氣浮法在油田污水處理中的應(yīng)用

　　1、氣浮技術(shù)定義與常用工藝

　　(1)定義。

　　氣浮技術(shù)是在待處理水中通入大量的、高度分散的微氣泡，使之作為載體與雜質(zhì)絮粒相互粘附，形成整體密度小于水的浮體而上浮到水面，以完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水方法。

　　(2)常用工藝。

　　氣浮法在使用中不僅停留的時間較短而且除油的效率較高，已經(jīng)在世界油田除油行業(yè)中得到了普遍性運(yùn)用，發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前，常用工藝主要有加壓溶氣浮選法、葉輪浮選法和射流浮選法。

　　1)加壓溶氣氣浮除油系統(tǒng)。

　　加壓溶氣氣浮工藝由溶氣系統(tǒng)、釋氣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)三部分組成，全部污水由泵加壓至3~4個大氣壓，并在壓力罐上通入一定量的壓縮空氣后，水氣混合進(jìn)入溶氣罐，并在壓力保持的情況下再行氣水混合和溶解，經(jīng)過一定時間的作用之后再通過減壓閥將之輸送到常壓氣浮池進(jìn)行最后的除油，該方法尤其適用于含有大量的油污的情況下，發(fā)揮的作用較大，除油效果更為明顯。然而，該方法在使用過程中同樣存在不可回避的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：其一，溶氣壓力在動力消耗受限的情況下難以得到提升，除油過程中會出現(xiàn)氣泡不均勻的現(xiàn)象，影響到除油效果；其二，當(dāng)懸浮物較多的情況下，釋放孔會發(fā)生堵塞現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致整個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)受損，致使限制該方法的運(yùn)用范圍。

　　2)葉輪浮選法除油系統(tǒng)。

　　葉輪浮選是誘導(dǎo)氣浮的一種形式，它依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)形成的負(fù)壓，吸入氣體并將其剪碎，形成微小的氣泡，利用氣泡攜帶污水中的污染物質(zhì)上浮至水面，以凈化污水。在葉輪氣浮中氣泡大小的主要決定因素不是葉輪轉(zhuǎn)速等操作條件，而是是否使用了有起泡作用的藥劑。藥劑影響污水處理效果的原因主要在于以下兩點(diǎn)：其一，葉輪氣浮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若污水停留時間較短而且所運(yùn)用的藥劑未能有效提升氣泡攜帶油滴或絮粒的吸附能力，則極大的影響到了油水分離效果;其二，葉輪氣浮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中污水是以紊流狀態(tài)呈現(xiàn)的，絮粒的翻滾狀態(tài)則是上下運(yùn)動，油水分離徹底分離的難度較大。因此，在實(shí)際使用過程中，要科學(xué)選擇相應(yīng)的藥劑。

　　3)射流氣浮除油系統(tǒng)。

　　射流浮選裝置是近年來出現(xiàn)的一種新型油田污水處理設(shè)備，其結(jié)構(gòu)與葉輪機(jī)類似。射流浮選法是利用噴射泵的原理，采用污水或凈化水為噴射流體，當(dāng)水從噴嘴高速噴出時，在噴嘴的吸入室形成負(fù)壓，氣體被吸入吸入室，水高速通過混合段時，所攜帶的氣體就會高速運(yùn)動的水所剪切，轉(zhuǎn)化為微細(xì)氣泡。隨后在浮選室中，氣泡在受到浮力影響下逐漸上浮并吸附在油滴或其他雜物上并將之上浮到水面，達(dá)到除污的效果。該方法相比葉輪浮選法除油系統(tǒng)具有節(jié)能省耗的作用，因液氣射流泵是基于一個水泵進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，其耗能也即葉輪浮選的一半左右，且安裝以及操作較為簡便，具有廣闊的運(yùn)用前景。

　　2、氣浮法除污效果的影響因素分析

　　氣浮法油田污水處理中得到了廣泛的運(yùn)用，但該方法具有優(yōu)勢也有缺點(diǎn)，影響使用效果的因素較多，綜合實(shí)際運(yùn)用以及現(xiàn)有研究得知，影響除油效果的因素主要有溶氣壓力、停留時間、氣泡大小、氣水比等，具體影響情況如下：

　　(1)溶氣壓力。

　　溶氣壓力的高低決定產(chǎn)生氣泡的大小，從而影響出水水質(zhì)。在氣浮工藝中，一般將壓力控制在0.3~0.44MPa時產(chǎn)生所需氣泡的尺寸足以滿足氣浮需要。同時，通過調(diào)整溶氣壓力可以起到較少損耗，達(dá)到降低成本的效果。

　　(2)停留時間。

　　停留時間是氣浮法在除油過程中最為重要的影響因素之一，因停留時間的差異，除油效果會發(fā)生相應(yīng)的差異，但是在實(shí)際運(yùn)用過程中需要注意的是，停留時間與除油效果并非是一直保持正比關(guān)系，也即停留時間越短并不意味著除油效果越好，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理確定停留時間。

　　(3)氣泡大小。

　　吸附油滴能力的高低是油田污水處理過程中最為影響因素，而影響吸附油滴能力的因素在于氣泡大小，氣泡因尺寸大小的差異受到的浮力存在差異進(jìn)而直接影響到了氣浮效果。一般而言，氣泡尺寸越小則上浮較快，利于吸附小油滴;反之，氣泡尺寸越大則上升較慢，利于吸附較大的油滴。兩者相互結(jié)合，合理運(yùn)用則可以“各司其職”，捕捉相應(yīng)大小的油滴，提升除油效果，同時在實(shí)際運(yùn)用過程中要控制兩者的比例，不宜過多，否則同樣會影響到氣浮效果。

　　(4)氣水比。

　　氣浮法在運(yùn)用中，氣水比的控制極為重要，氣水比設(shè)置不合理會阻礙氣浮過程的進(jìn)程，也即會影響到后續(xù)的工作效率和質(zhì)量。通常情況下，于污水中增加溶氣量，能夠加速氣浮過程，達(dá)到提升氣浮效果，但是由于氣體受到了溫度和壓力的影響，當(dāng)氣水比超過一定界限時，氣體的溶解度反而會降低，進(jìn)而影響到氣浮除油的效果。根據(jù)現(xiàn)有研究，污水處理中當(dāng)溫度不宜超過400度，否則會影響降低氣體的溶解度。(來源：盤錦金宇眾和工程服務(wù)有限公司)