华能汕头燃机电厂于1986年建厂，总装机容量为100MW，安装有2台燃气轮机、2台废热锅炉及1台蒸汽轮机，整套燃气-蒸汽联合循环机组是引进法国ALSTHOM公司的设备，燃气轮机燃用的燃料为原油，机组对燃料质量有严格的要求，从燃料的粒度、粘度、水分、机械杂质及油中所含金属元素（包括钾、钠、镁、钒、钙等）都给定了相应的控制标准，其中油中所含的水溶性金属元素钾和钠是引起燃气轮机热部件高温腐蚀的主要有害物质，进入燃烧室燃烧的原油中所含钾和钠元素的总的质量浓度应小于1mg/L。目前去除油中水溶性金属元素一般采用“水洗脱盐”工艺，华能汕头燃机电厂采用的是两级“水洗-破乳-机械离心分离”的处理工艺，含油废水来源于原油水洗脱盐后的废水、各储油罐的定期排水及生产现场设备的清洗排水等。据估算，华能汕头燃机电厂的含油废水量达20kt/a，解决废水含油问题是搞好电厂废水处理的一个重要课题。

1 含油废水处理方法的比较

含油废水的处理，目前应用得比较多的有重力分离法、油水分离器除油法、机械过滤器滤油法、空气浮选法及波纹斜板污油池除油法等，各种方法在应用上各有其优点，有的占地面积小、投资小，有的操作方便、维护工作量小，但从处理效果看，均不是很理想。根据华能汕头燃机电厂多年的运行经验，采用重力分离法处理废水，处理后水中含油质量浓度为100～500mg/L；采用油水分离器除油法处理，处理后水中含油质量浓度为50～100mg/L；采用波纹斜板池辅助添加表面活性剂进行处理时，其处理后水中含油质量浓度为15～50mg/L。以上所列举的各种方法，对废水中含有较大颗粒油滴的处理较为有效，但对于含有分散性大、稳定性高的小油滴的废水处理则不尽人意，难以确保处理后的废水含油质量浓度符合 环境保护部门要求的小于10mg/L的控制标准。

2 废水处理方法的研究思路

使用各种常规方法处理燃气轮机电厂的含油废水，很难取得理想效果。剖析其原因，一是燃气轮机电厂含油废水的主要来源是燃料净化处理的清洗水，燃料经过“脱盐”水洗过程，油与清洗水进行了充分混合，经过破乳分离出来的废水中所含的油滴，由于受到强热搅动，分散成极为细小的油滴悬浮在整个水体中，水膜完全包围每一个油滴，油作为“分散相”，水作为“连续相”，形成了水包油型乳浊液，油滴越小，分散体系就越稳定；二是华能汕头燃机电厂在净化原油的水洗脱盐过程中，添加了GPE-2040水溶性破乳剂，该破乳剂主要是由丙二醇与环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚合而成的聚氧丙烯、聚氧乙烯丙二醇醚，属于非离子型表面活性剂，降低了水的表面张力，促进水包油型乳浊液的乳化，使该体系更为稳定；三是废水中由于存在燃料油净化过程被洗脱下来的各种阳离子，在水包油型乳浊液中，部分阳离子被吸附在各小油滴表面，使小油滴带上同种正电荷，相同电荷的离子起到相互排斥作用，从而使含油废水这种乳浊液更加稳定。

基于以上分析，在含油废水处理方法研究上，重点从两方面考虑：一是根据凝聚理论的斯托克斯定理，胶体颗粒的沉降速度与颗粒直径成正比，对于一种特定的体系，要提高颗粒的沉降速度，只有通过凝聚使颗粒聚合增加粒径来实现；二是要破坏乳浊液的稳定性，就必须破坏胶体颗粒的带电性，或压缩胶体颗粒的双电层的厚度，以降低其电势能的屏障，从而使胶体脱稳。那么，研究解决废水含油问题的思路将放在采用化学处理方法上，去寻找一种化学药物，使废水中的小油滴能通过凝聚达到增加颗粒的直径或破坏颗粒的稳定性，从而达到去除废水中含油量的目的、并通过研究试验，确定所选用的化学药物的较佳加药量。

3 除油试验研究过程

根据上述思路，在试验室开展试验工作，整个试验以华能汕头燃机电厂的原油“水洗脱盐”排出的含油废水作为试验样品，试验分4个步骤进行。

3.1 采用常规凝聚剂和机械过滤方法的试验

首先，采用常规的化学凝聚剂进行混凝处理及采用机械过滤方法处理。试验水样pH值为6.7.含油质量浓度为750mg/L。试验时用不同的烧杯各盛250mL水样，分别加入碱式氯化铝、三氯化铁、明矾并搅拌。经观察，没发生沉淀现象，水的颜色、浑浊程度跟水样基本一致。另外，用5μm网目滤纸对原水样进行机械过滤，滤纸上有少量颗粒，过滤后水质比其它试样的水质清，但水仍较浑浊。

试验表明：

①用5μm网目滤纸过滤无法截留乳浊液中的小油滴，说明分散相属于胶体类别。

②用凝聚剂无法使水包油型乳浊液脱稳，说明凝聚剂在pH值小于8的条件下，水解生成的带正电胶体与该乳浊液中的分散相表面所带的电荷电性相同，起到相互排斥作用，无法发生凝聚反应。

