旋流分离技术在污水处理中的应用

旋流分离技术在污水处理中的应用黑龙江省佳木斯生态环境监测中心黑龙江省佳木斯市154000摘要：旋流分离器（简称旋流器）的发明、应用已有约一个半世纪了。开始，只用于选矿过程中的固液分离和固固分离,分级，后来发展到固气分离，液气分离等。这种旋流分离器被用于石油工业中的产出水除油，取得了满意的效果。在液液分离研究过程中，先是轻分散相液体的分离（如油污水脱油），再是重分散相液体的分离（如油品脱水）。虽然旋流分离技术在液液分离方面的应用要晚得多，但已显示出了其体积小、快速、高效、连续操作等方面的优越性，特别是用于轻分散相液体的分离，其牛顿效率非固液分离能比。关键词：旋流分离技术；污水处理；应用；前言：为了除去原油中的水分和无机盐，往往要采用原油电脱盐装置对原油进行处理，原油中的主要无机盐有氯化钠、氯化镁、氯化钙等，水存在于油中或者以乳化状态呈现出来，因此要想完全除去它们往往需要不断地进行技术改进，而旋流分离技术能够较好地做到这一点。一、旋流分离器基本结构、工作特点及原理1基本结构及工作原理。旋流分离技术的主要设备是旋流分离器，其是一种能够利用离心沉降原理，分理出污水中不同密度物质的机械设备。其主要构成有一个分离仓、入口、出口。分离仓有圆柱形、锥形等多种形态，在实际的生产应用过程中，在入口的形态方面往往使用单入口或双入口，入口和分离仓之间的连接也可以分为切向和渐开两种入口。出口一般应用固定在旋流分离器两端的轴向出口，溢流口在进料口的一侧，另一侧为底流口，在旋流分离器工作时，将溢流口作为排油口，底流口作为排水口使用。2.工作特点。在进行污水处理时，电脱盐污水首先从分离器的切向入口流入，在分离器内部进行高速的离心运动，产生离心场，使密度较大的水离子被甩向四周壁上，再从底流口排除，密度较小的油粒子则向中心移动并从溢流口排除，从而达到油水分离目的。在使用旋流分离器处理污水的过程中，分离效率和油滴的粒径密切相关，当油滴粒径在60μm以上时，分离效率可以达到99%，但当油滴粒径小于10μm时，分离效率只能达到50%左右，因此旋流分离器往往用于大粒径的浮油、散油的回收，减小浮渣量。对于含有较多粒径极小油滴粒子的电脱盐污水应该选择其他合适的分离技术进行处理。三、旋流分离技术在污水处理中的应用1.电脱盐技术。石油化工企业往往针对电脱盐后的废水进行集中预处理，经过处理后的污水再排入污水厂进行处理，而目前能够进行电脱盐装置污水处理技术有很多，这些技术各有利弊，下面将进行详细介绍。重力分离技术。重力分离技术是在原油和水的密度不同的基础上进行的，通过重力作用将污水中的含油物质清除，是电脱盐装置污水处理中较为常见的一种技术。根据S将决定水沉降速度的多种影响因素进行计算，如油和水的密度差、颗粒大小、黏度等。因此要想较好地应用重力分离技术，可以根据增加油水密度差、减少原油黏度、增大油滴粒子的大小等，从而提高该方法的除杂效率。重力分离技术主要针对粒子直径大于60μm的油滴，对于溶解油和乳化油并不能有效地去除。技术主要的应用设备是储存罐和隔油池。该技术能够去除大粒径油滴，但对劣质化特别严重的原油或者是油滴粒子较小的原油不能起到较好的分离效果。2化学破乳技术。该技术指的是向电脱盐装置污水中加入破乳剂，破乳剂能够改变油水界面膜的性质，降低张力，从而实现破乳，再通过气浮等方法实现分离。这种方法能够较好地去除重力分离技术不能分离的乳化状油滴等粒子，但使用成本较高，目前化学破乳技术是电脱盐污水处理中的热门研究技术。3旋流分离技术。