第42卷第5期 当 代 化 工 Vol.42，No.5 2013年5月 Contemporary Chemical Industry May，2013
收稿日期： 2013-01-23 通讯作者： 鹿钦礼（1977-），男，讲师，硕士学位，研究方向：主要从事污水处理技术及管道系统优化运行的研究。E-mail：luqinli@sina。
气浮-臭氧高级氧化处理油罐清洗废水工艺研究
鹿钦礼1，高 易2
，赵 爽1，姜东方3
（1. 辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油天然气管道局东北石油管道公司，辽宁 沈阳 110031；
3. 中国石油天然气管道工程有限公司，河北 廊坊 065000）
摘 要：将传统气浮工艺和臭氧高级氧化技术相结合，应用于油罐清洗废水处理。通过试验对运行工况及处理效果进行了系统分析，形成了气浮-臭氧高级氧化含油废水工艺。该工艺可实现气浮除油、臭氧氧化和消毒的同步处理，去除COD 等有机污染物同时，有明显的消毒效果，出水水质满足国标排放要求，
适当处理可以作为中水回收使用。分级气浮效果稳定，废水中油品可回收利用。臭氧氧化及其产物分离同步实现，设备小型化、一体化设计，其结构有利于实现移动式处理。 关 键 词：气浮；臭氧氧化；节能减排；一体化限制性从句
中图分类号：X 703 文献标识码： A 文章编号：1671-0460（2013）05-0611-03
Research on Treatment of Tank Cleaning Wastewater by Gas Floating - Ozone Senior Oxidation Process
LU Qin-li 1，GAO Yi 2，ZHAO Shuang 1，JIANG Dong-fang 3
（1. College of Petroleum Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China; 2. China Petroleum Pipeline Bureau Northeast Oil Pipeline Company ，Liaoning Shenyang 110031, China;
3. China Petroleum Pipeline Engineering Corporation, Hebei Langfang 065000, China ）
Abstract : Traditional gas floating process and the ozone senior oxidation technique were combined to treat tank cleaning wastewater. The operation condition and treatment effect were analyzed through tests, gas floating - ozone advanced oxidation process for treating oily waste water was form
ed. This process can realize gas floating oil removal ，ozone oxidation and disinfection, remove organic pollutant. Effluent water quality can meet the national standard emission requirements. Hierarchical gas floating effect is stable; the oil in the waste water can be recycled. Ozone oxidation and its product separation can be realized synchronously.
Key words : Gas floating; Ozone oxidation; Energy-saving and emission-reduction; Integration
油库在油罐清洗业务开展过程中，经常伴随有含油废水、废液产生，其中含有大量油类、悬浮物及有机物。此类废水、废液如不妥善处理将对所排放环境造成不可想象的后果。为保护环境，创造企业社会效益，树立央企良好形象，油库油罐清洗废水一直以来受到石油石化系统领导及技术人员的重视。通过校方对清洗废水的水质分析，在多种技术方案的比较基础上，确认气浮－臭氧氧化法处理油罐清洗废液在技术方面、安全方面及经济方面均有很强的可行性，完全能够满足石油设施清洗废水处理行业需求，具有较强的同行业通用性。
1 油库含油废水特征
油库含油废水主要产生于矿物油贮运环节，包括油船压仓水和油罐沉积水及清洗水。这种污水经过原油收集和初加工的整个过程，加入了各种化学药剂，不仅含有石油类，而且在高温高压的油层中溶解了多种盐类和气体，在采油过程中挟带有许多
悬浮固体，所以采出水中还含有大量的有机物，为微生物的生长繁殖提供了必要的环境。由于油藏地质条件、开采工艺等生产条件的差异，含油废水所含污染物质的种类和性质存在一定的差异，但总体上化学需氧量高，是一种性质复杂，包含多种杂质的特殊工业废水。该种废水若不经处理，排入河流湖泊或海湾，会对水体生态、渔业养殖等产生严重影响和破坏。
