含油废水异质结微通道分离方法及装置与流程

本公开属于环保领域，涉及一种含油废水物理法预处理方法及装置。具体地说，本公开涉及异质结微通道分离耦合旋流再生的含油废水预处理方法，并涉及含油废水绿色处理的相应配套装置。

背景技术：

：石油化工、煤化工、环保等领域存在大量含油废水的处理过程，废水中污染物种类较多，分别为油、悬浮物、细菌、溶解态有机物以及微量重金属元素。目前，针对含油废水，普遍采用隔油、浮选和生化的预处理组合工艺。预处理工艺主要去除来水中的油份和悬浮物，是成套污水处理工艺的咽喉，预处理工艺的好坏直接影响生化单元处理的效果。目前，含油废水预处理装置普遍存在的问题有：以500m3/h的含油废水处理规模，其浮选工艺药剂成本约为0.25元/t，药剂消耗大，成本较高，且易引起二次污染；浮选池需进行曝气，其vocs(挥发性有机化合物)排放量为500nm3/h，运行过程中，构筑物结构较大，易导致vocs泄漏；另外，浮选池的浮选浮渣产量在每年1000t左右，产生大量含油危险废弃物。针对含油废水中的主要污染物油和悬浮物，目前常用的处理方法是重力沉降、离心分离、吸附、以及气浮等方法，这些处理方法均有其使用的局限性，单独使用往往很难达到排放的要求。随着环保要求的逐渐提高，相继开展集成耦合工艺开发，国内外研究者已经做出了多方面的工作。us20120132588a1公开了一种含油废水的处理方法，以电化学絮凝和浮选作为预处理方法，并采用膜蒸馏的方法处理预处理出水，出水能够作为产生蒸汽的原水；但是该方法存在能耗较大的问题。cn104843817b公开了一种水平气浮耦合波纹板除油方法及其装置，采用多层斜板单元与水平气浮耦合技术的优化组合方法，实现了三相的高效、迅速、低能耗的分离，适用于污水处理、原油开采等含油废水处理过程，然而其处理过程伴随着药剂消耗，增加了废水处理成本。cn106007209公开了一种石油炼制污水除油预处理工艺，利用机械分离、粗粒化处理以及气浮技术组合实现油水分离的预处理，其采用物理和化学方法共同作用，经预处理后含油废水中含油量≤20mg/l，达到国家标准。然而，通过多技术单元串联的处理模式增加了处理过程能耗，增加了工艺的复杂性。现有的含油废水预处理工艺，针对降低油含量方法上的研究正不断深入，但在预处理工艺中广泛使用气浮工艺，气浮工艺在有效去除浮油、乳化油和悬浮物的同时，也会消耗大量的化学药剂并产生浮渣，造成新的环保压力和成本负担。因此，本领域迫切需要开发一种短流程、能够实现vocs减排、油泥减量和乳化油去除的方法和装置。技术实现要素：本公开提供了一种新的含油废水物理法预处理方法及装置，从而克服了常规工艺技术中存在的缺陷。一方面，本公开提供了一种含油废水异质结微通道分离方法，该方法包括以下步骤：(i)将介质颗粒均匀混合以构建异质结微通道床层；(ii)依靠异质结微通道的拦截、破乳、聚并作用实现含油废水中悬浮物、油类污染物的分离；以及(iii)对床层进行反洗，并通过旋流自转强化介质颗粒表面的油、油泥的脱附并最终实现床层介质颗粒再生。在一个优选的实施方式中，介质颗粒为亲油疏水和亲水疏油颗粒，颗粒粒径为0.5-2mm；微通道孔径不高于1μm。在另一个优选的实施方式中，使用异质结微通道分离器构建异质结微通道床层，该异质结微通道分离器的空床流速为10-15m/h，反洗流量为进水流量的1.2-1.5倍，反洗时长为15-30分钟。在另一个优选的实施方式中，使用位于异质结微通道分离器顶部的旋流再生器进行床层介质颗粒再生，该旋流再生器的进水流速为<1m/s。在另一个优选的实施方式中，含油废水中悬浮物浓度不高于500mg/l时，经步骤(ii)拦截后，出水悬浮物浓度降至30mg/l或更低。在另一个优选的实施方式中，含油废水中污染物浓度不高于200mg/l时，经步骤(ii)破乳后，其浓度降至15mg/l或更低。另一方面，本公开提供了一种含油废水异质结微通道分离装置，该装置包括：异质结微通道分离器，用于进行步骤(i)将介质颗粒均匀混合以构建异质结微通道床层和(ii)依靠异质结微通道的拦截、破乳、聚并作用实现含油废水中悬浮物、油类污染物的分离；以及位于异质结微通道分离器顶部的旋流再生器，用于进行步骤(iii)对床层进行反洗，并通过旋流自转强化介质颗粒表面的油、油泥的脱附并最终实现床层介质颗粒再生。在一个优选的实施方式中，所述异质结微通道分离器具有进口、出口(即，反洗水进口)和反洗水出口。在另一个优选的实施方式中，所述旋流再生器选用轴流式或切向式旋流器。在另一个优选的实施方式中，所述异质结微通道分离器的床层占装置总容量的50-60％；所述异质结微通道分离器的压降不高于0.1mpa。有益效果：本发明采用异质结微通道分离器实现含油废水的除油脱固，采用旋流再生器实现床层介质颗粒再生、并重构异质结微通道分离器床层颗粒，以取代常规气浮单元，实现含油废水预处理过程不加药剂、不鼓空气和不产生浮选浮渣，具有成本低廉，流程简单，分离效率高等优点。附图说明附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。图1是根据本公开的一个优选实施方式的异质颗粒分布示意图。图2是根据本公开的一个优选实施方式的异质结微通道分离器装置示意图。