一、技术名称

“高效聚结除油器+CDFU旋流溶气气浮”组合处理电脱盐污水技术

1、高效聚结除油器介绍

高效聚结除油器采用粗粒化原理、浅池原理和CFD仿真工具优化罐体内部空间和结构，实现油滴或悬浮物在水中快速集聚、聚结、上浮（或下沉）和分离。

图1 高效聚结除油器示意图

2、CDFU（旋流溶气气浮设备）介绍

旋流溶气气浮集旋流离心分离技术、超微气泡发生技术和溶气气浮技术于一体，通过多重技术的有机结合，实现对污水中污油、乳化油、悬浮物等高效、快速分离。

图2：CDFU示意图

旋流溶气气浮通过高效溶气泵以及特殊的微气泡发生、释放装置，使微气泡粒径更小，粒径达到5-30μm。乳化油粒径为0.5-25μm，在同一粒径范围下，微气泡能更好的捕捉乳化油，达到纯物理破乳的效果；结合旋流离心技术，有利于微气泡和油滴的相互作用，提高微气泡与油滴的碰撞概率，由于介质密度的不同，在旋流离心力的作用下，加速气泡和油滴向旋流中间区域聚结，提高气浮效果。

二、先进性阐述

1、高效聚结除油器优势

• 全流场CFD优化设计

通过计算机模拟优化分离器内部流场，使内部流态快速保持稳定，维持层流状态，避免出现短路流、循环流，合理布置油水分界面，保证油水较快分离，尽量减少相互间的影响，防止分离油被带入到水相空间。

• 特殊设计入口装置

①入口旋流分离装置，并能够对浮油进行初步较快分离。

②快速分离浮油，够减轻下游聚结内件或填料的负担，防止内件或填料堵塞，保证油水能够高效分离。

③入口旋流装置能够快速消减入口动能，均匀布置流场，达到稳定流态的效果。

④配置多孔板，进一步稳定流态，另外能够阻隔大粒径的悬浮物，使泥沙等不影响聚结内件和填料。

• 高效聚结填料

多级专利结构设计高效聚结填料，比表面积大，分离效率高，多级聚结填料对不同粒径的小油滴逐级聚结长大至可沉降分离的大油滴；在流动相提供动能的条件下，含油污水中的小油滴会在填料相互碰撞，致使液膜破裂，小油滴之间相互聚集，并聚结形成大油滴，然后从罐体顶部集油包排出，高效聚结除油器的排油通过油水界位控制。另外特殊的波纹填料使得沙粒在填料流道上处于流态化，使沙粒能够顺利通过填料，落入分离器底部，保证填料分离效果稳定，防止堵塞。

• 特殊设计冲沙系统

相对于传统聚结除油，该除油器罐体设置有高效冲砂排淤装置，防止填料堵塞、设备淤堵，保证设备的处理效果。

2、旋流溶气气浮装置(CDFU)与传统旋流气浮相比具有较为明显的优势

• 集成多种技术为一体，除油率>90%，SS去除率>85%；

• 无需添加化学药剂，纯物理破乳，无含油污泥产生；

• 停留时间短，占地面积小；

• 设备密闭运行，尾气排放统一处理，现场无异味。



（图3：技术对比）

三、案例分享

案例：锦西石化电脱盐污水处理应用

1、项目背景

锦西石化公司两套常减压装置，其中南蒸馏主要加工辽河原油，北蒸馏主要加工大庆原油，近年来随着原油劣质化以及装置带炼污油性质复杂，特别是南蒸馏电脱盐运行效果不稳定，脱水含油合格率低，且其污染物浓度高，电脱盐污水正常情况下含油类在200～10000mg/L，非正常情况下含油量可达10%以上（体积比），甚至高达50%，其COD平均达到5000mg/L以上，严重冲击后续污水处理系统。因此，迫切需要通过技术攻关，对污水处理流程与工艺集成创新，实现脱盐污水的油、水、泥分离，确保污水外排达标。



（图4：科力迩为锦西石化定制的电脱盐污水处理装置）

2、工艺路线

针对含油污水含油量超标问题，电脱盐污水处理采用以“高效聚结压力除油器+旋流溶气气浮装置（CDFU）”为核心技术的油水分离撬块装置对污水进行处理，装置分离效率高、不加化学药剂、设备紧凑占地少、采用密闭带压全自动运行。图5为原工艺路线，图6为改造后工艺路线（高效聚结除油器+CDFU替换隔油池）。



