氣浮技術(shù)如何應用在含油污水處理中

　　氣浮是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附污水中的油污，使其隨氣泡浮升到水面，氣泡破裂后，油滴聚集、聚結后去除。氣浮分離分為三個(gè)過(guò)程：①氣泡產(chǎn)生，即在水中產(chǎn)生足夠數量的微小氣泡。②氣泡和懸浮物附著(zhù)，氣泡與懸浮物碰撞、黏附后形成穩定的氣固液三相接觸體。③分離，氣泡帶著(zhù)懸浮物上升聚集，氣泡破裂，懸浮物聚集后排出。各種氣浮處理方法最本質(zhì)的區別，在于水中形成氣泡的方式選擇、氣泡的大小控制、強化浮選過(guò)程中微氣泡與油滴碰撞等。

　　常規氣浮方法

　　噴射誘導氣浮

　　噴射誘導氣浮在現今的海洋平臺油田含油污水處理當中已得到了廣泛的應用。它采用四個(gè)噴射器及對應的四級浮選腔，來(lái)水經(jīng)過(guò)浮選腔時(shí)，噴射器利用高速?lài)娚涞乃�流吸入氣體，氣體在噴射器內形成微細氣泡。氣泡在浮選腔內上升過(guò)程中黏附油珠和固相顆粒，升至液面，由撇油器將其清除，達到除油渣的目的。噴射誘導氣浮的優(yōu)點(diǎn)在于動(dòng)力設備少、結構簡(jiǎn)單，可實(shí)現全封閉運行。在實(shí)際應用過(guò)程中，噴射誘導氣浮法暴露了許多問(wèn)題：①返回20%～30%的水，占據浮選室體積，縮短了進(jìn)口來(lái)水的停留時(shí)間，不利于浮選。②文丘里管進(jìn)氣量難于調節，并且噴射速度很大，容易造成乳化。③如果循環(huán)泵選用離心泵，離心泵轉速在1500～3000r/min，也容易造成乳化。④氣泡直徑通常在100μm以上。⑤運行中需使用大量化學(xué)藥劑。多個(gè)海洋平臺的使用情況表明，該氣浮裝置的處理效果欠佳。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　溶氣氣浮

　　溶氣氣浮根據加壓方式不同可分為四種：全流程溶氣氣浮法、部分溶氣氣浮法、部分回流溶氣氣浮法和加壓溶氣氣浮法。目前海上油田應用最成熟、最廣泛的是加壓溶氣氣浮。加壓溶氣氣浮是依靠水泵將經(jīng)氣浮設備處理后的一部分凈水回流加壓進(jìn)入溶氣罐，同時(shí)通過(guò)空壓機的壓力將空氣壓入溶氣罐，空氣在一定的壓力下溶入水中，然后通過(guò)釋放器將溶氣水壓力恢復到常壓，釋放出大量的微氣泡。其特點(diǎn)為：氣泡直徑小(一般為20～100μm);溶氣壓力高，溶氣量大;可人為控制氣泡與含油污水接觸時(shí)間。溶氣氣浮的缺點(diǎn)是：①動(dòng)力設備多，存在噪聲和油污等，能量消耗大。②返回20%～30%的水，同樣占據浮選室的體積。③運行過(guò)程中需要大量的藥劑。④停留時(shí)間長(cháng)(15～30min)，占地面積大。據多個(gè)海洋平臺的使用情況反映，該氣浮裝置的處理效果尚可，但維修維護不方便，運維成本高。

　　新型氣浮技術(shù)

　　隨著(zhù)對含油污水處理要求的提高，尤其是部分海洋區塊進(jìn)入高含水期，出現了多個(gè)含水率高達90%的油田區塊，常規氣浮裝置越來(lái)越難以滿(mǎn)足生產(chǎn)污水處理的要求，占地面積小的高效水處理設備的研制就顯得極為關(guān)鍵。20世紀90年代以來(lái)，旋流氣浮技術(shù)得到越來(lái)越多的重視。1983年，J.D.Miller等設計第一臺用于油水分離的充氣水力旋流器。國內褚良銀、陳文敏等也對充氣水力旋流器進(jìn)行了相關(guān)研究。近年來(lái)氣浮與低旋流離心力場(chǎng)組合技術(shù)得到很大的進(jìn)展，出現了一批緊湊型組合處理設備。如Epcon、Siemens、Veolia　Cophase等公司的CFU裝置，Gibson的IGF旋流氣浮技術(shù)。近年來(lái)國內外以旋流氣浮為核心技術(shù)的氣浮凈化技術(shù)得到了長(cháng)足的進(jìn)展，并有多個(gè)成功應用案例，

