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物理法石化废水处理变革性技术

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登记号:G20200221

所属行业:水利、环境和公共设施管理业

学科分类:环境工程学;

关键词: 物理分离 石化废水 微界面震荡 自转破乳

绿色分类:水污染治理与修复;

  • 基本信息
成果名称: 物理法石化废水处理变革性技术
成果登记号: G20200221 学科分类: 环境工程学;
绿色分类: 水污染治理与修复; 项目关键词: 物理分离  石化废水  微界面震荡  自转破乳  
推荐单位:

华东理工大学

成果所处阶段: 中期阶段
合作方式: 成果所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
国家/地区: 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

主要介绍以下方面:

一、项目简介

石油化工广泛覆盖石油炼制、煤化工、海上钻井采油/采气多种行业,是国家的基础性支柱产业,对国民经济发展起到了举足轻重的作用;同时,石化废水污染物排放强度持续处于高位,对区域性生态环境造成了承重的负担。以传统“隔油-浮选-生化”的石化污水处理技术通过加入化学药剂,利用微生物将有机污染物矿化为CO2、水和氮气,附带难降解污染的油泥、浮渣和剩余污泥则沦为危险废弃物并排放VOCs,消极且难以满足新时代生态文明建设需求。

物理法处理石化废水成套技术突破在末端以消极无害化为核心的石化废水处理常规被动模式,构建以源头积极资源化为核心的变革性主动模式。本技术依托湍流流动与颗粒运动的关联关系以及颗粒运动与污染物传递的关联,构建以旋流自转、自公转耦合诱导微界面振荡新原理;同时,摒弃了化学破乳、生化降解、相变蒸发等污水处理常规理念,形成了基于颗粒自转及自公转耦合和微界面振荡调控为核心的物理分离技术系统,建立了物理法技术运行优化方法和长效运行机制,并由此开发物理法石化废水处理变革性成套技术及装备,并构建了变革性工艺性能优化方法、单元技术负荷协同优化方案。

石化废水来源广泛且组分复杂,通常包含悬浮物、浮油和乳化油等石油类、溶解性有机物和营养物、盐分等,普遍具有浓度高、难降解、生物毒性大等特征,单一工艺技术很难实现污染物有效处理而达到废水达标外排或回用目的,由隔油、浮选和生化组合的“老三套”是当前石化废水处理的主流工艺。本技术创造性提出基于物理分离的成套处理工艺,按照绿色化废水处理未来场景,构建取消化学浮选、生化降解的物理法主工艺流程。成套技术能够实现石化废水处理过程化学药剂消耗减少90%,油泥、浮渣、VOCs产量减少80%,且综合处理成本减半,对于重构石化废水处理工艺和推动生态文明建设具有重要意义。

图1 石化废水处理变革性工艺流程

二、合作内容

(一)涉及到的主要相关技术简介

遵循“发现新现象探索新规律-研发变革性单项分离技术-重构变革性工艺流程-重组工程装置样机”的研究主线,项目基础理论探索部分预期采用光学测试、表界面微观检测、数值模拟和实验研究等方法,研究包括旋流场流体流动与颗粒运动的关联,颗粒自转、自公转耦合及其诱导颗粒微界面振荡等运动过程,以及颗粒运动与废水中污染物传递分离的关联机制等。物理法技术研究则主要通过实验研究,重点揭示以颗粒自转、自公转耦合及其诱导颗粒微界面振荡等运动为基础的自转破乳、自公转耦合干化和振荡分离过程原理,揭示物理分离新原理。工艺流程技术研发采用单元实验、序批试验和中试优化实验相结合,研究变革性组合工艺的可行性和最佳操作阈。工程装置研制则基于中试试验和装备样机配套示范装置,开发5种石化废水物理法处理的装备样机、及其构效分别在海上采油/采气平台、石油炼制废水、甲醇制烯烃废水和乙烯废碱液等处理场地搭建中试试验装置,研究结构聚结自转破乳器、沸腾床振荡分离器、自公转耦合非相变干化器等核心装备样机的构效关系和放大规律,以此研制工程装置规模的物理法装备样机,并依托工程装置研究物理法装置长效运行效能、经济性以及与常规装置的匹配性,依次开发涵盖装备样机设计、制造、检验和运行维修的工程装置技术关系和放大规律。

图2 石化废水处理变革性工艺技术流程

(二)拟合作区域及合作对象

石油化工行业是国家基础性支柱产业。石化废水作为石油化工的副产物,随着原油油品劣质化加剧,愈发呈现高浓度、难降解、生物毒性大的特性。加之环境承载负荷逐渐降低,环保排放标准日趋严苛,两方面综合作用,石油化工行业的废水处理压力持续升级。本项目拟承接国内外具有含油污水处理需求的相关企业,包括化工类、煤业、新能源、油田开采等,建立相关工程示范基地,开展针对具体工况下设备相关结构适配以及工艺参数的调试,帮助其解决含油下水系统来水以及电脱盐污水等高含油率,高浊度污水的除油净化工作,从而突破末端消极无害化约束而构建变革性石化废水源头资源化处理主动模式的光明前景。

(三)拟合作模式

项目未来可能涉及的合作模式涵盖技术转让、技术许可、合作研发、中试实验、技术融资、技术作价入股等形式。主要针对相关机理的研究以及技术的研发。其实验以及最终的规模化需要依托技术需求型企业进行支持。由于目标市场以及生产方式的特殊性,希望展开的合作模式有技术许可、合作研发以及中试实验。如通过签订合同的方式,向技术受许可企业提供所必需的专利、商标或专有技术的使用权以及产品度的制造权和销售权。帮助技术受许可方掌握技术,协助组织初始生产,帮助选购合适的设备、原材料,协助指导安装调试、工艺流程设计等。受许可企业应向技术许可企业支付使用费,并承担保守秘密等项义务。或与企业技术人员交流学习,促进技术流动,通过我方的知识或知识产权、技术诀窍、设备等作为资本股份,投入合资经营或联营企业,获得部分企业股权。

三、合作案例

(1)实验待处理物料为中国石化股份有限公司镇海炼化分公司(ZRCC)炼油污水,处理场含油污水采用 400mm 公称直径的沸腾床分离器和形状聚结器场处理 4m3/h的来水,现场侧线实验装置如图3所示。泵房含油废水经入口泵增压后进入沸腾床分离器,经过深层过滤去除油泥和部分浮油的含油废水进入形状聚结器,经过深度破乳除油后返回原处理系统。


姓名: 汪华林 性别:
出生日期: 1968-10-09 08:00:00.0 职务: 教授
国籍(地区): 联系地址: 上海市梅陇路130号
电子邮件: wanghl@ecust.edu.cn
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