隨著世界能源的日益短缺、廢水污染負荷加重及廢水中污染物種類的日趨復(fù)雜化等問題，同時人們環(huán)保意識和要求的不斷提高，迫切要求開發(fā)高效的環(huán)境治理新設(shè)備；據(jù)專家分析2009～2010年國家環(huán)保投資將占同期國民生產(chǎn)總值的1.7％，市場對環(huán)保機械的需求量約為3200億人民幣；而水力旋流器具有分離效率高、裝置緊湊、操作簡單、維修方便、占地面積少等優(yōu)點，無論對于環(huán)境保護，還是對于降低運營成本而言都有重要意義，目前已經(jīng)在環(huán)保工程的各個領(lǐng)域得到廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。
1、水力旋流器的分離原理
旋流除沙器的基本工作原理是基于離心沉降作用。當待分離的兩相混合液以一定的壓力進入旋流器后(見圖1)，產(chǎn)生強烈的向下旋轉(zhuǎn)運動(外旋流)，由于輕相和重相存在密度差，所受的離心力、向心浮力和流體曳力大小不同，受離心沉降作用，大部分重相被甩向器壁，沿壁面重力下沉由底流口排出，而大部分輕相沿中心管做上升旋轉(zhuǎn)流動(內(nèi)旋流)由溢流口排出，從而達到分離的目的。人流口圖1水力旋流器工作示意圖
2水力旋流器在各行業(yè)環(huán)保工程應(yīng)用
2.1在油氣田開采中的應(yīng)用我國大部分油田已進入開發(fā)的中后期，采出液平均含水量已超過80％。含水量的上升使開采成本越來越高。同時產(chǎn)出液中含有高的達到6％泥沙，一方面導(dǎo)致管閥設(shè)備磨損；另一方面沉積在水罐或油罐中導(dǎo)致有效容積減少。因此，產(chǎn)出液中水和泥沙的高效分離是亟待解決的問題。而油氣田作業(yè)污水的處理方法是大部分采用不利于可持續(xù)發(fā)展直接外排方式；有些采用難以達到環(huán)保要求的簡單沉降處理或用罐車回收集中處理。水力旋流器能夠提高系統(tǒng)能量利用率、減少投資、節(jié)約運行費用。目前已廣泛的應(yīng)用于油氣田污水處理設(shè)備當中。尤其在海洋石油平臺上，由于其面積或空間有限，旋流分離器應(yīng)用顯示出了其獨特的優(yōu)越性。1985年，英國北海和澳大利亞巴氏海峽相繼安裝一批永久性的去油型旋流器。自此，旋流分離器作為一種高效節(jié)能的新技術(shù)進入含油污水處理的工業(yè)應(yīng)用階段。
2.2在煉油廢水處理中的應(yīng)用目前石化煉油廠含油廢水的處理仍多采用“老三套”的三級處理方案。雖然該技術(shù)簡單實用，但能耗高、油水分離時間長、占地面積大，會產(chǎn)生難于處置的浮渣，對大氣環(huán)境造成二次污染。1994年左右，撫順石化公司一廠和大連理工大學(xué)合作成功開發(fā)的XYF-5型油水分離水力旋流器，處理后的出水含油量可降至15mg／L以下，達到了生化處理水質(zhì)要求，可代替浮選法，從而達到既無浮渣又簡化處理流程的目的[2]。中國石化長嶺分公司延遲焦化裝置利用旋流除油技術(shù)將含油污水分離，分出的污油進裝置回?zé)挘幚砗蟮乃鳛榍薪购屠浣顾?。該系統(tǒng)不但節(jié)約了新鮮水用量，節(jié)省了污水處理費，回收了污油，而且減輕了長嶺分公司污水處理場負荷，實現(xiàn)了裝置含油污水零排放的目標口]。中國石油大學(xué)(華東)與九江石油化工總廠開發(fā)了適用于催化裂化、常減壓蒸餾、電脫鹽等含油廢水的水力旋流器。由此可以看出水力旋流器進行油水分離在煉油廢水處理中存在著技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟上的必要性和工程應(yīng)用上的廣闊前景。
