含油废水中预除油对降低加药量和危废量的研究

含油废水中预除油对降低加药量和危废
量的研究
2. 中科瑞丽分离科技无锡有限公司，无锡，214112
摘要：在处理PDH（丙烷脱氢）过程中产生的高含油高乳化的废水中，加药气浮的方式会产生大量油泥渣、二次处理成本高；同时由于来液波动，工人需频繁调整加药量，工作强度大。

我们通过聚集诱导油水分离装备进行预先除油来解决这一问题。

通过采用高效的、纯物理的方式预先除油，可以将废水中的油含量大幅降低，同时还收集了油品；这样使得进入气浮的COD降低51%，从而也将加药量和危废量降低了50%以上，降低了运行成本；而且进入气浮的油的波动量也降低，工人们工作强度显著下降。

关键词：高度乳化；含油废水；油水分离；气浮；危废
中图分类号：T； X
0前言
PDH装置反应为高温过程，经过反应、蒸汽吹扫、空气再生等阶段，蒸汽吹扫阶段中将催化剂中残留的烃类吹扫至下游系统，因此会产生高含油高度乳化废水[1]。

该废水主要以乳化油为主，靠一般的方法无法处理干净，通常就是采用先沉降，后通过加药气浮进行处理。

该方法利用PAC（聚合氯化铝），PAM（聚丙烯酰胺），将水中的油滴以及小颗粒渣质进行絮凝，变为浮渣，通过气泡上浮，再利用刮板将其从水体中分离出来，处理后的水可以实现COD在500 mg/L以内，输送至污水处理厂进入下一环节深化处理[2]；废水中的渣则通过叠螺机或者板框压滤机进行除水进一步压缩为油泥渣，这属于危废，需要交于危废处理厂单独处理。

由于该废水中油含量高，COD高，整个过程加药量和产生的危废量很多，使得前期加药成本和后期的二次危废处理成本偏高不下。

因此如何降低运营成本是亟需解决的问题。

此外，来液含油量不稳定经常导致操作人员频繁地调整加药
量，调整的目的是确保最终的出水达标，上述情况必然会增大操作工人的日常工
作负荷。

如何解决上述问题？鉴于废水的COD主要是由于油类造成的，理论上如果先
将油进行去除，后续再上加药气浮，整体成本有望大幅降低。

调研了国内外相关
的油水分离技术，选用了中科瑞丽的聚集诱导油水分离技术，以纯物理、低成本、低能耗的方式来先进行预处理除油，后再经过气浮加药来整体实现水质排放达标。

为了验证，我们设计了流量为1t/h的全流程试验，包括除渣-聚集诱导油水分离
-气浮-排放流程。

1实验
实验废水来源于现场PDH过程中的生产废水。

实验原料：PAC，PAM为国产原料；聚集诱导油水分离装备源于于中科瑞丽分
离科技无锡有限公司；除渣过滤器源于广州孚诺泰环保科技有限公司公司，滤芯
源于腾冠水暖有限公司；其中过滤器为5芯，滤芯为不锈钢400目20寸滤芯。

实验流程：来液-除渣-中科瑞丽聚集诱导油水分离装备-加药气浮-排放。

具
体见图1。

整个系统的设计流量为1 t/h，为24 h连续运行，运行时间30天。

除渣聚集诱导油水分离装备气浮
进水
出水
图1 实验流程示意图
2结果与讨论
2.1废水成分分析
来液来液静置静置后底部沉积收集的油品
图2 来液照片
表1 油中主要成分分析
序
号
1234567
成分芴荧
蒽
菲芘蒽2-
甲基萘
苊
含量%
28
.6
19
.1
18
.7
8.
9
4.
3
3．
3
3
.2
表2 油泥中成分分析
序号123456789
成分
N，
N-二甲基
-甲酰胺
芴萘1-
甲基萘
2
-甲基
萘
联
苯
联
苯撑
菲荧
蒽
含量%
1
9.0
1
1.2
9
.8
8.
7
.5
4
.3
3
.9
2
.7
1
.6
测试过程的来水乳化严重，颜色泛黄，见图2。

将来液经过沉降1天后，下
端沉积下有油状物，但是整体废水的颜色未发生较大区别，表明内部较为稳定。

通过对水中的油进行提取可见纯油的颜色呈深黑色，密度为1.15+0.04vg/cm3，
密度大于水，因此时间长发生沉降后会积累在底部（图2）。

对其中油的成分进
行了分析，见表1。

该表中列出了其中含量大于3%的成分，发现该油品是混合物，主要是带苯环类的有机物。

这部分产物是源于PDH过程中高温高压下反应的副产物。

在高温高压下会导致整体的油类和水发生严重的乳化[3]。

油含量通过检测
发现为500-3000 mg/L，见表3。

此外，水体中还有一定的颗粒物，渣质含量通过测试为100-170 mg/L。

经过
对水体中的油泥进行收集，烘干，并用丙酮溶解后，过滤后所得固体进行分析。

此外就是大量带苯环的物质(表2)，这部分颗粒物来源于油，以及输运管道管壁
长时间积累的胶体有机物以及缓冲池中的积累的渣质。

水中的COD是由于含油量
和渣质引起的，含量波动大，在2000-10000 mg/L间进行波动，具体见表3。

表3 废水中成分分析
序
号
指标特征
1温度25-35o C
2pH6-7
3油密度1.15 g/cm3, 300-3000
mg/L
4渣100-170 mg/L
5COD2000-10000 mg/L
2.2预除渣
为了更好地使用中科瑞丽聚集诱导油水分离装备进行除油，需要对来液中的大颗粒进行去除，以达到进入除油系统中的要求：颗粒物尺寸在50 μm以下,将渣质含量降低在100 mg/L以内。

