本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)及除油方法。

背景技術(shù)：

通常情況下，通過電脫鹽裝置的操作優(yōu)化和破乳劑的優(yōu)選，原油電脫鹽罐排出污水應(yīng)達到含油量不大于150ppm的技術(shù)指標(biāo)，并可直接排放進入煉油廠污水處理系統(tǒng)。但是，在特殊情況下，尤其是近年來隨著劣質(zhì)原油加工數(shù)量的不斷增加，如加工重質(zhì)稠油、高酸油時常常造成脫鹽污水長期不能達標(biāo)，或污水含油太高，有時甚至高達1％，這樣脫鹽污水就必須經(jīng)過處理后才能排入污水處理系統(tǒng)。針對脫鹽污水的處理，目前煉油廠常用的方法是增加一污水除油罐，向除油罐中添加污水處理劑如破乳劑、絮凝劑等，對脫鹽污水進行凈化處理后再排入煉廠污水處理系統(tǒng)。

常規(guī)的含油污水處理方法有旋流分離和斜板-聚結(jié)分離。旋流分離器的基本構(gòu)造為一個分離腔、一到兩個入口和兩個出口。旋流器分離腔主要有圓柱形、圓錐形、柱-錐形三種基本形式。入口有切向入口和漸開線入口兩種，出口一般為兩個，而且多為軸向出口，分布在旋流分離器的兩端?？拷M料端的為溢流口，遠離進料端的為底流口。

旋流器是物理的、機械式的脫油，而電脫鹽污水中的油都是表面活性極強的乳化液，所以必須保證旋流器的入口污水油濃度在設(shè)計范圍內(nèi)，才能確保旋流分離器的效果；由于旋流器內(nèi)流體的流動產(chǎn)生一定的剪切作用，如果參數(shù)設(shè)計不當(dāng)，容易將液滴(油滴或水滴)打碎乳化而惡化分離過程；由于處理不同性質(zhì)的物料往往需要不同結(jié)構(gòu)尺寸或操作條件的旋流器，因此，旋流器通用性較差。

斜板-聚結(jié)除油器的基本原理依據(jù)斯托克斯定律，微小油珠的分離最大距離是分隔板板間距，分離時間是水相在分布板內(nèi)的流動時間，為了使更小的油滴能夠浮升，就要控制合理的分隔板間距和長度的比值，還要控制水相在分隔板中的流速，這樣才能取得好的除油效果。該種除油器為了達到好的效果就必須做的很大，從而有效降低分隔板間距和長度的比值以及水相在分隔板中的流速。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)及除油方法，具有排出污水含油量低，排出污油含水量低的特點。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)，包括兩個部分，旋流分離部分和污油脫水部分；

所述旋流分離部分包括一級旋流除油器、二級旋流除油器和管道；

所述一級、二級旋流除油器為同一結(jié)構(gòu)，均由圓筒段、大錐段、小錐段和尾直管段依次連接且直徑依次縮小，在相鄰兩段的套接部分直徑相等；所述圓筒段、尾直管段均為圓柱形空腔，在圓筒段邊壁上開有切向口作為含油污水入口，在其底部開口作為排油口，在尾直管段的尾端開口作為凈水出口，所述大錐段、小錐段均為圓臺形空腔；

所述旋流分離部分中，一級旋流除油器、二級旋流除油器經(jīng)由管道依次連接，一級、二級旋流除油器入口位置的管道上均設(shè)有壓力監(jiān)測和調(diào)節(jié)裝置，出口位置的管道上均設(shè)有壓力監(jiān)測裝置；

所述污油脫水部分包括污油脫水器和設(shè)置在其出入口的管道；

所述污油脫水器，其主體為一臥式罐，罐的一側(cè)開口作為含水污油入口，罐的另一側(cè)開口作為污水排出口，罐頂設(shè)置集油包和變壓器，罐底開口作為放液口；所述集油包，其主體為一圓柱形容器，其內(nèi)設(shè)置上、下兩層電極板，兩層電極板均通過絕緣吊掛懸掛在集油包內(nèi)，集油包頂部開口作為污油排出口，集油包與變壓器相鄰的一側(cè)開口作為電源引入口，變壓器高壓側(cè)通過電源引入口與下層電極板相連；

所述旋流分離部分中旋流除油器排油口的管道與所述污油脫水部分中污油脫水器含水污油入口的管道相連。

優(yōu)選的，所述污油脫水器上另設(shè)有界位儀，所述界位儀設(shè)有兩個端口，分別連接污油脫水器罐本體和集油包；污油脫水器污油排出口的管道上另設(shè)有界位調(diào)節(jié)閥，與所述界位儀聯(lián)鎖。