图3是根据本公开的一个优选实施方式的异质结微通道乳化油破乳分离示意图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本申请的发明人经过广泛而深入的研究，针对上述现有技术中存在的问题，开发了一种短流程、能够实现vocs减排、油泥减量和乳化油去除的异质结颗粒床层破乳除油方法和装置，具有分离效率高、操作流程简单等特点，同时以物理法为核心，取消了药剂消耗，并实现了油-泥-水三相协同分离。在本公开的第一方面，提供了一种含油废水异质结微通道分离方法，该方法包括以下步骤：(i)将亲油疏水和亲水疏油颗粒均匀混合并置于异质结微通道分离器中构建异质结微通道床层；(ii)依靠异质结微通道的拦截、破乳、聚并作用实现含油废水中悬浮物、油类污染物的分离；以及(iii)对床层进行反洗，并通过旋流自转强化颗粒表面的油、油泥的脱附并最终实现床层颗粒再生。在本公开中，介质颗粒为亲油疏水和亲水疏油两种类型，并在分离器中均匀分布。在本公开中，异质结微通道分离器的空床流速为10-15m/h。在本公开中，异质结微通道分离器的反洗流量为进水流量的1.2-1.5倍，反洗时长为15-30分钟(min)。在本公开中，使用旋流再生器对床层颗粒再生，其进水流速<1m/s，例如0.4-0.7m/s。在本公开中，含油废水中悬浮物浓度不高于500mg/l时，所述步骤(ii)能够有效拦截含油废水中的悬浮物，使得出水悬浮物浓度降至30mg/l以下。在本公开中，含油废水中油类污染物浓度不高于200mg/l时，经所述步骤(ii)破乳除油后，其浓度降至15mg/l以下。在本公开的第二方面，提供了一种含油废水异质结微通道分离装置，该装置包括：用于实现含油废水中油、泥、水复合污染物协同分离的异质结微通道分离器；以及位于异质结微通道分离器顶部，用于强化颗粒介质再生的旋流再生器。在本公开中，所述异质结微通道分离器具有进口、出口(即，反洗水进口)和反洗水出口。在本公开中，介质颗粒的粒径为0.5-2mm。在本公开中，所述旋流再生器选用轴流式或切向式旋流器。在本公开中，所述异质结微通道分离器的床层占装置总容量的50-60％。在本公开中，所述异质结微通道分离器的压降不高于0.1mpa。以下参看附图。图1是根据本公开的一个优选实施方式的异质颗粒分布示意图。如图1所示，具有亲油、亲水两种不同性质的颗粒介质(亲水疏油介质和亲油疏水介质)，通过相互接触堆积的方式构成紧密的床层，实现乳化油破乳以及悬浮物拦截。图2是根据本公开的一个优选实施方式的异质结微通道分离器装置示意图。如图2所示，含油废水进入异质结微通道分离器1，在异质结微通道分离器1中实现油、泥、水的协同分离；运行一段时间后，对异质床层介质颗粒进行再生，通过将床层介质颗粒通入置于异质结微通道分离器1顶部的旋流再生器2(其包括底流出口7)中，去除颗粒孔道及表面的污染物，并重构异质结微通道分离器床层颗粒排布；其中，所述异质结微通道分离器1具有进口3，用于进水，出口4，用于出水和反洗进水(也是反洗水进口)，以及反洗水出口6，用于反洗出水(也是旋流再生器的溢流出口)。图3是根据本公开的一个优选实施方式的异质结微通道乳化油破乳分离示意图。如图3所示，乳化油同时与亲油、亲水异质颗粒(亲水介质和亲油介质)接触时，油、水分别受到异质介质的吸附作用力，经过撕裂、剥离和聚并过程，实现乳化液油、水分离。实施例下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。实施例1：1.工艺流程本实施例应用于某石油炼化含油废水预处理系统中，该基地现有污水处理厂预处理工艺为均质+隔油+浮选组合工艺，工艺流程相对较长，为保证出水效果，需要持续添加化学药剂，增加了废水处理成本。使用本发明的方法进行含油废水异质结微通道分离。本实施例中所用含油废水水质条件如下表1所示。表1来水水质条件cod(mg/l)nh4-n(mg/l)悬浮物(mg/l)石油类(mg/l)300-40040-60100-50050-2002.关键设备该工艺流程中的关键设备为异质结微通道分离器，在实际应用中，可根据处理量的不同选择并联不同数量的设备，工艺关键设备均为壳装设备，便于运输安装。本实施例中采用异质结微通道分离器处理石化含油废水。3.运行参数采用异质结微通道分离器对含油废水进行连续实验，并测定其进水和出水的油浓度和悬浮物浓度，测定结果如下表2所示。表2进出水油浓度和悬浮物浓度通过进出水水质分析看出，该预处理装置能有效分离含油废水中的分散、悬浮和乳化油。另外，本实施例中，异质结微通道分离器能够有效拦截悬浮物，并通过再生方式富集回收，且油泥富集回收过程也实现了循环密闭处理。该新型预处理方法脱除悬浮物和石油类效果稳定，通过进出水石油类浓度测定结果可以看出，石油类浓度基本能够控制在15mg/l以下，去除了大多数悬浮态油和乳化油；另外，该预处理方法能够将悬浮物浓度基本控制在30mg/l以下。本发明依托单元设备实现了含油废水的油水泥三相协同分离，取代了传统预处理过程药剂消耗，并同步实现了油泥、vocs减量，简化了传统工艺流程，助力于石化行业绿色发展。上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。当前第1页12