　　對如下幾種具有代表性的氣浮新技術(shù)進(jìn)行介紹。

　　CFU

　　目前在海上油田現場(chǎng)應用業(yè)績(jì)最為突出的當屬挪威Epcon公司的緊湊型氣浮裝置，該設備將旋流技術(shù)引入到氣浮中，大大提高了氣浮浮選、集聚效果，具有油水分離效率高，停留時(shí)間短等優(yōu)勢。含油污水由罐體的切向入口進(jìn)入，經(jīng)由容器內入口導片形成旋流并產(chǎn)生離心力作用，油滴和氣泡等較輕的成分將被甩向罐中間，因密度小于周?chē)�的水而結合并上升，通過(guò)氣泡的上升對油滴進(jìn)行浮選;同時(shí)，砂子和其他較重顆粒將向管壁移動(dòng)，并沿罐壁向罐底下沉，并從罐底部的油泥出口排出;氣泡吸附在較小油滴逐漸凝聚，結合產(chǎn)生較大的油滴，最終在氣浮室中液體的上層形成油或乳狀液的連續層，產(chǎn)生的油、氣通過(guò)分離管道出口連續不斷地被清除;處理過(guò)的水由入口導片與內筒之間的間隙流至罐底部，經(jīng)過(guò)水平圓板的緩流后，由罐體底部的排水口排出。該裝置在渤海某平臺上有過(guò)實(shí)際應用，據現場(chǎng)實(shí)際反映，處理效果不太理想。究其原因主要是：該油田所產(chǎn)原油為重質(zhì)原油，密度接近于水，在分離過(guò)程中兩者所產(chǎn)生的離心力相差不大，導致入口處離心作用下降，進(jìn)而影響處理效果。但其在中國南海海域的部分輕質(zhì)原油油田的應用中產(chǎn)生了很好的處理效果。

　　微氣泡發(fā)生裝置

　　國內某技術(shù)公司與美國多相流系統集成公司(MSI)合作開(kāi)發(fā)了一種細微氣泡發(fā)生器和一種壓力式氣浮分離裝置。首先，清水或凈化水進(jìn)入細微氣泡發(fā)生器的進(jìn)液腔，而氣體則進(jìn)入氣腔，在氣體內外壓差和水流剪切的共同作用下利用中心的微孔管不斷產(chǎn)生出微氣泡。含有微氣泡的溶氣水通過(guò)出液腔被輸送到氣浮分離裝置的切向溶氣水進(jìn)管，為氣浮作用提供氣泡源。此裝置通過(guò)微孔布氣和旋流作用能夠產(chǎn)生大量直徑小于10μm的均勻微氣泡，具有更大的黏附能力，能更加有效地脫除污水中50μm以下的微小油滴。目前在國內已有多個(gè)海洋平臺和陸地終端成功應用。該套裝置僅是通過(guò)旋流技術(shù)實(shí)現對微氣泡的制取，在實(shí)際應用中需要與傳統的氣浮裝置相結合，進(jìn)而減小氣浮裝置的體積，加大處理效率。由于系統內設備繁多，造成處理工藝復雜、生產(chǎn)操作繁瑣。

　　CDFU

　　CDFU技術(shù)是溶氣浮選、旋流和絮凝等技術(shù)為一體的高效油水分離裝置。具有代表性的是國內某科研院所研制的新型復合高效油水分離裝置和某科技公司研制的溶氣旋流一體式氣浮。

　　新型復合高效油水分離

　　新型復合高效油水分離技術(shù)裝置是由管道式導流片型分離器、一級立式筒形氣浮裝置和二級立式筒形氣浮裝置組成。其中：管道式導流片型分離器包括導流片、旋流腔體、開(kāi)孔錐段、積液腔室和導流彎頭;一級立式筒形氣浮裝置包括氣浮筒體、清水出口管、油氣出口管、氣浮循環(huán)管路;二級立式筒形氣浮裝置包括氣浮筒體、水平側面進(jìn)液管、清水出口管、油氣出口管和氣浮發(fā)生器。該裝置利用了高速旋流原理和氣泡吸附作用。該套裝置正處于實(shí)驗中試階段，并有良好的效果，但需要在運行過(guò)程中加入大量的化學(xué)藥劑。

　　溶氣旋流一體式氣浮

　　該科技公司研制的溶氣旋流一體式氣浮通過(guò)采用先進(jìn)的流體仿真技術(shù)合理組織旋流場(chǎng)，提高離心力作用，優(yōu)化結構，強化氣浮效果，縮短停留時(shí)間，減小容器尺寸。該結構主要采用雙向切口和雙區域氣浮設計。該套設備具有油水分離效果好、結構緊湊的優(yōu)勢，已經(jīng)在陸地針對海上部分油田水質(zhì)進(jìn)行了多次中試試驗，并取得了良好的應用效果�，F已進(jìn)行商業(yè)推廣應用。