優(yōu)選的，所述污油脫水器上另設(shè)有壓力變送器，其端口連接污油脫水器罐本體；污油脫水器污水排出口的管道上另設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥，與所述壓力變送器聯(lián)鎖。

優(yōu)選的，所述污油脫水器污水排出口的管道上另設(shè)置旁路管道，并在該旁路管道上設(shè)有安全泄放閥。

優(yōu)選的，所述污油脫水器含水污油入口的管道上另設(shè)置旁路管道，與污油脫水器污水排出口的管道相連。

優(yōu)選的，所述集油包內(nèi)的絕緣吊掛為聚四氟乙烯材質(zhì)。

一種基于上述電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)的污水除油方法，包括以下步驟：

步驟1)經(jīng)電脫鹽處理后排出的含油污水經(jīng)管道進入一級旋流除油器進行除油處理，處理后的污水通過一級旋流除油器的凈水出口排出，通過管道進入二級旋流除油器，處理后的含水污油通過一級旋流除油器的排油口排出，進入管道；

步驟2)所述二級旋流除油器中的污水再次被旋流處理，處理后的污水通過二級旋流除油器的凈水出口排出，在下游污水處理設(shè)施中深度處理；在二級旋流除油器中處理后的含水污油通過二級旋流除油器的排油口排出，與來自一級旋流除油器的含水污油一同進入管道；

步驟3)步驟1)、步驟2)所述的含水污油通過管道進入污油脫水器，隨著含水污油的增加，液層升高，含水污油的上層液體進入集油包，在集油包中兩層電極板之間形成的強電場的作用下，含水污油中的水從油層中分離、沉降下來，重新回到污油脫水器；含水污油中的污油在集油包中被強電場分離，經(jīng)集油包頂部的污油排出口排出進入管道，進行回收再利用；

步驟4)沉降在污油脫水器中的污水經(jīng)污水排出口進入管道排出，在下游污水處理設(shè)施中深度處理；

步驟5)當(dāng)需要放凈污油脫水器內(nèi)的液體時，打開污油脫水器底部的放液口，液體經(jīng)放液口進入管道排出；

步驟6)所述界位調(diào)節(jié)閥根據(jù)界位儀的指示調(diào)節(jié)開度，設(shè)定油水界位高度為50％～80％，當(dāng)界位儀的指示高度低于設(shè)定的油水界位高度時，界位調(diào)節(jié)閥開度變小，當(dāng)界位儀的指示高度高于設(shè)定的油水界位高度時，界位調(diào)節(jié)閥的開度變大，當(dāng)界位儀的指示高度與設(shè)定的油水界位高度一致時，界位調(diào)節(jié)閥的開度不變；

步驟7)所述壓力調(diào)節(jié)閥根據(jù)壓力變送器的指示調(diào)節(jié)開度，當(dāng)壓力變送器的指示低于設(shè)定的壓力時，壓力調(diào)節(jié)閥開度變小，當(dāng)壓力變送器的指示高于設(shè)定的壓力時，壓力調(diào)節(jié)閥開度變大，當(dāng)壓力變送器的指示與設(shè)定的壓力一致時，壓力調(diào)節(jié)閥開度不變；

步驟8)所述安全泄放閥設(shè)置一整定壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，安全泄放閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于整定壓力時，安全泄放閥開啟，直到系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，安全泄放閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)；

步驟9)在緊急情況下，含水污油可經(jīng)所述污油脫水器含水污油入口的管道上另設(shè)置的旁路管道，直接進入污油脫水器污水排出口的管道并排出。

本發(fā)明一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)及方法的有益效果如下：

該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了旋流除油和電場聚結(jié)除油，旋流除油用作預(yù)處理，電場聚結(jié)除油用作深度處理，使得系統(tǒng)排出污水含油量低，可直接去下游污水處理設(shè)施深度處理，系統(tǒng)排出污油含水量低，可直接回用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)的旋流除油器的結(jié)構(gòu)圖：

其中，1-含油污水入口、2-排油口、3-圓筒段、4-大錐段、5-小錐段、6-尾直管段、7-凈水出口。

圖2為本發(fā)明電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)的污油脫水器的結(jié)構(gòu)圖：

其中，8-含水污油入口、9-污油排出口、10-污水排出口、11-放液口、12-界位儀第一接口、13-界位儀第二接口、14-壓力變送器接口、15-電源引入口、16-電極板、17-絕緣吊掛、18-污油脫水器罐本體、19-集油包。