除渣使用的是滤芯过滤器（图3.1），内部装有滤芯（图3.2）过滤方向为外进内出，可以将渣质拦截在滤芯的外表面。

图3.1过滤器照片图3.2 内部不锈钢滤芯
图3.3过滤前水体沉降的渣质图3.4过滤后水体沉降的渣质
图3.5过滤器中积累的渣质 3.6滤芯表面截留下的渣质
经过测试，进出水后渣含量对比明显（见图3.3和3.4）。

通过进出滤芯前
后处进行取水，发现废水通过滤芯后，内部沉降下来的颗粒物明显减少。

经过测试，可以稳定达到100 mg/L以内，满足进入下一级除油的要求。

运行了168 h
后，将过滤器打开，可以看到内部积累了渣质（图3.5），将滤芯取出，可以发
现滤芯表面也积累了一定的渣质（图3.6），表明经过滤芯表面拦截后，渣质可
以存在于过滤器中。

实际运行过程中需要定时对过滤器进行反冲洗，间隔为8 h
一次，定期将滤芯表面的渣质和滤器内部的浓液进行去除，以保证过滤器的效果。

反洗流量为2.5 t/h，冲洗时间为10 min。

反冲洗可以看到会有浓液被洗出，清
洗后可以继续正常使用。

2.3聚集诱导油水分离系统-除油
图4.1 测试过程中进出水COD对比
图4.2 气浮工作中 4.3 渣质污泥经过压缩形成的渣
表4 加药前后气浮药量和危废量对比(吨水)
序
号
除油前加药量
(kg/吨水)
除油前
危废量(kg/
吨水)
除油后
加药量(kg/
吨水)
除油后
危废量(kg/
吨水)
10.32 3.10.13 1.4
运行了30天，数据积累在图4.1中，可以看到来液COD波动较大，从2500-9000 mg/L均有，经过聚集诱导油水分离后，整体的COD含量以及波动范围大幅
减少（图4.1）。

经过计算，来液平均值为4981 mg/L，处理后为2445 mg/L，平
均去除率为51%。

去除的COD则是以油的方式通过设备排出，设备每天均可以进
行排油都在10 L以上。

经过除油后，再经过气浮净化，产生污泥（见图4.2和
4.3）。

设备除油原理主要是由于设备内部有聚集诱导油水分离功能材料填料床，当
废水经过填料床时，材料可以对水中的油滴进行捕捉，然后聚集，当聚集到一定
程度后，可以将油吐出，此时吐出来的就是大油滴颗粒，根据斯托克斯公式可知，油滴下沉的速度是直径的平方成正比，这样就大大的缩短了油滴沉降时间，通过
沉降结构即可简单将油滴进行收集。

整个捕捉-聚集-长大-脱附的过程一直在进行。

经过除油后的废水中COD和含油量等主要指标降低了一多半，使得气浮加药
量也随之大幅降低通过处理后再进行气浮，发现整体加药量降低59%，危废量降
低了54%（具体见表4）。

同时经过除油处理以后将来液的波动范围大幅缩小。

经过30天运行的数据表明聚集诱导除油设备运行相对稳定，除油效果良好，运行压差低在50 kPa左右，设备基本无需进行维护，定期排油即可。

操作人员
调整加药量的工作强度也随之减少。

3.结语
PDH过程中的含油废水含油量高，经过对比研究发现，预先使用聚集诱导油
水分离装备，利用纯物理的方式对其进行油水分离，可以将来液的一部分油进行
分离收集，可以实现废水中COD下降51%。

该方式不仅回收了油品，同时还可以
使得后端的加药气浮来液更为稳定，含油量更低，从而加药量和危废量降低50%
以上，降低了成本，同时也大幅减轻工人的工作强度。

参考文献
[1]杨帆.PDH装置废水处理现状分析[J].天津化工,2020,34(02):44-45.
[2]胡朗,郭丽梅,杨志远.混凝剂协同复配对丙烷脱氢废水的处理效果[J].天
津科技大学学报,2019,34(03):55-59.
[3]李二双,余仲勋,徐明,等.空压机乳化油废水产生原因及处理方法[J].有
色金属设计,2015,42(03):59-62.
作者简介：朱威（1981-），男，汉族，内蒙古赤峰市，高级工程师，硕士，主要研究丙烷脱氢制丙烯整体工程工艺及下游高分子聚合相关工艺技术。