)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(shí)行多臺(tái)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(duì)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(jìn)水管(5)進(jìn)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(duì)水中微小油粒起到粗�；饔�;
(2)凝聚精濾罐(A)出水自壓進(jìn)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(shí)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(dòng)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(jí)處理的除油除污的濾出水再回入低溫?zé)嵫h(huán)水系統(tǒng)，如此連續(xù)運(yùn)行即可有效地保持低溫?zé)嵫h(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(duì)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(jià)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(duì)水質(zhì)要求比較高，一般用除鹽水作為水源或補(bǔ)充。目前，石油煉化企業(yè)的低溫?zé)嵫h(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(dǎo)致水中含有相當(dāng)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(duì)裝置里的低溫?zé)嵫h(huán)水進(jìn)行置換，如此造成很大水資源的浪費(fèi)，損失了具有很大價(jià)值的除鹽水的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水，對(duì)污水處理增加了很大的負(fù)荷，同時(shí)置換排水中所含的大量熱能浪費(fèi)。因此，對(duì)煉油企業(yè)低溫?zé)嵫h(huán)水系統(tǒng)采取有效凈化措施，改善其水質(zhì)狀況對(duì)企業(yè)的節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保、安全都有很重要的現(xiàn)實(shí)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(jī)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(duì)機(jī)械分散態(tài)油微粒的分離效果較差，對(duì)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(duì)機(jī)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(duì)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(dòng)的適應(yīng)性差，目前一般只用于油水分離的預(yù)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(duì)其影響較大，過濾性的除油設(shè)備必須進(jìn)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(huì)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(duì)處理料組分中分散質(zhì)某個(gè)微粒尺度高精度篩分的機(jī)理，采用錯(cuò)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(shí)，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(xué)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(jí)氧化法化學(xué)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(duì)含油污水的前處理有一定要求，進(jìn)水含油量必須控制在10mg/L以下，否則會(huì)嚴(yán)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(jì)性等方面對(duì)這些除油技術(shù)綜合評(píng)價(jià)，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(jì)性均能適應(yīng)低溫位熱循環(huán)水實(shí)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(xué)穩(wěn)定性好、無二次污染和再生性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(xué)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(yùn)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(duì)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(duì)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(shí)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(dòng)實(shí)現(xiàn)油水分離等優(yōu)點(diǎn)。
閉式低溫位循環(huán)水系統(tǒng)交錯(cuò)分布于石油煉、化企業(yè)與石化生產(chǎn)裝置區(qū)域，對(duì)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(jì)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(jì)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(shí)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(dá)到低溫?zé)嵫h(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(duì)低溫位循環(huán)水系統(tǒng)熱媒水旁濾除油、除機(jī)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(duì)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(gè)凝聚精濾罐A和一個(gè)阻截除油罐B串聯(lián)組成，所述的凝聚精濾罐A是一個(gè)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(jìn)水管5和精濾罐進(jìn)水閥6，精濾罐進(jìn)水管5與低溫循環(huán)熱媒水進(jìn)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(jìn)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(jìn)水管9和反沖進(jìn)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(jìn)水管17相連;所述的阻截除油罐B是一個(gè)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(jìn)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(gè)隔板22，隔板22將阻截除油罐分隔成進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)兩部分，隔板22上開有多個(gè)圓孔，每個(gè)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(zé)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(jì)水滲透速率為0.19～0.25mm/s計(jì)算，HK棒式油水分離膜組件的外形尺寸為Φ76×1016，簡化計(jì)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(shí)行多臺(tái)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(duì)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(jìn)水管5進(jìn)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(duì)水中微小油粒起到粗�；饔�;
(2)凝聚精濾罐A出水自壓進(jìn)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(shí)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(dòng)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(jí)處理的除油除污的濾出水再回入低溫?zé)嵫h(huán)水系統(tǒng)，如此連續(xù)運(yùn)行即可有效地保持低溫?zé)嵫h(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(duì)閉式循環(huán)水系統(tǒng)熱媒水進(jìn)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(xì)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(dá)到：進(jìn)水水質(zhì)符合：含油量≤200mg/L，事故時(shí)≤1000mg/L(不超過6h);懸浮物平均≤10mg/L，最大值≤50mg/L;PH：6～9等指標(biāo)的條件下，出水水質(zhì)可以達(dá)到含油量≤2mg/L，事故時(shí)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?zé)嵫h(huán)水系統(tǒng)的熱媒水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
