原油中往往含有鹽(主要是NaCl、MgCl2、CaCl2等氯化物)和水(溶于油中或乳化)，需要在進入蒸餾裝置前通過電脫鹽除去。電脫鹽過程會產生煉油廠總廢水的3%左右，稱為電脫鹽廢水。電脫鹽廢水含油量高，嚴重時油的體積分數大于10%，污油的油滴粒徑小，含有大量細小懸浮物，乳化嚴重，有機物含量高(COD高達幾千到幾萬mg/L)，含有揮發(fā)酚、石油類物質等有機物，含鹽量高，鹽濃度(以氯離子質量濃度計)一般為2000 ~ 5000mg/L，較高。電脫鹽廢水會對下游污水處理單元造成沖擊，通常需要進行有效的預處理后才能進入綜合污水處理廠進行處理。

近年來，重質劣質原油問題越來越嚴重。為了提高產出率和輸送率，注水量和注入劑不斷增加，使得電脫鹽廢水的水質更加復雜。同時，為了提高原油利用率，將回收的重污油回摻到原油中進行混合，進一步加劇了原油的乳化，惡化了電脫鹽廢水的水質。電脫鹽廢水處理的形勢越來越嚴峻。為了降低下游污水處理單元的壓力，滿足相關排放要求，電脫鹽廢水處理技術不斷得到發(fā)展和完善。

介紹了電脫鹽廢水預處理技術的研究和應用進展，分析了電脫鹽廢水預處理技術的原理、特點和應用效果，總結了影響電脫鹽廢水特性的主要因素，旨在促進電脫鹽廢水深度處理技術的應用和高效電脫鹽廢水處理技術的進一步發(fā)展。

1、電脫鹽廢水處理技術

石化企業(yè)通常對電脫鹽廢水設置單獨的預處理設施，有效預處理后的廢水排入綜合煉油廠污水處理進行處理。也有少數企業(yè)將電脫鹽廢水與其他煉油廢水一起進行預處理。這體現了分流分質處理的原則，不僅經濟，而且可以減輕下游綜合污水處理廠的壓力，促進石化廢水的最終排放和回用。

1.1電脫鹽廢水預處理技術

石化企業(yè)關注的電脫鹽廢水排放指標主要是石油類物質和COD的濃度。各廠設定了排放到下游處理裝置的內部水質指標，一般要求石油類物質的質量濃度不高于200mg/L，COD不高于1500mg/L，目前石化企業(yè)使用的電脫鹽廢水的成熟預處理技術有重力分離、化學破乳、油水旋流分離器分離、超聲波破乳及其組合。

1.1.1重力分離技術

重力分離技術，是基于油和水的密度差，依靠重力去除廢水中的油類物質。它是電脫鹽廢水油水分離處理中一種簡單而常用的技術。根據斯托克斯公式，水的沉降速度取決于油中水顆粒的大小、油水的密度差和油的粘度。增大油水密度差、增大油滴直徑、降低廢水粘度都有助于提高該方法的除油效率。此外，停留時間也是一個重要因素。重力分離技術主要用于去除粒徑大于60μm的懸浮油滴，但不能去除均勻穩(wěn)定狀態(tài)的溶解油和乳化狀態(tài)的乳化油。設備主要是儲罐和分油機，常用的有臥式分油機(API)、斜板分油機(PPI)和波紋斜板分油機(CPI)。這種方法需要較長的分離時間，并且所需的罐的容積很大，增加了處理成本。特別是當原油質量嚴重時，重力分離技術對電脫鹽廢水的預處理達不到理想的效果。

1.1.2化學破乳技術

化學破乳技術是指在電脫鹽廢水中加入破乳劑(凈化劑)。破乳劑與油水界面膜相互作用，改變界面膜的性質，降低油水界面張力，進而實現破乳，再通過沉降或氣浮實現油水分離。目前，含油廢水破乳除油的機理主要分為以下幾類:置換或置換機理、潤濕增溶機理、褶皺變形機理、聚合物吸附碰撞機理、界面電荷中和機理和反向變形機理。這種方法可用于去除不能通過重力沉降分離的乳化油滴。選擇合適的破乳劑起著關鍵作用，它應該既高效又經濟。目前，高效破乳劑的開發(fā)及其破乳機理是研究的熱點問題。

1.1.3旋風分離技術

旋風分離器在油水分離中的工業(yè)應用始于20世紀80年代，切向旋風分離器得到了廣泛應用。油水混合物在旋風分離器中高速旋轉，產生的離心力場是重力場的幾千倍。在離心力的作用下，密度大的水被甩向四周，沿壁面向下運動，作為底流排出，而密度小的油被帶到中間向上運動，再作為溢流排出，從而達到油水分離的目的。旋風分離器可用于分離輕度(或不穩(wěn)定)乳化油中的分散油，但當分散油滴直徑小于15μm時，水力旋流器會存在分離效率低的問題。

