大型循環(huán)水系統(tǒng)油污染處理技術研究與實踐

王春芹

（山鋼集團萊蕪分公司能源動力廠，山東萊蕪 271104）

1 現(xiàn)狀概述

型鋼化水循環(huán)水冷卻系統(tǒng)有兩座設計能力為12000 m3/h 自然通風冷卻塔，和2 座鋼筋混凝土方形逆流式機力通風冷卻塔，3 箱自流加藥系統(tǒng)、旁流過濾設施，。主要負責3 臺AV80 氣輪機和1 臺25 MW 發(fā)電機、兩座TRT 發(fā)電機組的冷卻水供應。在水的串級利用工藝中，熱電生產(chǎn)工序的多處工藝外排廢水都回收到循環(huán)水系統(tǒng)中，有時設備故障初期油污進入水系統(tǒng)不能及時發(fā)現(xiàn)和制止。本循環(huán)水系統(tǒng)中，冷油器突發(fā)泄漏事故，由于高爐不具備停風檢修條件，漏油不能及時制止，必須不斷補充新油來維持設備運行，邊加邊漏，至使最后約有10 t 潤滑油進入改循環(huán)水系統(tǒng)，油系在冷卻塔中被迅速分散后，很快乳化，油量超標情況：988.92 mg/L（而水質合格標準為＜5 mg/t）。16000 m3的循環(huán)水系全部被油污染，在不能影響生產(chǎn)的情況下如何把經(jīng)濟損失降低到最低點快速高效去除油污。含油污水處理所采用的技術包括重力分離、粗?；?、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。結合含循環(huán)水系統(tǒng)油污水的情況、設備的條件通過借助混凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物化學絮凝沉淀的方法能夠高效的去除油污。

2 油污染對系統(tǒng)的危害

循環(huán)水受污染存在的潤滑脂主要有脲基質稠化礦物油、二硫化鉬等，具有分解慢、耐水淋、耐高溫、附著力強等特點。潤滑油為水乙二醇、聚二脂合成油汽生物潤滑油、220 齒輪油等，具有溶于水、耐高溫、化學處理效果不穩(wěn)定等特點。

循環(huán)水的水質含油量合格標準為＜5 mg/t，由于過濾器無法全部過濾，它與細小的懸浮物和絮凝藥劑結合附著管壁上，或形成流動的絮凝體沉積在管道的沉降處。

主要危害：

(1)在設備、管線內(nèi)壁形成油膜，阻礙傳熱，油膜積累較多造成系統(tǒng)堵塞。

(2)與冷卻水中的懸浮物(菌藻粉沫、泥沙及氧化物)結合，生成污垢。

(3)為冷卻水中微生物提供營養(yǎng)，增加微生物控制難度。增加水的耗氧量，影響加氯的效果。

(4)促進厭氧菌生長，還原鉻酸鹽緩蝕劑，給碳鋼形成點蝕[1]。

當循環(huán)冷卻水受到油污染后，冷卻水中的油污粘在冷卻水塔填料上，影響了空氣和水的接觸.降低了水塔的冷卻效果，使循環(huán)冷卻水溫度過高。而且當水中油濁度過高，與懸浮物形成污垢等因素加速設備的磨損，降低其使用壽命。在更嚴重的情況下，導致設備的損害，造成更大的人員傷亡。

3 處理方法

含油污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物、添加劑以及其它易造成系統(tǒng)腐蝕、結垢的不利成分。所采用的技術包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。各含油污水的水質成分復雜、差異較大，處理后的水質要求也不一樣，因此處理工藝應有所選擇。

3.1 物理法

物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗?；⒛し蛛x和蒸發(fā)等方法。重力分離技術，依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。從油水分離的試驗結果看，沉淀時間越長，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段。離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉，形成離心力場，因顆粒和污水的質量不同，受到的離心力也不同。質量大的受到較大離心力作用被甩向外側，質量小的則停留在內(nèi)側，各自通過不同的出口排出，達到分離污染物的目的。含油廢水經(jīng)離心分離后，油集中在中心部位，而廢水則集中在靠外側的器壁上。按照離心力產(chǎn)生的方式，離心分離可分為水力旋流分離器和離心機。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運行安全可靠等優(yōu)點，而備受重視。過濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。近年來，隨著纖維材料的發(fā)展，以纖維材料為濾料發(fā)展起來的深床高精度纖維球過濾器，因其具有纖維細密、過濾時可形成上大下小的理想濾料空隙分布、納污能力大、反洗濾料不流失等優(yōu)點，發(fā)展迅速。