3.2 采用碱式氯化铝混凝剂在碱性条件下的试验

要使含油废水这一稳定体系脱稳，可在废水中投加带负电的胶体，使其发生电中和，产生凝聚。同时考虑到混凝剂在不同的pH值水溶液中水解.能生成带电性不同的胶体，如铝盐在不同pH值水溶液中由正三价铝离子向负价铝酸离子的转移过程是：[Al（H₂O）₆]³⁺→[Al（H₂O）₅（OH）]²⁺→[Al₆（OH）₁₅]³⁺→[Al₈（OH）₂₀]⁴⁺→Al（OH）₃（H₂O）₃→[Al（OH）₄]。根据这一机理，本步骤试验混凝剂在碱性条件下的除油效果。

试验水样同上，用3只烧杯各盛250mL水样，然后分别做以下试验并观察现象：

①加入15mg的碱式氯化铝（相对于水样其质量浓度为60mg/L）.在搅拌下慢慢加入NaOH溶液，当滴加NaOH到一定量时，沉淀很快析出，其形成的颗粒大，颗粒密实，沉于烧杯底部；水质澄清，pH值为8.5。

②加入15mg碱式氯化铝，在搅拌下慢慢加入Na₃PO₄溶液，当滴加Na₃PO₄到一定量时，沉淀析出速度较快，其形成的颗粒较大且疏松，浮于水面；水质澄清，pH值为8.2。

③加入15mg碱式氯化铝，在搅拌下慢慢加入Na₂CO₃溶液，当滴加Na₂CO₃到一定量时，沉淀慢慢析出，其形成的颗粒小且疏松，浮于水面；水质澄清，pH值为8.0。

试验表明：

①要使含油废水乳浊液脱稳，可以加入凝聚剂（碱式氯化铝），并用碱性物质调节废水的pH值，使之达到8.0～8.5。

②在较高pH值条件下，碱式氯化铝水解生成带负电胶体，与水中带正电的胶体发生电中和，破坏废水中小油滴的稳定性，发生凝聚反应，达到除油目的。

对上面三种碱性物质进行比较，用Na₂CO₃调整pH值效果稍差，用NaOH和Na₃PO₄调整pH值，均对除油有较好效果，考虑到用Na₃PO₄与混凝剂配合处理废水所形成的颗粒较大且疏松，能浮于水面，有利于对生成物进行清理，同时工业用Na₃PO₄的价格较便宜，因此碱性物质选为Na₃PO₄。

3.3 确定较佳加药量

在确定选用碱式氯化铝和NaPO4这两种化学物质进行配比来处理废水后，着手开展第3步试验，目的在于确定较佳加药量。

3.3.1 碱式氯化铝不同加入量的试验

试验水样同上，用5只烧杯各盛250mL水样，然后做以下试验：

分别加入5mg，10mg.15mg，20mg，25mg的碱式氯化铝（相对于水样其质量浓度为20mg/L，40mg/L，60mg/L.80mg/L，100mg/L），在搅拌下同时滴加Na₃PO₄溶液至沉淀析出。

经观察、比较，在一定碱度条件下，当碱式氯化铝的质量浓度为50～80mg/L时，除油效果较好。

3.3.2 磷酸三钠不同加入量的试验

试验水样同上，用5只烧杯各盛250mL水样，然后做以下试验：

每只烧杯各加入15mg碱式氯化铝，并分别加入2.5mg，5.0mg，7.5mg，10mg，15mg的Na₃PO₄（相对于水祥其质量浓度为10mg/L，20mg/L，30mg/L，40mg/L，60mg/L），充分搅拌。

经观察、比较，在加入一定量的碱式氯化铝条件下，当磷酸三钠的质量浓度为20～30mg/L时，pH值为8.2-8.5，废水澄清的效果较佳。

3.4 确定处理含油废水的化学方法

通过试验室的试验研究，找出了处理含油废水的化学方法，即使用法。使用碱式氯化铝作混凝剂，用磷酸三钠调节碱度，加碱式氯化铝的较佳质量浓度为50～80mg/L，加磷酸三钠的较佳质量浓度为20-30mg/L。

4 现场应用试验

根据这一研究结论，组织现场应用试验，把华能汕头燃机电厂的原油净化处理连续排出的废水集中排放到一个隔油池中，根据每小时废水的排放量及较佳加药浓度，计算碱式氯化铝和磷酸三钠的加药量，进行加药处理。采用这一方法处理后废水含油质量浓度为5～8mg/L，效果较好，处理费用也较为经济，处理废水需化学药剂的费用为0.3～0.4元/t。华能汕头燃机电厂应用这一方法治理废水后，多年来经地方环保部门现场抽样监测，废水的含油量均符合 环保排放标准。

5 结论

在含油废水处理方法的选择上，主要是必须分析水中含有的油滴分布情况及其性质，找出符合企业实际的经济、简便方法、针对烧油燃气轮机电厂，由于废水含有的小油滴分散性大、稳定性高，采用在废水中添加混凝剂并调节其碱度的化学处理方法，处理后的水质能符合我国环保部门规定的排放标准。