气浮法在油田污水处理中的应用

　　1、气浮技术定义与常用工艺

　　(1)定义。

　　气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡，使之作为载体与杂质絮粒相互粘附，形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面，以完成水中固体与固体、固体与液体、液体与液体分离的净水方法。

　　(2)常用工艺。

　　气浮法在使用中不仅停留的时间较短而且除油的效率较高，已经在世界油田除油行业中得到了普遍性运用，发挥了重要作用。当前，常用工艺主要有加压溶气浮选法、叶轮浮选法和射流浮选法。

　　1)加压溶气气浮除油系统。

　　加压溶气气浮工艺由溶气系统、释气系统、分离系统三部分组成，全部污水由泵加压至3~4个大气压，并在压力罐上通入一定量的压缩空气后，水气混合进入溶气罐，并在压力保持的情况下再行气水混合和溶解，经过一定时间的作用之后再通过减压阀将之输送到常压气浮池进行最后的除油，该方法尤其适用于含有大量的油污的情况下，发挥的作用较大，除油效果更为明显。然而，该方法在使用过程中同样存在不可回避的缺点，主要表现在：其一，溶气压力在动力消耗受限的情况下难以得到提升，除油过程中会出现气泡不均匀的现象，影响到除油效果；其二，当悬浮物较多的情况下，释放孔会发生堵塞现象，进而导致整个系统运转受损，致使限制该方法的运用范围。

　　2)叶轮浮选法除油系统。

　　叶轮浮选是诱导气浮的一种形式，它依靠叶轮高速旋转形成的负压，吸入气体并将其剪碎，形成微小的气泡，利用气泡携带污水中的污染物质上浮至水面，以净化污水。在叶轮气浮中气泡大小的主要决定因素不是叶轮转速等操作条件，而是是否使用了有起泡作用的药剂。药剂影响污水处理效果的原因主要在于以下两点：其一，叶轮气浮机在运转过程中，若污水停留时间较短而且所运用的药剂未能有效提升气泡携带油滴或絮粒的吸附能力，则极大的影响到了油水分离效果;其二，叶轮气浮机在运转过程中污水是以紊流状态呈现的，絮粒的翻滚状态则是上下运动，油水分离彻底分离的难度较大。因此，在实际使用过程中，要科学选择相应的药剂。

　　3)射流气浮除油系统。

　　射流浮选装置是近年来出现的一种新型油田污水处理设备，其结构与叶轮机类似。射流浮选法是利用喷射泵的原理，采用污水或净化水为喷射流体，当水从喷嘴高速喷出时，在喷嘴的吸入室形成负压，气体被吸入吸入室，水高速通过混合段时，所携带的气体就会高速运动的水所剪切，转化为微细气泡。随后在浮选室中，气泡在受到浮力影响下逐渐上浮并吸附在油滴或其他杂物上并将之上浮到水面，达到除污的效果。该方法相比叶轮浮选法除油系统具有节能省耗的作用，因液气射流泵是基于一个水泵进行运转，其耗能也即叶轮浮选的一半左右，且安装以及操作较为简便，具有广阔的运用前景。

　　2、气浮法除污效果的影响因素分析

　　气浮法油田污水处理中得到了广泛的运用，但该方法具有优势也有缺点，影响使用效果的因素较多，综合实际运用以及现有研究得知，影响除油效果的因素主要有溶气压力、停留时间、气泡大小、气水比等，具体影响情况如下：

　　(1)溶气压力。

　　溶气压力的高低决定产生气泡的大小，从而影响出水水质。在气浮工艺中，一般将压力控制在0.3~0.44MPa时产生所需气泡的尺寸足以满足气浮需要。同时，通过调整溶气压力可以起到较少损耗，达到降低成本的效果。

　　(2)停留时间。

　　停留时间是气浮法在除油过程中最为重要的影响因素之一，因停留时间的差异，除油效果会发生相应的差异，但是在实际运用过程中需要注意的是，停留时间与除油效果并非是一直保持正比关系，也即停留时间越短并不意味着除油效果越好，应根据实际情况合理确定停留时间。

　　(3)气泡大小。

　　吸附油滴能力的高低是油田污水处理过程中最为影响因素，而影响吸附油滴能力的因素在于气泡大小，气泡因尺寸大小的差异受到的浮力存在差异进而直接影响到了气浮效果。一般而言，气泡尺寸越小则上浮较快，利于吸附小油滴;反之，气泡尺寸越大则上升较慢，利于吸附较大的油滴。两者相互结合，合理运用则可以“各司其职”，捕捉相应大小的油滴，提升除油效果，同时在实际运用过程中要控制两者的比例，不宜过多，否则同样会影响到气浮效果。

　　(4)气水比。

　　气浮法在运用中，气水比的控制极为重要，气水比设置不合理会阻碍气浮过程的进程，也即会影响到后续的工作效率和质量。通常情况下，于污水中增加溶气量，能够加速气浮过程，达到提升气浮效果，但是由于气体受到了温度和压力的影响，当气水比超过一定界限时，气体的溶解度反而会降低，进而影响到气浮除油的效果。根据现有研究，污水处理中当温度不宜超过400度，否则会影响降低气体的溶解度。(来源：盘锦金宇众和工程服务有限公司)