圖3為本發(fā)明電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)的旋流分離部分流程示意圖：

其中，20-含油污水入口管道、21-第一調(diào)節(jié)閥、22-第一壓力表、23-一級旋流除油器、24-第二調(diào)節(jié)閥、25-第二壓力表、26-第三壓力表、27-二級旋流除油器、28-第四壓力表、29-第一污水排出管道、30-第五壓力表、31-第六壓力表、32-第一污油排出管道。

圖4為本發(fā)明電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)的污油脫水部分流程示意圖：

其中，33-含水污油入口管道、34-變壓器、35-界位儀、36-壓力變送器、37-界位調(diào)節(jié)閥、38-第二污油排出管道、39-壓力調(diào)節(jié)閥、40-第二污水排出管道、41-安全泄放閥、42-安全泄放管道、43-放液管道、44-污油旁路管道。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)及除油方法的技術(shù)方案作進一步詳細說明。

實施例1

一種電脫鹽排出污水除油系統(tǒng)，包括兩個部分，旋流分離部分和污油脫水部分。

如圖1所示，旋流除油器由圓筒段3、大錐段4、小錐段5和尾直管段6依次連接組成，且直徑依次縮小，為了連接方便，在相鄰兩段需要套接的部分直徑相等；所述圓筒段3、尾直管段6均為一圓柱形空腔，在圓筒段3邊壁上開有切向口作為含油污水入口1，在其底部開口作為排油口2，在尾直管段6的尾端開口作為凈水出口7，所述大錐段4、小錐段5均為為圓臺形空腔。

如圖1、3所示，來自電脫鹽罐底的含油污水經(jīng)過含油污水入口管道20和調(diào)節(jié)閥21進入一級旋流除油器23進行除油處理，處理后的污水通過一級旋流除油器23的凈水出口排出，去二級旋流除油器27，含水污油通過一級旋流除油器23的排油口排出，去第一污油排出管道32。進入二級旋流除油器27的污水再次被旋流處理，處理后的污水通過二級旋流除油器27的凈水出口排出，去第一污水排出管道29，在下游污水處理設(shè)施(如煉廠污水處理系統(tǒng))中深度處理。含水污油通過二級旋流除油器27的排油口排出，與來自一級旋流除油器23的含水污油一同去第一污油排出管道32。第一污油排出管道32與污油脫水部分的入口連接。

上述旋流分離的過程中，旋流除油器的運行壓力需維持在0.6-1.0mpa，可以設(shè)置多個壓力表用于監(jiān)測系統(tǒng)各個部位的運行壓力，另在關(guān)鍵位置設(shè)置調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)壓力。具體來說，可以在含油污水入口管道20上設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥21和第一壓力表22，用于實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)進入一級旋流除油器23前的含油污水入口管道20的運行壓力；在一級旋流除油器23與二級旋流除油器27之間連接的管道上設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥24和第二壓力表25，用于實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)一級、二級旋流除油器之間的管道的運行壓力；在第一污水排出管道和第一污油排出管道上分別設(shè)置第三壓力表26、第四壓力表28、第五壓力表30和第六壓力表31，用于分別監(jiān)測一級、二級旋流除油器的各個出口處的管道的運行壓力。

旋流除油器運行時，待處理含油污水在上述運行壓力下切向進入旋流除油器的圓筒段3，并在旋流器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生足夠強度的離心力場。由于離心作用，油相向旋流器軸心處運動，形成向上的內(nèi)旋流油核；水相向器壁運動，形成向下的外旋流。油水分離后，油從排油口2排出，凈化水從凈水出口7排出。

旋流除油器的小錐段5是油水分離的主要區(qū)域。在小錐段5附近流體的角動量達到最大值。在小錐段5內(nèi)，由于管壁的摩擦，液流在錐管內(nèi)流動的角動量減弱，另外，小錐角5流通面積逐漸減小將補償角動量的減小，二者的綜合作用使流體保持相對穩(wěn)定的高速旋流運動。流過小錐管5后的液流仍有很大的角動量，含油污水可以在尾直管段6得到進一步的分離。尾直管段6對螺旋運動的油核起穩(wěn)定作用，其出口(凈水出口7)液體即為分離后的凈化水。

如圖2所示，污油脫水器的主體為一臥式罐，罐的一側(cè)設(shè)置含水污油入口8，罐的另一側(cè)設(shè)置污水排出口10，罐頂設(shè)置集油包19，罐頂開口作為壓力變送器接口14，罐底設(shè)置放液口11，罐表面設(shè)置界位儀第一接口12；所述集油包19，其主體為一圓柱形容器，其內(nèi)設(shè)置上、下兩層電極板16，兩層電極板16均通過絕緣吊掛17懸掛在集油包19內(nèi)，集油包19頂部開口作為污油排出口9，集油包19一側(cè)開口作為電源引入口15，另一側(cè)開口作為界位儀第二接口13。