1.1.4超聲波破乳技術

超聲波破乳主要依靠超聲波的機械振動、空化和熱作用，破壞油水界面，促使油滴凝聚，加速油滴上浮，從而實現油水分離。由于超聲波在油和水中具有良好的導電性，這種方法適用于各種乳狀液。超聲波輻射作為一種簡單高效的技術，近年來常被用于強化原油的破乳和脫鹽。聲強、超聲頻率、輻射時間和溫度都會影響超聲波的破乳效果。

其他技術

此外，對電脫鹽廢水的其他處理技術也進行了一些試驗研究，包括高級氧化技術、電絮凝技術、模塊化聚結除油和吸附技術。其中，實驗結果表明，臭氧氧化、Fenton氧化、臭氧-Fenton協(xié)同氧化對電脫鹽廢水的COD均有較好的去除效果，去除率分別為51.1%、84.6%、78.0%(原水COD為3216mg/L)。中試結果表明，電絮凝氣浮技術對電脫鹽廢水中的油和COD也有很好的去除效果，去除率分別為99%。這些處理技術能有效去除電脫鹽廢水中的有機物濃度，具有較大的應用空間。此外，膜技術在電脫鹽廢水處理的實驗研究和實際應用中取得了良好的效果，為實現電脫鹽廢水的回用提供了一條可行的途徑。但是，膜材料存在易堵塞、膜壽命短等問題，不適合處理水質較差的電脫鹽廢水。

1.2石油煉制綜合廢水處理技術

預處理后的電脫鹽廢水排入煉油廠污水處理進行處理?？紤]到回用處理對廢水水質的要求，大多數石化企業(yè)將石化廢水分為含油廢水和含鹽廢水兩個處理系統(tǒng)。含油污水處理系統(tǒng)污水含鹽量低，污染物可生化性好。經過有效處理后，可作為循環(huán)水廠的補充水回用。含鹽污水處理系統(tǒng)污水含鹽量高，含有許多常規(guī)生物處理技術難以降解的有機物。處理過程長，運行費用高。處理后的污水一般直接排放，不回用。

一般來說，電脫鹽廢水、預處理堿渣廢水、堿性廢水、循環(huán)水廠污水、膜處理系統(tǒng)產生的濃鹽水常被視為鹽水污水處理系統(tǒng)的進水。從節(jié)能降耗、節(jié)水減排的角度出發(fā)，水量較大的電脫鹽污水應盡量歸入含油污水處理系統(tǒng)，以減少含鹽污水處理系統(tǒng)的水量。中石化以含鹽量是否高于1200mg/L作為石化廢水是否屬于含鹽體系的依據。根據本標準，基于一般假設，計算出當原油含鹽量大于54mg/L時，電脫鹽廢水將歸入含鹽污水處理系統(tǒng)，用于采用一點注入脫鹽水工藝的電脫鹽裝置，當原油含鹽量大于105mg/L時，電脫鹽廢水將歸入含鹽污水處理系統(tǒng)。

2.影響電脫鹽廢水水質的因素

2.1原油的性質和開采技術的影響

原油的含鹽量、API重度(API重度)、粘度、含硫量、重金屬含量會直接影響電脫鹽廢水的水質特性。當原油質量較高時，其密度和粘度較低，電脫鹽裝置運行穩(wěn)定，電脫鹽廢水含油較少。當原油質量差時，其密度、粘度、含硫量和重金屬含量高，性質復雜多變，會對電脫鹽裝置產生沖擊。電脫鹽廢水的含油量可達幾千毫克/升，嚴重時體積分數可達10%以上。

2.2電脫鹽工藝操作條件的影響

電脫鹽操作溫度低，油水界面低，原油破乳劑質量差，原油在罐區(qū)停留時間短，都會加劇電脫鹽廢水中的含油現象。電脫鹽操作溫度升高，原油粘度降低，油水密度差增大，油水界面張力降低，熱運動加快，乳化水滴碰撞機會增加，可促進水滴聚結沉降。但如果電脫鹽的操作溫度過高，由于可以減少油水界面，會加劇電分散，增加電耗。另外，電脫鹽罐油水界面液位過低會導致鹽水在罐內停留時間過短，造成電脫鹽廢水含油量高。

2.3電脫鹽設備管理水平的影響

電脫鹽設備的科學運行管理有助于提高電脫鹽設備的水質。比如電脫鹽的切水操作如果是人工進行，可能會造成較大的誤差，造成電脫鹽廢水水質的較大波動。借助自動控制技術，實現電脫鹽含水界面的準確判斷，對改善電脫鹽廢水水質具有重要意義。

3.電脫鹽廢水處理實例

3.1重力分離技術的應用

中國石化某企業(yè)第一、二常減壓蒸餾裝置電脫鹽廢水中石油類物質質量濃度分別為422mg/L和161mg/L，COD分別為1256mg/L和635mg/L。經過簡單的預處理工藝——調節(jié)池+油水分離器預處理后，分類為高鹽污水處理系統(tǒng)，與30t/h煉油廠催化油堿渣和液態(tài)烴堿渣一起脫硫。由于堿渣等高濃度廢水的影響，該高鹽度污水處理系統(tǒng)的處理過程較長。經過兩級氣浮-生化法(渦旋-凹面氣浮+溶氣氣浮-含固定化微生物的曝氣生物濾池(G-BAF)工藝)預處理后，出水用低鹽度廢水稀釋后，再經saline 污水處理系統(tǒng)處理。

