石化公司含油污水预处理涡凹气浮系统的应用

郝雁军，王 京，刘 涛，刘 军，贾明昊

（1.深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司，广东 深圳 518057； 2.中国环境保护部 环境保护对外合作中心，北京 100035； 3.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 471012；4.中国环境管理干部学院，河北 秦皇岛 066004； 5.山东泉林纸业有限责任公司，山东 聊城 252800）

某石油化工公司目前拥有800万t/a常减压、150万t/a原油闪蒸、两套140万t/a重油催化裂化等大型石化装置，配套含油污水处理工艺在传统隔油池后采用涡凹气浮系统作为生化处理的预处理工艺，具有良好的运行效果。

1 涡凹气浮系统基本原理

涡凹气浮系统是用于去除污水（尤其石化含油污水）中的油脂、胶状物及悬浮物的废水处理技术[1，2]。废水先与PAC和PAM混凝反应后自流至曝气区，此处配置的中空叶轮曝气机高速旋转在水中形成真空区，使空气抽至水下并在剪切力下粉碎成微气泡，污水中的固体污染物与微气泡结合在一起，由于气水结合物与水密度的不平衡性所产生的浮力将固体污染物带至水面，并通过刮渣机将水面浮渣刮入收集槽排出，净化后的污水经溢流堰自流排放[3，4]。

2 涡凹气浮系统基本结构

涡凹气浮系统包括涡凹气浮设备和配套混凝反应槽及电气控制箱。

涡凹气浮设备由曝气区、气浮区、回流区、刮渣区和排水区构成，曝气区的曝气室设1台曝气机，回流区底部配置3根沿底部水平伸展的回流管并与曝气室连通，曝气室形成的负压将废水回流，防止回流区产生沉淀，同时确保在没有进水时系统仍可正常运行；上部的刮渣区由两根链条连接的刮板组成，可将浮渣刮至收集槽排除；出水在排水区经高度可调节的溢流堰板自流排出，示意图如图1所示。

图1 涡凹气浮系统

3 涡凹气浮系统基本参数

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司采用3台处理规模为320 t/h的涡凹气浮系统，参数如表1所示。

4 涡凹气浮与溶气气浮比较

4.1 结构巧妙，操作便利

涡凹气浮结构简单[5]，运行管理方便；溶气气浮需要配置高压回流泵、空压机、溶气罐、释放器等设备，结构复杂，管理繁琐。

表1 涡凹气浮系统基本参数

4.2 运行效果稳定

涡凹气浮与溶气气浮相比，不需要调节溶气压力以保证一定的气水比，无易堵塞的释放器，因此运行便利，效果稳定，对石化石油类去除率稳定在80%以上。

4.3 占地面积小

涡凹气浮占地面积小，处理量为320 t/h的设备占地约46 m2，是溶气气浮占地面积的1/2。

4.4 运行费用低

涡凹气浮仅曝气部分和刮渣部分有动力消耗[6]，处理能力为320 t/h的气浮设备电耗仅为7.7 kW，是溶气气浮能耗的40%。

5 涡凹气浮系统运行情况

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司地处中原，夏季和冬季具有明显的温差，废水水温也不相同，夏季水温约40～50℃，冬季水温约35～40℃，进、出水油含量如图2和图3所示。

由图2和图3可以看出，由于冬、夏两季气温的差异性，涡凹气浮系统进水水质油含量差别很大，夏季进水油含量平均值约215.23 mg/L，出水油含量平均值约54.71 mg/L；冬季进水油含量平均值约135.34 mg/L，出水油含量平均值约49.76 mg/L；

涡凹气浮系统的日常维护需要：

（1）夏季进水油含量比冬季进水油含量高，药剂投加量需要相应调整，PAC投加量约为50 mg/L，比冬季大约多10 mg/L。

（2）夏季建议将生活污水引入工业废水，可降低水温（约2℃），另外，提高了废水的可生化性，为后续生化系统处理起到了调节作用。

（3）因药剂中含有一定量的钙镁离子，容易引起设备结垢现象。

图2 夏季（8月份）涡凹气浮系统进出水油含量

图3 冬季（1月份）涡凹气浮系统进出水油含量

如果设备出现结垢现象，在严重情况下会引起管壁2～3 cm的垢层，曝气机结垢主要出现在底部的叶轮上，会引起叶轮曝气量不足，影响处理效果，因此，在一定程度上影响了设备的处理能力和处理效果；另外，曝气机结垢可引起电机过载发热或者出现故障，因此，建议定期检查并清洗。

清洗方法：曝气机结垢后，将结垢部分浸泡在浓度为5%的工业硝酸（或5%的第奥克斯）里5～6 h，然后清水冲洗。

（4）PAC药剂筛选对设备运行效果尤其结垢现象有一定影响。

目前，公司选用季胺多元聚合絮凝剂，投加量约为10～15 mg/L，比传统药剂PAC投加量明显减少（传统投加量约为40～50 mg/L）；另外，浮渣产生量减少，只有使用传统PAC药剂的1/3左右，而且在一定程度上减少了曝气机结垢的现象。6结论

针对石化行业含油污水处理工艺，在隔油池后采用涡凹气浮系统作为生化处理的预处理工艺，具有运行高效、稳定、能耗低、操作方便等特点[7]，但由于夏季和冬季温差大，水质具有一定波动性，建议采取相应的保养和维护措施，以保证系统高效、稳定运行。实际运行效果证明，该工艺具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

[1] 韩国义，郑俊，王正收，等.隔油/气浮/两段生化法处理炼油厂含油废水[J].中国给水排水，2010，26（2）：64-67.

[2] 宫盛.胜利炼油厂含油污水处理装置工艺优化[J].齐鲁石油化工，2011，39（3）：182-186.

[3] 张鸿郭.含油废水处理研究[J].环境技术，2004（1）：18-22.

[4] 王良均，吴孟周.石油化工废水处理设计手册[M].北京：中国石化出版社，1996：28.

[5] 吴克明，王海玥，黄娜，等.混凝-气浮与混凝-沉淀法处理含油乳化废水的比较[J].武汉科技大学学报，2008，31（4）：432-434.

[6] 丁贵生，张学臣，刘影.炼油厂污水处理工艺改造与技术方案优化[J].环境科学与管理，2008，33（7）：113-116.