石油煉制過程中的電脫鹽廢水因含有大量乳化油、膠質和瀝青質等難降解物質,成為污水處理領域的重大挑戰。傳統重力分離、離心分離等技術難以應對高乳化穩定性廢水,而電絮凝技術憑借其電場破乳、絮凝氣浮與氧化協同作用的獨特優勢,為這一難題提供了創新解決方案。
工藝原理:多機制協同的破乳體系
電絮凝技術通過電化學作用實現油水高效分離,其核心機制包括:
電場破乳:在脈沖電場作用下,分散相油滴發生極化,形成與電場平行的液滴鏈,進而聚結成大粒徑油滴,實現重力沉降分離。實驗數據顯示,該過程可使廢水含油量從1700mg/L降至26.2%(曝氣30min后),顯著降低后續處理負荷。
活性絮凝劑生成:陽極溶解的鐵離子(Fe2?/Fe3?)與陰極產生的氫氧根結合,形成具有高吸附能力的羥基化鐵絡合物,快速網捕油滴和懸浮物。
氣浮作用:陰極析出的氫氣形成微氣泡,攜帶絮體上浮至水面,進一步提升油水分離效率。
研究表明,在初始電流1.0A、反應時間15min的條件下,COD和溶解性COD去除率分別達80%和50%,且降解過程符合準一級動力學模型,證明其高效性與穩定性。
技術優勢:低耗高效與資源化潛力
與傳統工藝相比,電絮凝技術展現出顯著優勢:
能耗低:脈沖電源優化了電能利用效率,直接運行成本約0.92元/m3,低于化學藥劑破乳的10元/m3成本。
污泥減量:絮體粒徑大、含水率低,污泥產量減少50%以上,降低后續處置費用。
多污染物協同去除:除油外,電絮凝還可同步降解部分溶解性有機物(如環烷酸),并降低廢水毒性,避免生化系統崩潰。
工程應用與優化方向
在河北某石化企業的中試項目中,采用管式電絮凝反應器處理電脫鹽反沖洗廢水,處理規模80m3/h。運行結果顯示:
出水含油量穩定低于50mg/L,滿足《石油煉制工業污染物排放標準》(GB 31570-2015);
COD去除率超70%,溶解性COD占比從29%提升至70%,顯著改善可生化性;
設備抗沖擊性強,在原油性質波動時仍能保持穩定運行。
未來優化方向包括:
智能化控制:結合在線監測技術動態調節電流密度和脈沖頻率,提升能效;
復合工藝開發:耦合旋流溶氣氣浮(CDFU)或膜分離技術,進一步提高除油精度;
資源回收:探索浮渣中油脂與金屬離子的協同回收工藝,實現經濟效益與環境效益雙贏。
結語
電脫鹽廢水電絮凝破乳分離工藝通過多機制協同作用,實現了高效、低耗的油水分離,為煉化企業廢水處理提供了可靠的技術選擇。隨著電化學技術與智能控制的深度融合,該工藝有望在全球范圍內推動石油石化行業綠色轉型。