3.2旋風分離+重力分離組合工藝的應用

中國石化某企業(yè)第一套常減壓蒸餾裝置設計處理能力為5× 106 t/a，采用旋流分離技術結合重力分離技術對電脫鹽廢水進行預處理，石油類物質質量濃度≤150mg/l，電脫鹽廢水量為40 ~ 50t/h，廢水先進入一級分離器，分離出的水進入二級分離器，分離出的水直接排入含鹽污水井，送至常減壓分離罐處理。含水污油被送到沉降罐，加入破乳劑后，油中的水可以很好的分離。然后污油(含水量為5%~15%)從沉降罐頂部溢流至緩沖罐，經處理后循環(huán)使用，沉降罐底部污水送至一級分離器進行二級分離。實際監(jiān)測數據表明，入口含油量越高，旋風分離器的除油效率越高。當電脫鹽廢水中石油類物質的質量濃度較大時(大于10000mg/L)，除油率在90%以上；當廢水中石油類物質的質量濃度低于200mg/L時，除油率較低，約為10%。旋風分離器分離出的回收污油約為0.4t/h，旋風分離器出口水樣含油量在150-200mg/L之間..整個預處理過程后，電脫鹽廢水平均含油量在100mg/L以下，可滿足相應要求。

3.3超聲波分離+旋流分離+重力分離組合工藝的應用

中國石化某企業(yè)擁有8×106t常減壓裝置，電脫鹽廢水預處理設施主要由超聲波污水油水分離器、水力旋流器、油緩沖罐等組成。實現了超聲波破乳技術、波紋斜板除油技術和水力旋流器分離技術的有機結合。石油類物質的質量濃度應小于等于200mg/L，處理能力為80～100t/h，具體工藝流程如下:電脫鹽廢水進入超聲波污水油水分離器(水力停留時間為15～30min，壓力為0.4～0.7 MPa)和水力旋流器(進出口壓差比為1.7～2.3)進行二次沉淀分離。分離出的高濃度污水油水通過撇渣管排入撇渣罐，然后排入污水油水緩沖罐。如果低油污水中石油類物質的質量濃度低于200mg/L，則直接排放。油水緩沖罐中的高含油污水一部分返回原油泵入口循環(huán)使用，一部分返回分離器入口循環(huán)使用，直至油濃度合格。預處理后的電脫鹽廢水中石油類物質的質量濃度平均從855mg/L下降到129mg/L。

3.4化學破乳+重力分離組合工藝的應用

中國石油某公司有兩套規(guī)模分別為5×106t/a和5.5×106t/a的常減壓蒸餾裝置，產生電脫鹽廢水80t/h，石油類物質質量濃度約為3000 mg/L，目前采用化學破乳+重力分離技術進行預處理，滿足COD≤1500mg/L，石油類物質質量濃度≤150mg/L的要求。破乳使用兩種油清洗劑(L和F)。加入凈化劑L后的電脫鹽廢水進入兩個沉淀池，停留4 ~ 5小時進行油水分離。分離出的廢水被排放到煉油污水廠進行處理。在第二清洗劑F的作用下，上層油渣在分渣罐中分離(水力停留時間約為1h)，分離出的污油送至前端精煉單元。電脫鹽預處理工藝可以實現幾千到幾十萬mg/L石油類物質的去除。出水石油類物質質量濃度為20～200mg/L(平均42.4mg/L)，COD為500～1400mg/L(平均602.5mg/L)，基本滿足內排要求。石油類物質年達標率為98.6。預處理裝置產生的固體廢物量為210t/a，與原重力分離技術(油渣量為8000 ~ 9000t/a)相比，大大降低了對環(huán)境的影響，提高了原油的加工率。

4.結論

在石化企業(yè)中，電脫鹽廢水的預處理通常分兩步完成。先單獨預處理(少數情況下與水質相近的廢水一起預處理)，再與其他石化廢水進行二級處理和深度處理。這樣既經濟，又能滿足排放標準的要求。

電脫鹽廢水預處理技術主要基于物理和化學方法，包括重力分離、旋流分離、化學破乳和超聲波破乳及其組合。這些技術在石化企業(yè)取得了良好的應用效果。預處理出水石油類物質質量濃度≤200mg/L，COD≤1500mg/L，有效降低了下游污水處理單元的污染負荷和影響。電脫鹽廢水的水質受原油性質、電脫鹽工藝、操作條件和管理水平的影響。提高原油開采技術，提高電脫鹽裝置的運行管理水平，可以從源頭上改善電脫鹽廢水的水質，進一步開發(fā)和應用深度處理技術對有效控制電脫鹽廢水的污染具有積極意義。(來源:中國礦業(yè)大學(北京)化學與環(huán)境工程學院、中國石化北京化工研究院)

免責聲明：本網站內容來源網絡，轉載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味贊成其觀點或證實其內容真實性。轉載稿涉及版權等問題，請立即聯系網站編輯，我們會予以更改或刪除相關文章，保證您的權利。
標簽:  電脫鹽廢水預處理技術