油类在废水中以3种状态存在：（1）悬浮状态，油珠粒径较大，在隔油池中靠与水的比重差容易从水中分离出来。对于石油废水，这种状态的油品含量占60%～80%。（2）乳化状态，油珠粒径在015%～25 μm，用沉淀法不易从废水中分离出来，需要采用气浮法或混凝沉淀法去除。（3）溶解状态，油品在水中的溶解度甚小，一般只有几mg/L。由于汽油、柴油溶于水后，含有苯类、醇类、脂类等有机物质，因此，污水性质比较复杂。油库废水的ρ(BOD 5 /COD Cr ) 值在0.1～0.3之间，较一般可生化污水偏
612 当 代 化 工 2013年5月
现在什么专业好低，且油含量在20～150 mg/L，不利于生化法处理。因此采用常规单一的处理工艺，不能实现达标排放。
含油废水处理的主要目标是油类、悬浮物和有机污染物等，主要处理方法概括为三大类：物理处理法、物理化学处理法和生物处理法。各种处理技术都有其优缺点，具体处理效果依废水水质状况、处
理环境条件及处理方法而异。物化方法主要包括隔油、混凝沉降、气浮、过滤、吸附、氧化、膜处理、超声波、旋流分离等技术[1,2]。
2 气浮－臭氧氧化处理工艺原理
以铁岭油库废水为实验对象，对油库水样进行采集，对污水中pH值、悬浮物、含油量、COD及BOD含量进行了取样分析。结果显示与上述特征相似。分析化验结果见表1。
表1 油罐清洗废水水质分析结果
Table 1 Tank cleaning wastewater quality analysis results 水样编号 pH COD BOD 石油类悬浮物
1#水样（管道冲洗水）7.43 46.55 8.97 830 138
白露最美的十首诗词2#水样（洗罐废水）7.36 271.63 35.21 1087285 注：水质分析报告中计量单位均为mg/L（pH除外）。
鉴于油库含油废水具有特殊的水质，特殊的处理环境要求，通过对各种工艺方案工作原理的比较分析，考虑油库工作环境的严格要求及设备移动作业，所组合形成的处理设备必须具有处理效率高、安全经济可靠、便于移动的特征，因此，本项目拟采用气浮－臭氧氧化法处理油罐清洗废水，该方法为
气浮法与臭氧氧化法的组合，气浮法在含油废水处理方面具有污染物固液、液液分离效率高优点，臭氧氧化法具有深度氧化效率高，同时完成出水消毒等优点，其组合工艺具备上述两种方法的工艺优点特征，完全可满足油废水处理等行业特殊需求。
气浮法是通过某种方式产生大量的微气泡，使其与污水中的悬浮颗粒和液体微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力作用下上浮至水面，从而进行固-液和液-液分离。大体分四个步骤完成，原水脱稳形成絮凝体，外部设备产生较多的微气泡并与絮凝体形成结合体，结合体在浮力作用下与废水分离。含油废水处理工艺中，采用气浮技术作为废水处理工艺的核心，可使污水在罐内的停留时间大幅度缩短，除油效率提高，悬浮物去除率提高。在提高处理后各项水质指标的同时，有效地降低了污水的处理费用和基建费用。该方法在含油废水处理工艺中应用广泛，除油、除悬浮物效率平均在90%以上，并可对油品进行回收利用[3-5]。
臭氧通过高级氧化作用及辅助絮凝作用，能很好的去除污水中的难降解有机物，同时对水中嗅味有较好的去除效果。臭氧有很强的杀菌消毒作用，并且不会形成有害的副产物而影响出水水质[6,7]。
气浮－臭氧氧化工艺是一种将臭氧氧化与高效气浮有机结合起来的集成式水处理方法，是对污水深度处理技术的重大革新，通过低浓度臭氧化和新溶气气浮技术的组合，能在一个组合操作单元内同时完成破乳或絮凝、固液分离、除、嗅、味、消毒等多个过程。详见图
1。
图1 气浮/臭氧化小型一体化废水处理工艺简图 Fig.1 Gas floating/ozonation small integrated wastewater
treatment process diagram
1-臭氧发生单元; 2-臭氧发生器; 3-气体压缩机; 4-空气; 5-臭氧溶解器; 6-氧化气浮单元; 7-进水; 8-出水; 9-除油机; 10-臭氧分解排出
气浮－臭氧氧化工艺包括气浮分离和臭氧氧化两个重要环节，气浮的作用是去除废水中的悬浮物及油类。臭氧的主要作用是对水中的有机物进行氧化去除，降低废水中COD、BOD等污染指标，同时起到杀菌消毒的作用。该工艺可考虑采用自动浮渣排除及密闭式臭氧尾气循环利用方式，提高处理效果及臭氧利用效率，处理水质可达到环境排放与市政回用的要求。处理系统总水力停留时间小于60 min，设备小型化，可大幅度提高处理效率，在多种污水处理及回用方面已有应用。
3 水质分析及试验[8]
对油罐清洗废水原水（洗罐废水2#水样）进行了处理试验。原水中悬浮物及颗粒油较少，首先对原水进行空气气浮操作，去除大部分悬浮物及颗粒油；短时静止沉淀后，进行了臭氧氧化过程，对出水进行过滤处理；测定各步骤出水水质指标，详见表2。考虑处理水进一步提高水质指标，回用作为库区杂用水，可用活性炭吸附法进行深度处理。整
第42卷第5期 鹿钦礼，等：气浮-臭氧高级氧化处理油罐清洗废水工艺研究 613
