變電站移動式一體化含油廢水處理裝置研究

劉曉華　李輝　郭振國　劉國興　劉永亮　艾珺迪

摘要：指出了目前，我國變電站中變壓器多為油浸式變壓站，變壓器檢修產(chǎn)生的變壓器油通過排油管道進入事故油池，在夏季降雨量較大時，事故油池油水分離時間少，分離不徹底，少部分會隨雨水排出站外，從而對站外環(huán)境產(chǎn)生威脅。為此，創(chuàng)造性地提出了一種移動式一體化含油廢水處理裝置，在對變電站事故油池含油廢水進行處理后可達標排放，可為我國變電站含油廢水處理提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站;含油廢水;移動式一體化含油廢水處理裝置

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：16 74-9944（ 2020） 2-0109-02

1 引言

《國家危險廢物名錄》（2016版）中明確“變壓器維護、更換和拆解過程中產(chǎn)生的廢變壓器油”為危險廢物，廢物類別為“HW08廢礦物油與含礦物油廢物”，廢物代碼為900 220-08，危險特性包括毒性（Toxicity，T）和易燃性（ Ignitability，I）[2]。變電站運行期間，含油設(shè)備故障檢修過程中，有變壓器油泄露的風(fēng)險，漏出的變壓器油通過集油坑收集后，經(jīng)坑底排油管，進入事故油池，靜待油水分離后，上層廢油交由有危廢處置能力的單位回收處置[1]。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 油水分離方法現(xiàn)狀

目前常用的油水分離法主要有3種：一是氣浮法，氣浮池表面負荷高，水力停留時間短，池深淺，體積小，去油效率高，但起泡浮耗能大，運營費用偏高，且需投藥，日常管理要求高;二是過濾法，過濾效果好，出水含油量極少，但需要定期更換過濾介質(zhì);三是重力式油水分離法，該方法操作簡單、造價經(jīng)濟、運行費用低、維護簡單[3-5]。此3種方法單一使用處理效果不佳，因此需應(yīng)用復(fù)合式的方法進行含油廢水的處理。

2.2 變電站含油現(xiàn)狀

本次研究選取我國中部地區(qū)33座變電站進行調(diào)查，經(jīng)過詳細的現(xiàn)場踏勘和查詢相關(guān)資料，得出以下結(jié)論（表1）。

從圖1可知我國中部500 kV變電站的事故油池中無浮油占比58%，微量浮油占比17%，少量浮油占比9%，有浮油占比9%，大量浮油占比7%，總體含油情況良好，仍有個別變電站事故油池內(nèi)含油量較大。

3 移動式一體化含油廢水處理裝置的研制 本裝置原理：斜板、斜管統(tǒng)稱為淺池，是建立在淺池原理基礎(chǔ)上的。設(shè)有一理想分離池，體積為V，表面積為A，池長為L，寬為B，高為H，處理水量Q，停留時間為t，上浮速度為U。由淺池原理可知：上浮效率僅為池表面積的函數(shù)，而與水深無關(guān)。當(dāng)容積為定值時，池子越淺則A值越大，上浮效率越高。所以，如果將池按高度分隔為n層，即分隔為n個高度為h= H/n的淺層上浮單元，在Q不變的條件下，油粒的上浮高度由H減小到H/n，從而使該池油粒去除率比原來增大了n倍。顯然，分隔的淺層數(shù)越多，去除率也相應(yīng)提高。將這一原理可制成斜板或斜管池。設(shè)備材質(zhì)具有不粘油、抗化學(xué)性（防腐）、耐紫外線和抗老化等特點。內(nèi)部立體捕集板間間距為12.7 mm（對于高懸浮物的廢水，可以采用間距為19 mm的設(shè)計）。因此，當(dāng)水流通過填料時，小顆粒的油滴在重力的作用下，只需要上升12.7 mm，即可觸撞捕集器板，被捕集板捕獲。這種現(xiàn)象稱為重力加速分離原理。由于聚集器的作用，小顆粒的油滴會聚集成大油滴，油滴沿著捕集板的板結(jié)構(gòu)向上流動。根據(jù)stocks定律，較大顆粒的油滴會迅速浮到水面，與水體完全分離出來。同時，通過創(chuàng)新性的導(dǎo)流設(shè)計，使油水混合物在特定的水力控制條件下能夠快速高效的實現(xiàn)油水分離。后端的吸附過濾器能夠進一步的進行油水分離，保證出水含油量能夠穩(wěn)定達標。移動式一體化含油廢水處理裝置如圖2所示。

工藝流程：首先主要采用物理除油，用以快速去除表面大部分浮油。在含油污水進入隔油池時，通過斜板延長停留時間，然后通過擋板，把油隔離于油水分離器的前段，然后通過中部集油槽收集，再通過排油管排入集油桶得以去除。而底部的不含油（或含有微量油）的污水則自流流入后段的水池，再通過管道自流流入吸附過濾器進行過濾吸附處理。在吸附過濾器中，污水經(jīng)過布置于過濾器內(nèi)部的細密過濾棉吸附，初步去除污水中剩余的少量油;再經(jīng)過二級布置的活性炭的深度吸附，從而深度有效的去除水中的C（）D等有機化合物，從而使污水達標排放（圖3）。

4 污水處理結(jié)果分析

在實驗中，隨機選取10座事故油池為研究對象，選取具有代表性的COD和石油類作為水質(zhì)指標，對本裝置的污水處理能力進行研究;待本裝置穩(wěn)定運行一段時間后，對本裝置進出口水質(zhì)進行檢測，檢測分析結(jié)果見圖4、圖5。

由圖4、5可知，經(jīng)過一體化污水處理裝置處理后的事故油池含油廢水中COD和石油類均達到《污水綜合排放標準》一級標準限值要求，達標率為100%。

5 結(jié)論與建議

事故油池中含油廢水為危險廢棄物。為了防止在短時間內(nèi)有大的降水發(fā)生從而導(dǎo)致事故油池中含油廢水隨雨水排至站外的風(fēng)險事件發(fā)生。本研究在國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部首次使用移動式一體化含油廢水處置裝置對事故油池內(nèi)含油廢水進行清理，充分利用該裝置的便利性和高效性，確保變電站事故油池含油廢水不排出站外，避免因含油廢水外排而產(chǎn)生新的環(huán)境問題，適應(yīng)了更高水平的環(huán)保要求。

參考文獻：

[1]張體強，變電站污水處理現(xiàn)狀與展望[Jl.環(huán)境科學(xué)與管理，201 7（42）：83-86.

[2]國家發(fā)改委.國家危險廢物名錄[R].北京：中華人民共和國國家發(fā)展與改革委員會，2016.

[3]李輝，朱敏，劉曉華，等.500 kV變電站事故油池油水分離性能及處理研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（11）：71—72.

[4]雷崗星.含油廢水處理技術(shù)研究進展[J].環(huán)境研究與檢測，2017（1）.

[5]解宏端，刑文東，楊雨桐，等，含油廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技資訊.2015（18）.

作者簡介：劉曉華（1980-），女，高級工程師，研究方向為環(huán)境保護。