图5改造前工艺流程简图



图6 改造后工艺流程简图（虚线框内为新增的高效聚结除油器+CDFU撬装设备）

南北蒸馏切水先经进入高效聚结除油器，污油水经入口旋流分离装置的离心力作用，游离油被聚结并进行初步较快分离，分散油再经过聚结填料作用进行进一步快速聚结，聚结成大油滴，大部分游离油、分散油被快速分离聚集于集油包，排至污油罐，高效聚结除油器出水进入CDFU。

CDFU进一步除油、除悬浮物，小粒径分散油和乳化油在CDFU罐体内在旋流的作用下，迅速被溶气产生的超微气泡粘附、破乳、集聚后上浮到气浮罐体上部经内筒排油口排出，达标后的出水至总来水井提升至均质罐，整个气浮过程只需3-5min，可实现即时处理、持续稳定处理。

3、项目运行情况

该套装置投用至今运行8个月，装置处理出水稳定达标，达到预期设计目的。装置出水效果见图7。

图7是不同工况下含有污水经高效聚结除油器+CDFU处理后的水质情况，由图可见，装置处理效果稳定，即使在冲击工况下装置也能达到良好的油水分离效果。



图7装置进出水水质情况（a 正常运行；b 冲击工况）

由于来水含油量、悬浮物较高，无法检测具体项目数据，正常工况来水含油量小于10%，冲击工况时，来水静置分层，目测含油量大于20%，对比高效聚结除油器+CDFU装置投用后出水与隔油池出水的效果，出水石油类平均值由投用前的678.4mg/l降低至70.9mg/l，平均降低了607.5mg/l，下降了89.6%；出水COD平均值由投用前的4586mg/l降低至3313mg/l，平均降低了391.43mg/L，下降了32.7%。水质变化趋势见图8、图9。新增改造后的高效聚结除油器+CDFU出水石油类含量平均70.9mg/L，达到石油类小于100mg/L的技术指标要求。对比原工艺，新增高效聚结除油器+CDFU装置对电脱盐污水石油类、COD有较大的去除效果。



图8电脱盐污水处理装置投用前后隔油池与除油器+CDFU出水COD的对比



图9电脱盐污水处理装置投用前后隔油池与除油器+CDFU出水含油量的对比

对比高效聚结除油器+CDFU装置投用前后对后端均质罐污水含油量的影响，均质罐平均含油量由投用前的274.8mg/L降低至81.1mg/L，平均降低至193.7mg/L，下降了70.5%。含油量趋势见图10，从图中可知，装置投用后后端均质罐污水含油量明显降低，减小后端二级浮选池的压力，保证污水进污水处理厂含油量小于30mg/L、COD小于600mg/L的标准。



图10电脱盐污水处理装置投用后对均质罐污水含油量的影响

4、经济效益核算

• 成本核算

①电费：每吨污水处理用电成本0.24元/吨

②氮气消耗：每吨污水处理用气成本0.115元/吨

③工业风消耗：每吨污水处理用气成本0.02元/吨

④化学药剂（PAC）消耗：纯物理分离工艺，无化学药剂消耗。

吨水处理综合成本：每吨污水处理综合成本=电费+氮气费+工业风费=0.375元/吨。




• 收益核算

电脱盐切水预处理设施采用纯物理分离工艺，不加入任何化学药剂，通过高效聚结+旋流气浮技术，回收脱水带出的原油，减少污油泥量的产生，降低运行成本的同时为项目带来收益。

高效聚结除油器排油含水率较低，经处理后可以进行回炼，为项目带来收益

装置投用后每年带来的收益：回收污油带来的收益1576.8万元，原油按5000元/吨计，全年节约污油泥危废处理费，按2000元每吨计约为630.72万元；每年节约的药剂费为16.2万元，即全年环保收益总计为2223.72万元。




四、技术前景

采用“高效聚结除油器+CDFU旋流溶气气浮”组合处理电脱盐污水，处理效果良好，能够大幅度降低电脱盐污水含油量，较大程度的改善污水水质，出水水质稳定可靠，减小后端处理的压力，为下级污水处理厂的生化运行提供保障。另外高效聚结除油器能够回收污水中的原油，在增加项目收益的同时达到污泥减量化的效果，该技术实现了环保效益与经济效益的双丰收。