3.2 化學法

化學法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學轉化和中和法?；炷恋矸ㄊ墙柚炷齽δz體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類、鐵鹽類、聚丙烯酸胺(PAM)類、接枝淀粉類等?；瘜W氧化是轉化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物轉化為微毒、無毒物質或轉化成容易與水分離的形態(tài)[2]。結合含循環(huán)水系統(tǒng)油污水的情況、設備的條件通過化學絮凝沉淀的方法能夠高效的去除油污，保證正常的生產(chǎn)。

3.3 具體措施

現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)保有水量15000 t，循環(huán)水量15000 t/h，為處理進入系統(tǒng)中的潤滑油，經(jīng)實驗室小試，往循環(huán)水中投加聚合三氯化鋁和聚丙烯酰胺,投加濃度分別為50 mg/L 和1 mg/L，分開投加。形成操作方案如下。

3.3.1 兩座涼水塔全開，三氯化鋁分開在兩座涼水塔的出水口或出水閘板處投加。每處放置三氯化鋁（濃度為33.3%）約40 桶（實際37 桶）。共600 kg。

3.3.2 丙烯酰胺投加到濾網(wǎng)處。濾網(wǎng)附近置一10 t的水箱，將丙烯酰胺約120 桶（濃度為0.6%,共18 kg）倒入箱內(nèi),注水到水箱高度0.8 m,用潛水泵在箱內(nèi)打回流進行攪拌，均勻后，停泵，將潛水泵出水管放置到2 號涼水塔濾網(wǎng)處。

3.3.3 先投加三氯化鋁，投加速度打開1 桶投加，控制時間100 s，注意連續(xù)投加。

3.3.4 投加丙烯酰胺時間可較投加三氯化鋁時間遲1 min，然后打開潛水泵，按照調好開度，以1 h 時間將兩種藥全部注入完畢。

藥劑投完后，注意觀察循環(huán)水的變化，取樣在錐形瓶中觀察，根據(jù)情況加大循環(huán)水旁濾水量和反洗頻率。循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程如圖1。

圖1 循環(huán)水泵房系統(tǒng)工藝流程圖

4 處理效果

經(jīng)過加藥混凝處理后，循環(huán)冷卻水中油含量大為降低，達到合格的范圍內(nèi)。防止了油污染的擴散，設備管道內(nèi)形成油膜；預防油脂與冷卻水水中的懸浮物形成污垢，形成管道污堵現(xiàn)象。

4.1 循環(huán)水系統(tǒng)除油水質檢測對比較為明顯，得到很好的恢復,循環(huán)水系統(tǒng)除油前后水質檢測結果對比見表1。

表1 循環(huán)水系統(tǒng)除油前后水質檢測結果對比 mg/L(pH 值除外）

4.2 通過化學混凝沉淀的方法使循環(huán)冷卻水油污染得到了很好的控制，避免了用大量的受污染的循環(huán)冷卻水經(jīng)排污系統(tǒng)排出。為廠里節(jié)能減排做出了貢獻，取得了很好的經(jīng)濟效益。

4.3 油對環(huán)境的污染較為嚴重，可分為兩個方面：一是油氣揮發(fā)污染大氣環(huán)境，表現(xiàn)為油氣揮發(fā)物與其它有害氣體被太陽紫外線照射后，發(fā)生物理化學反應，生成光化學煙霧，產(chǎn)生致癌物和溫室效應，破壞臭氧層等。二是油脂滲漏污染土壤和地下水源，不僅造成土壤鹽堿化、毒化，導致土壤破壞和廢毀，而且其有毒物能通過農(nóng)作物尤其是地下水進入食物鏈系統(tǒng)，最終直接危害人類。

5 結論

根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)的油污染問題，以實物分析為依據(jù)，通過優(yōu)化調整水處理劑的配方和合理的處理方法，取得了良好的除油效果。

通過對循環(huán)水系統(tǒng)油污染技術的研究，清楚的認清冷卻水油污染造成的危害，進一步優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)污染處理方案，使之標準化，為以后類似的事故能夠快速的處理得到保障。定期急檢查，合理的預防事故的發(fā)生，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

[1]周本省.工業(yè)水處理技術[M].北京，化學工業(yè)出版社，2002.5