该技术在20世纪已经得到了应用，指的是油水混合液体在旋流分离器内进行高速离心运动，由于重力、密度不同，水会在离心力的作用下被甩向周围，再被排出，而密度较小的油会从中间向上移动，最后形成溢流并排出，从而起到分离的作用，但当油滴粒子过小时，分离效率仍达不到理想效果。该技术是本文重点介绍的技术，将就其优缺点展开分析讨论。4.运行效果。污水装置单台旋液分离罐对含油污水进行预处理罐投用后，车间根据污水水质、水量变化的情况，经过一段时间调试运行，最终确定：在污水水质较好，污水量小且平稳时，采取单罐运行方式；在污水量大（上游装置大量排污或暴雨季节）则双罐并联运行，充分发挥罐体容积大对污水水量的调节作用。在上游装置大量排放高浓度含油污水时，采取双罐串联方式运行，通过旋流分离器对高浓度含油污水进行两次除油处理，以保证达到最佳除油效果。由于内罐的旋流分离器不能很好地进行液固分离，含油污水中的固体悬浮物通过虹吸管排至外罐，长时间运行后在罐底沉降形成的油泥越积越多，影响外罐出水水质。因此，车间定期对旋液分离罐切换运行分别进行清理，保证外罐处理后污水水质合格。说明旋流分离技术在污水装置整个工艺生产中的应用是成功的，通过旋流分离技术对进入污水装置的含油污水进行预处理，能够去除含油污水中大部分的浮油和分散油，大大减轻了油水分离器和涡凹气浮单元除油的负担，为确保污水处理的合格率打下了良好的基础。界位较高或者较低会导致送电异常或者电脱盐切水带油问题严重，而如果直接排入下水道，不符合污水排放标准，会对污水处理厂产生较大影响。因此，为了保证二号电脱盐罐送电和排场污水问题妥善解决，应先将二号罐切水再次进行旋流分离，从而达到污水排放标准。5.优缺点、存在的问题及解决方法技术优缺点。旋流分离技术作为一种节能型的污水处理技术，具有较多的优点及缺点。首先，旋流分离技术所使用的设备机械结构简单，使用成本较低，后期维护方便，且使用时占地面积较小，相较于隔油池等装置，占地面积不到其十分之一。且使用能耗较低，分离污水效率较高，无须其他辅助介质，设备运行安全稳定，适应性强，运行环境要求较低。但旋流分离技术也有一些缺点，例如，分离器内部由于高速离心，会对粒子产生一定的剪切作用，因此对于分离器参数的设定需要不断调整，设置不当不会对油滴或水粒子产生一定的破坏乳化作用，从而影响分离效果。旋流分离器只能针对油水混合物或其他不同密度液态物质的分离，不能对液固混合物质进行有效分离。存在问题及解决方法。目前在旋流分离技术的实际应用过程中，仍然存在一些常见的问题，①溢流收集问题，在旋液分离罐外侧的收油管线一般位于罐体的11.5m处，而外罐正常生产液位一般在5~7m，外罐含油污水沉降产生的溢流要想回收，就要将液位提升到11.5m处，在提升过程中，会影响系统内部的污水水质水量，而且操作需要时间较长。②在并列运行旋液分离器时，往往会出现外罐出水油含量比内罐还高的情况。③并列运行两个旋液分离器的过程中，虽然提高了污水处理能力，但如果遇到高浓度电脱盐污水，经过一次旋液分离可能无法得到理想的分离效果，从而影响后续的生产流程。针对以上三种问题，解决方法分别是，在外罐高、中、低三个位置分别设置溢流收油线，确保在各个液位都能正常的收油；在旋液分离器的分离罐二级污水提升泵处增加一个跨线，这样就可以做到两台分离器的串联运行，从而提高污水处理效果。结束语：旋流分离技术作为一种实用性高、成本低、回收能力强的分离技术，具备相当多的优点，只要能充分利用其特性，便能够达到理想的分离效果。参考文献：[1]李长江，王振波.旋流分离技术在原