如圖2、4所示，來自旋流除油部分的污油自含水污油入口管道33進入污油脫水器罐本體18，污油中的部分大水滴在重力作用下于罐體內(nèi)沉降。當(dāng)液層逐漸升高后，進入集油包19，集油包19內(nèi)設(shè)置有上、下兩層電極板16，兩層電極板16均通過聚四氟乙烯材質(zhì)的絕緣吊掛17懸掛在集油包19內(nèi)，其中下層電極板與變壓器34高壓輸出側(cè)相連接，于是兩層電極板16之間形成一個強電場。當(dāng)含水油層進入兩層電極板16形成的強電場后，污油中的小水滴在電場的作用下聚結(jié)，小水滴聚結(jié)成大水滴，最終從油層中分離、沉降下來，進入污油脫水器罐本體18。被脫水凈化的污油則從集油包19頂部的污油排出口9離開集油包19，進入第二污油排出管道38，進行回收再利用。第二污油排出管道38設(shè)置有界位調(diào)節(jié)閥37，其與安裝在集油包19與污油脫水器罐本體18之間的界位儀35聯(lián)鎖，界位調(diào)節(jié)閥37的開度根據(jù)界位儀35的指示調(diào)節(jié)，設(shè)定油水界位高度為50％～80％，當(dāng)界位儀35的指示低于設(shè)定的油水界位高度時，界位調(diào)節(jié)閥37開度變小，當(dāng)界位儀35的指示高于設(shè)定的油水界位高度時，界位調(diào)節(jié)閥37的開度變大，當(dāng)界位儀35的指示高度與設(shè)定的油水界位高度一致時，界位調(diào)節(jié)閥37的開度不變。沉降在污油脫水器罐本體18的污水自污水排出口10進入第二污水排出管道40，在下游污水處理設(shè)施(如煉廠污水處理系統(tǒng))中深度處理。第二污水排出管道40上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥39，壓力調(diào)節(jié)閥39與安裝在污油脫水器罐本體18頂部的壓力變送器36聯(lián)鎖，壓力調(diào)節(jié)閥39的開度根據(jù)壓力變送器36的指示調(diào)節(jié)，當(dāng)壓力變送器36的指示低于設(shè)定的壓力時，壓力調(diào)節(jié)閥39開度變小，當(dāng)壓力變送器36的指示高于設(shè)定的壓力時，壓力調(diào)節(jié)閥39開度變大，當(dāng)壓力變送器36的指示與設(shè)定的壓力一致時，壓力調(diào)節(jié)閥39開度不變。在第二污水排出管道40上另設(shè)置安全泄放管道42，安全泄放管道42上設(shè)置安全泄放閥41。安全泄放閥41設(shè)置一整定壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，安全泄放閥41關(guān)閉，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于整定壓力時，安全泄放閥41開啟，直到系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，安全泄放閥41恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)。污油脫水部分另設(shè)置放液管道43，其與污油脫水器罐本體18底部的放液口11連接，用于將污油脫水器內(nèi)的液體放凈。含水污油入口管道33上另設(shè)置污油旁路管道44，該污油旁路管道44直接與第二污水排出管道40相連，可使污油在緊急情況下，不經(jīng)過污油脫水器，直接經(jīng)第二污水排出管道40排出。

油水兩相的密度差是油水分離的推動力，而油的黏度則是阻力，對于水和油這兩個互不相溶的液體的分離，水滴的沉降速度符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯定律：

u＝d²(ρ1-ρ2)g/18μρ2

式中，u—水滴沉降速度，m/s；

d—水滴直徑，m；

ρ1、ρ2—水和油的密度，kg/m³；

μ—油的運動黏度，m²/s；

g—重力加速度，m/s²。

由上式可知，要增大沉降速度，主要應(yīng)增大水滴直徑和降低油的黏度，并使水與油密度差增大。在含水污油脫水的技術(shù)條件前提下，只有增大水滴直徑是可能的選項。在電場的作用下，小水滴經(jīng)極化、變形、振蕩、吸引、排斥等作用后聚成大水滴。由于水滴的沉降速度與水滴直徑的平方成正比，所以增大水滴直徑可以大大加快它對的沉降速度。

實際運行中，來自電脫鹽系統(tǒng)的含油10％的污水，經(jīng)過兩級旋流后，將污水分為兩部分，一部分為含油污水，污水含油小于100ppm，含油污水去后續(xù)水處理系統(tǒng)，另一部分為含水污油，污油含水10％，含水污油再去污油脫水器處理，處理后的污油含水小于0.1％，處理過程中排水含油可降至小于100ppm，再去后續(xù)處理設(shè)施。