阻截法除油完整流程见图1,从沉降隔油池来水首先进入接触凝聚高速过滤器,以向下流的形态经过罐内的多孔陶瓷填料层,有效滤除污水中的悬浮杂质并对水中分散形态较高的油微粒(高机械分散油及乳化油)进行表面接触吸附、凝聚而粗粒化。过滤器出水自压进入阻截油水分离器,进入阻截油水分离器的污水在强制水流循环机械的作用下在罐内形成较大规模的循环流态,利用HK阻截膜水过油不过的选择性阻截功能,罐内循环污水一部分(1/6~1/5循环流量,90%左右油污水进水量)渗透过HK阻截膜单元后汇集到罐底部的净水室,并由出水管流出,至此除油流程完成。除油出水可以直接输往生化处理池,也可以进一级气浮池进行保护性处理后再进入污水生化处理系统。
阻截法除油的物质基础HK纤维,这种纤维具有双层结构,其表层为功能层,结构中均布着强极性功能基团。当HK纤维遇水时,在纤维表面形成的缔合膜稳定且致密。将HK纤维以足够的密度组织成膜结构——HK阻截膜,当该HK阻截膜浸入水中时,渗入膜结构中的水与HK纤维表层的功能基团缔合,这个过程是HK膜的水合活化。在HK阻截膜完成水合活化后,当含油的水要透过这层水合活化的HK阻截膜时,含油的水分子必须与膜结构中的缔合水分子发生置换透过,而油等憎水性分散质因为浸润角比水大则不能与膜内缔合水发生置换而被阻截在膜外,从而实现了油水分离的目的,这种效应是动态选择性阻截膜效应。由于构成HK阻截膜的HK纤维被缔合水分子严密覆裹,在工作过程中被阻截的油粒不能吸附到HK膜上,只能游移在膜外表面。随着被阻截的油粒不断增加,油粒间发生碰撞凝聚而逐步形成较大油粒,在设定的水力条件作用下浮升,实现了油水分离的目标。阻截法除油无须添加任何药剂,纯物理的运行模式不会产生二次污染(图2)。
由于HK阻截除油膜的极强憎油性,会对水中油非常敏感的选择性阻截,加上其表面拒绝油黏附的物理特性,使阻截油水分离技术具有了一些突破性的优异特性。
阻截法除油装置是一种具有动态阻截除油效应的油水分离装置,除油精度高,抗油冲击负荷能力强,收水率可达99%以上,在水温为80℃仍可保持良好的分离效果。一张阻截膜至少可持续使用1年半时间。装置不需要配置复杂的辅助设施,操作简单。阻截法除油装置应用在大庆石化、吉林石化、锦州石化、辽阳石化、大连石化和广州石化等近20家大型石化企业,年回收利用高温凝结水数千万吨,创造了经济效益和环保效益。