个操作过程在60 min左右，停留时间短，处理效率高。可以实现以空气气浮及臭氧氧化为核心的小型一体化、可移动工艺流程。通过实验室试验，处理效果显著，主要水质指标均能达到国家《污水综合排放标准》一级A类。
表2 气浮/臭氧化试验处理工艺过程及基本参数控制 Table 2 Gas floating/ozonation test processing process and
basic parameter control
序号 工艺过程 停留时间/min COD/
（mg・L-1） 去除率,%
五年级美术教学计划1 溶气气浮 20 207.57 23.6%
2 自然沉降
（可选） 10 - -
3 臭氧氧化 30 45.16 83.4%厦门娱乐
4 滤料过滤
（可选） 10 - -
4 方案可行性分析
通过试验研究为气浮-臭氧氧化工艺的一体化、小型化、可移动性及其经济性提供实验运行依据。即为设备单元设计加工，试验研究的工艺耦合优化，工艺参数和运行参数、加工方法、出水指标和技术经济指标提供支撑。
（1）臭氧发生单元构建。为高效生产和利用臭氧奠定基础，并对臭氧发生单元的同行业通用化进行设计考虑。
（2）气浮和氧化作用单元耦合。工艺的核心组件设计为完成悬浮物和溶解性有机污染物的氧化（即矿化无害化）过程，通过气浮作用实现反应液固液相分离，为氧化作用和气浮作用优化耦合打下基础，单元耦合可实现工艺设备简化和小型化，进而为设备良好的可移动性提供保障。
（3）运行参数优化。基于设备设计经济性基础，优化工艺设备参数，实现安全、低功耗、高出水水质运行目标，实现技术经济优势。
（4）将工艺操作规程、设备设计、安装和运行管理规范化，形成项目设备的标准。
臭氧发生单元在油库库区外，通过空压机将臭氧储存在贮气钢瓶中，消除高压用电对库区存在的安全隐患。臭氧氧化去除水中的有机物，一般臭氧投加量为5～10 mg/L，洗罐废水100 m3，臭氧取上限10 mg/L，臭氧用量在1 kg左右，实际生产中可以正常实施。臭氧氧化尾气含有部分臭氧没有利用，可通过工艺设计实现循环利用。气浮操作单元根据洗罐废水特点，进行特殊构造设计，实现悬浮物及颗粒油的高效去除。正常生产中，洗罐废水按500 m3，处理装置按长6.40 m×宽2.30 m×高2.10 m初步确定容积约为30 m3；水力停留时间，气浮为20 min，臭氧氧化为30 min，过滤为10 min，总水力停留时间按60 min计，即装置处理能力为31 m3/h，总处理时间约为16.5 h。总体来看，该装置处理效率高，效果好，设备小型化集成化，便于移动作业。
5 工艺设备创新点和优势
本项目工艺设备方案，具有创新性，具备结构紧凑合理、处理效率高、运行安全、能耗低等优点，适合于移动作业，市场前景广阔。
（1）出水处理效果好，物理指标、化学指标及细菌指标等均有很高的去除效率，出水水质满足国标排放要求；
（2）本工艺不采用水处理化学药剂，废水中油品可回收利用，污泥量少，降低了处理成本，避免带来二次污染；
（3）本项目设备实现气浮、氧化和消毒的同步处理，去除COD等有机污染物同时，有明显的消毒效果，出水可以作为中水回收使用；
（4）分级气浮效果稳定，臭氧氧化及其产物分离同步实现，设备小型化、一体化设计，其结构有利于实现移动式处理；
（5）以气浮臭氧氧化处理为主，材料消耗低，不产生有毒有害废弃物，特别适用于防火、防爆环境使用。
本项目试验通过工艺组合、方案设计及优化等工作的开展，明确了工艺运行参数、技术经济指标和运行控制要求，为含油废水处理的工程化应用及推广奠定基础。通过本项目的研究，可实现油气田、油
库等含油废水的优化处理，在实现环境保护要求的同时，确立企业在含油废水处理的领先地位，在全国乃至国外管道设备维抢修的市场竞争中取得竞争优势，获得超额利润。
参考文献：
［1］ 沈琛.油田污水处理工艺技术新进展[M].北京：中国石化出版社，2008．
［2］邹启贤，陆正禹.油田废水处理综述[J].工业水处理，2001，21（8）：1-3.
［3］ Sylvester N D, J J Byeseda．Oil/Water Separation by Induced Air Flotation[J]．Soc．Pet．Eng．J．, 1980，20(6)：579-590.
［4］ Van ham N J M ，L A Behie , W Y Svrcek．The Effect of Air Distribution on the induced Air Flotation of Fine Oil in Water
Emulsions[J]．Can．J．Chem．Eng．, 1983,61：514-547．
［5］ 张继武，张强，等.浮选技术在含油污水处理中的应用进展[J].石油化工环境保护，2003，26（1）：12-16．
［6］ 金鹏康，王杰，等．臭氧_气浮工艺在城市污水再生利用中的应用[J].水工业市场，2010(8)：24-26.
［7］刘玉敏，许志强．臭氧在水处理中的作用及其影响因素[J].中国预防医学杂志，2002，12（4）：340-341．
［8］ 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2002．
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。
发表评论