多元复合型浮选剂在炼油废水处理上的应用

潘剑钧

（南京金陵亨斯迈新材料有限责任公司，江苏南京 210047）

应用技术

多元复合型浮选剂在炼油废水处理上的应用

潘剑钧

（南京金陵亨斯迈新材料有限责任公司，江苏南京 210047）

为了提高浮选工段的运行效率，炼油废水通过浮选剂换型，对运行状况、去除效果和后续影响等方面进行了应用总结。结果表明，多元复合型浮选剂对水中油、化学耗氧量（COD）有较高的去除效率，并能显著改善污水的抗冲击性和可生化性。

浮选剂 多元复合 炼油废水

炼化企业升级改造和污染物排放指标的提高，对其废水处理提出更高要求。污水处理场应在完善流程的基础上，最大限度地发挥每个工段的作用［1-2］。浮选工艺在“老三套”流程中承上启下，通过选择针对性的浮选药剂，优化调整加药流程，在去除浮油的同时，还应最大程度地降低生化负荷、平稳水质，对后续生化工段产生积极影响，从而提高污水处理场的总体水平［3-4］。

1 装置介绍

某炼油污水处理场在隔油、浮选、生化“老三套”工艺基础上改扩建，形成“罐中罐收油+两级气浮+两级生化+后浮选+氧化塘”的工艺流程，其排水主要污染物指标如表1所示。

表1 炼油总排出水水质指标 单位：mg/L

其污水处理原则流程见图1。

图1 炼油污水处理场工艺流程

2 现状与要求

2.1 现有处理水平

炼化企业对含油污水的处理大多数仍采用隔油、浮选、生化的“老三套”工艺进行，污水处理场各工段水质控制指标见表2。

表2 “老三套”常规工艺控制指标单位：mg/L

按照常规的设计要求，浮选单元主要功能是去除水中油，一般要求含油去除率达75%左右，而污水COD的去除主要靠生化系统来完成［5］。

2.2 任务及要求

炼油加工能力的提升，使多数炼油企业加工的高硫重质油比例逐步上升。高硫油的开采炼制和深加工装置的投运，导致污水中不但含油量增加，而且带有胶质状物质、焦粉及多种化学物质，成份更趋复杂，处理难度加大［6］。与此同时国家对环保的要求更趋严格，部分地区开始实行更严格的地方污排标准。这就要求炼油污水处理场应最大限度地发挥每个工段的作用，提高总体处理水平。

浮选工艺在“老三套”流程中承上启下，通过选择针对性的药剂，在去除水中油的同时，还要尽可能地降低出水COD值，对后续生化工段产生积极影响，为污水最终达标排放创造条件。

2.3 问题及思路

目前浮选工段主要存在以下几个问题：

1）炼油污水处理场来水经隔油后直接进入浮选工段，因此水质水量都有较大波动；

2）污水处理场泥渣脱水形成的“场内水”造成收油、排渣、脱水的恶性循环，使浮选出水水质恶化；

3）传统药剂组合（PAC+PAM）对来水抗冲击性差，出水油含量达30～40 mg/L，不利于生化处理。

浮选工段是整个污水处理流程中的一个有机组成部分，是进入生化工段的有效保障，要开好生化装置，首先要确保进入生化的水质和水量较为稳定。这一目标可通过浮选工段改善优化操作得以实现，进而提高生化工段乃至整个污水处理系统的总体水平。

2.3.1 选择好浮选工艺

炼化企业污水处理浮选工段布局大都以两级气浮为主，其中涡凹气浮（CAF）+溶气气浮（DAF）工艺组合逐渐成为多数新建或改造污水处理场的选择［7］。

2.3.2 综合考虑，选好药剂

要使浮选工段达到最佳处理效果，选择适合的浮选药剂至关重要。目前含油废水的浮选药剂主要采用混凝剂和絮凝剂组合，一般为无机和有机药剂（聚合氯化铝+聚丙烯酰胺，PAC+PAM）组合［8］。

浮选工段一般使用无机型药剂作为破乳助凝，使用有机型药剂主要为絮凝成渣。浮选药剂投加方案包括投加顺序、位置、浓度、药量等都应反复实践优化，并考虑对生化工段的影响。

2.3.3 加强管理、保障出水

气浮工段应通过加强运行管理，控制好各项工艺参数和操作要求，根据进水量、溶气释放、池面反应、成渣效果和排渣频次等情况进行及时调整，确保浮选出水达到最佳水质状况。

3 浮选剂的选择

3.1 絮凝剂的发展简述

絮凝剂产品的发展趋势大体上由单一向多元、由通用型向专用型药剂方向发展，形成无机产品和有机产品并用，以满足不同用户需求的格局［9］。而在污水处理领域，多元复合有机产品有逐步取代无机产品的趋势。

3.2 浮选药剂的作用机理

一般而言，混凝剂、絮凝剂主要是通过双电层压缩、电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用去除水中油和悬浮物，部分药剂也可通过对乳化油的破乳、对溶解物的反应吸附等增加处理效果。

药剂对浮选的处理效果主要表现为破坏细小的油滴和固体悬浮物的稳定状态，在一定的水力条件下通过细小油滴以及其他微粒间的相互碰撞和聚集形成直径较大的油滴和絮状物，使得形成的油滴和絮状物粒径大于或等于气泡的直径，通过粘附于气泡而浮出去除。因此对于小于气泡直径的油滴和悬浮物的去除，合理的药剂起着至关重要的作用。

