汽車油罐車容量檢定過程中含油污水處理工藝設計

陳文琳，鮮青龍，許德福

新疆維吾爾自治區計量測試研究院 （新疆 烏魯木齊 830011）

汽車油罐車的容量檢定通常以水為檢定介質，循環使用。周期檢定的油罐車罐壁有油品附著，罐底由于不平整也會有油品殘留，這就導致在清洗以及檢定結束后水中含有油。含油污水直接用于檢定，不僅會污染標準器，而且對水的密度也有影響，水的密度改變將會影響到油罐容積的檢定精度和結果；同時，含油污水若直接排放，將會污染人們的生產生活環境，對環境保護和可持續發展及生態平衡造成危害[1-2]。所以，在不使用化學藥劑的條件下進行含油污水的處理就成為建立油罐車檢定裝置中關鍵且亟待解決的一個問題，這種含油污水處理系統的研究，對提高油罐車容量檢定的準確度和自然環境保護具有重要的經濟意義和社會意義[3]。

1　含油污水的一般分類及其處理方法

1.1　含油污水的一般分類

根據油類在水中的存在形式，含油污水可以分為4類[4-6]。

1）浮油：油以連續相的狀態漂浮在水面上，形成一層油膜或油層，這種狀態下油滴粒徑較大，一般大于100 μm，占油品總量的70%～80%。

2）分散油：油以微小油滴的狀態懸浮于水中，不穩定，靜置一定時間后，小油滴自然聚集成較大直徑顆粒的油滴后浮到水面，形成大片油膜，其油粒直徑一般為10～100 μm。

3）乳化油：污水中如果含有表面活性劑，會使油形成穩定的乳化液，不易上浮水面，如果只用靜置的方法一般很難使其與水分離，這種狀態下的油滴粒徑極微小，一般不大于10 μm，大部分為0.1～2 μm，約占油類的5%～8%。

4）溶解油：是一種以化學方式溶解在水中的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要小，甚至可以小到幾納米，分離極難。

1.2　各種含油污水常用的處理方式

針對含油污水的類型不同，處理含油污水的方法也有很大區別，如表1所示[7]。常用的不同處理方法的優缺點比較見表2[8-13]。

1.3　傳統的化學-過濾法處理含油污水時的缺點

1）處理過程中需添加各種化學藥劑，藥劑成本較高，導致含油污水處理運行成本總體偏高。

2）易產生大量浮渣，很難處理，會造成較為嚴重的二次污染，同時污水處理成本也會增加。

3）過濾器很容易被堵塞，需定期頻繁沖洗，而反洗時需要停機，會導致過濾器的應用時效下降，既影響裝置的整體處理效果，也會增加運行成本。

4）濾料易板結，反沖洗時難以徹底排污，需定期更換濾料，濾料消耗大，因此處理成本較高[5,14]。

表1　不同油形含油污水處理方法

表2　含油污水處理方法優缺點

1.4　處理流程設計思路

基于以上現狀和實際工作的需要，本文提出在不使用化學藥劑的條件下，采用“重力分離-氣浮-粗粒化-過濾”的工藝流程來處理汽車油罐車容量檢定過程中產生的含油污水。如圖1所示，初步處理為集水池的一級沉降處理；二級處理是指采用重力分離法（隔油池）進行油水分離的處理階段；三級處理是指采用氣浮、聚結、過濾等方法或組合工藝進行油水分離的處理階段。

圖1　含油污水處理步驟

2　含油污水處理裝置的設計

汽車油罐車容量檢定過程中含油污水的處理裝置主要由集水池、氣浮式隔油池、聚結分離池及砂濾系統與含油污水管路依次串連在一起構成，如圖2所示。

2.1　集水池

為了保證含油污水以無沖擊的狀態進入隔油池，在隔油池前端設計一個集水池，使檢定完后的循環用水在進入隔油池前先進入集水池，使水流進行一個流速緩沖，并在這里完成初步的沉降處理。

圖2　含油污水處理裝置結構示意圖

2.2　氣浮式隔油池

通過重力分離法[15]和氣浮法[16-17]結合的方式搭建的氣浮式隔油池裝置如圖3所示。

圖3　氣浮式隔油池

1）含油污水以基本無沖擊狀態進入隔油池進水配水間，進水配水間應為垂直折流式，二室配置，二室間隔墻下部在一定程度上懸空。第一室下向流，第二室上向流，第一室前應設有除渣裝置，采用不銹鋼細篩網制作，能夠有效去除水中懸浮物，顯著降低水中污染物指標，同時能夠有效防止后續設備被堵塞；第二室與隔油段用配水墻間隔。

2）第二室安裝氣液發生器，使氣浮法去乳化的步驟在這里完成。

3）經氣浮法去乳化后應接隔油段，隔油段與出水間以出水配水墻間隔，以隔油段出水堰保持隔油段液面，隔油段之后接集水槽和出水管；隔油段上端液面應設置自動撇油機及集油裝置；隔油段池底宜設刮油刮泥機及排泥管；隔油段宜設非燃燒材料制成的蓋板，并設置滅火設施。

2.3　聚結分離池

聚結分離池[18-19]分為殼體、分離段、聚結床等部分，從隔油池出來的污水通過設置在殼體內的聚結床，油滴聚結變大進而完成油水分離；將波紋板的結構特性和聚結法的材料特性有效地結合，可大大提高油水分離的效率。

2.4　砂濾系統

在實際處理過程中，當發生突發事件時，水量大于設計能力，雖已經過氣浮系統及聚結系統處理但仍含有少量乳化油，則需啟動砂濾系統。砂濾罐用石英砂做填料，加壓進水強行通過濾層，以便濾除剩余的油粒。

3　結束語

結合汽車油罐車容量檢定過程中實際應用的需求，在低能耗、低成本、無化學藥劑的條件下設計并完成了一套含油污水處理工藝流程。在參考工業應用油水分離設備的基礎上，分別對隔油池、氣浮池、聚結分離器、過濾裝置進行設計，得到了一套含油污水處理裝置，該工藝不僅設備簡單、經濟，而且還可避免二次污染。