3.3 浮选药剂筛选依据

在国内炼化企业研究使用过程中，聚合氯化铝铁（PAFC）在对含油污水处理效果突出，其原因在于聚合后的三价铁离子对乳化油有一定破乳功能和对硫的去除效果［10］。而高效复合混凝剂产品，主要是在PAFC产品的基础上复合了有机高分子物质，从而相应增大相对分子质量，提高了絮凝能力，同时具有一定的破乳脱色功能，对含油污水处理效果明显。在高分子多元聚合絮凝剂应用方面，针对深加工高硫油污水的专用型絮凝剂，由于此类产品是为含油污水浮选工段设计开发，具有更强的针对性。

结合污水处理场实际运行状况，选用某药剂厂高效复合混凝剂+多元聚合絮凝剂组合，取代原先传统PAC+PAM药剂组合，作为浮选工段的新药剂。通过浮选药剂筛选及工艺优化，评估其对污水处理过程的影响。

4 运行情况分析

经过四个多月的运行调试和药剂配比，至三月份各方面水质指标趋于稳定。

4.1 加药系统及加药点

加药系统如图2所示。

4.2 药剂投加量

图2 浮选药剂投加点示意图

经过多次调试和现场计量，确定药剂投加量如表3所示。

表3 药剂投加方案

4.3 出水油含量分析

出水油含量如图3所示。

图3 3月份浮选进出水油含量图

三月份浮选工段出水水质稳定，平均油含量为20.3 mg/L，日测点数据均低于内控指标25 mg/L，创近年来最好水平。从三月份数据曲线分布来看，进水油含量有较大波动，有两个值超200 mg/L，但出水油含量较低，基本无波动，油去除率达到75%以上，显示出浮选工段在浮选药剂换型以来，操作工况调整到最佳状态，如图4所示。

图4 1～3月份浮选出水油分布图

4.4 浮选出水COD分析

浮选出水COD如图5所示。

图5 浮选出水COD分布图

三月份浮选工段出水水质稳定，COD月均值470 mg/L，继一月份来低于500 mg/L以下，创浮选出水COD最好水平。从三月份数据曲线分布来看，总体波动幅度平稳，有两个点超过700 mg/L，其主要原因是受到隔油工段高浓度污水冲击所导致，而浮选工段在此期间显示良好的抗冲击性，出水油含量未超标，出水COD随即回复到正常水平，说明多元复合型浮选剂具有一定的抗冲击性，在短时间内能平稳出水水质。由图6能反映出浮选工段进出水COD的相对应关系。

4.5 出水可生化性分析

图6 浮选进出水质趋势图

表4 近期浮选出水水质表

理想的浮选剂在应用过程中应该在去除浮油、最大程度降低出水COD的前提下，尽量减少对生化的影响［11］。否则由于絮凝剂有一定的相对分子质量，化学构成复杂，分子链很长，使残留物在生化阶段难以分解，形成二次污染，影响生化系统对COD的去除效果。相关数据见表4。

由表4可见，随着浮选出水COD均值的阶段性下降，出水BOD反而呈略微上升趋势，从而使出水B/C（BOD/COD比值）呈升高趋势，也就意味着进生化工段的废水可生化性得到改善。是否是新药剂换型产生的良性作用还有待进一步验证，但是浮选出水COD下降、可生化性提高对生化工段的良性影响是存在的，如图7所示。

4.6 全流程的影响分析

图7 浮选出水可生化性示意图

要使污水处理场出水稳定地达标排放，在目前工艺流程下，各工段工艺控制指标必须尽量达到以下几个条件：

1）进水水质水量稳定，隔油后污水COD＜800 mg/L，油＜100 mg/L；

2）浮选出水COD＜500 mg/L，油＜25 mg/L；

3）提高污水可生化性，确保一级生化去除率达到75%，二级生化去除率基本达到50%。

其中第2条最为关键，这从几个月来各工段水质也能看出这一点，三月份浮选出水平稳，油含量100%达标，而一级生化、二级生化、MBR出水COD均创新低，表明新型浮选剂发挥了较好的作用。见图8。

图8 近期各工段COD分布图

5 结 语

5.1 阶段性总结

根据1～3月份污水处理场各工段的运行状况，对比以往各工段运行数据表明：投加多元复合浮选剂以来，污水处理场运行、水质数据有了较大改观，并且呈现良好稳定态势，取得了阶段性成果：

1）多元复合浮选剂有效去除污水中的浮油，对乳化油有较好的破乳作用，抗冲击性好。

2）降COD幅度较大，来水水质冲击时，出水仍能保持平稳水平，COD去除率达到40%～45%。

3）有效改善进生化水质可生化性能，对后续工段造成良性影响。

5.2 后续改进措施

1）水量波动对浮选工段也存在较大影响。调整浮选工段水质水量平稳，进一步优化操作。

2）离心泵输送污水存在重新乳化现象，是否要对二级气浮工段投加有机药剂，有待进一步研究。

3）二级气浮是全溶气气浮，在运行模式是否另有选择，以进一步降低运行成本、药剂费用和能耗，涉及到局部工艺改造。

4）对富含乳化油、溶解油的来水，怎样在气浮工段最大程度地破乳析出，还需进一步研究总结。

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App lication of m u lti-com ponent flotation agents on refinery wastewater treatm ent

Pan Jianjun

（Nanjing Jinling Huntsman New Material Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210047，China）

BY changing the oilYwastewater flotation agents，a periodic summarY is given upon to the operation situation，removal effect and consequent effect.The summarY shows that the multi-component flotation agents have highlY removal efficiencYon the oil and COD in wastewater，meanwhile theY improve the shock resistance and the biodegradabilitY of the sewage.

floatation agents；multi-component；refinerYwastewater

TQ09

B

1006-334X（2015）04-0039-05

2015-10-21

潘剑钧（1971—），江苏南京人，工程师，主要从事环保管理工作。