氣浮除油資料

1、氣浮工藝一、氣浮技術(shù)的概述隨著我國(guó)油田開發(fā)的不斷深入，油田污水處理問題也隨之而生，其中氣浮作為一種凈水技術(shù)，越來(lái)越受到石油化工行業(yè)的重視。目前，海上平臺(tái)、煉油及石油化工等含油污水的處理都采用了氣浮作為中間處理單元，天然氣處理廠也增加了氣浮裝置。氣浮法通常作為對(duì)含油污水隔油后的補(bǔ)充處理，即為生化處理之前的預(yù)處理，經(jīng)過氣浮處理，可將含油量降到 30mg/L以下，再經(jīng)過生化處理，出水含有可達(dá)到10mg/L以下。含油量較少的時(shí)，可直接進(jìn)行氣浮，污染嚴(yán)重時(shí)可經(jīng)過絮凝沉淀、除油后進(jìn)行氣浮。氣浮技術(shù)基本原理是向水中通入空氣，使水中產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，并促使其粘附于雜質(zhì)顆粒上，形成比重小于水的浮體， 上浮水面

2、，從而獲得分離雜質(zhì)的一種凈水方法。按氣泡產(chǎn)生 的方式，氣浮可分為溶氣氣浮、充氣氣浮、電解氣浮等。氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆 粒（固體或液體）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。實(shí)現(xiàn)氣浮法分離的必要條件有兩個(gè)：第一，必須向水中提供足夠數(shù)量的細(xì)而均勻的微細(xì)氣泡，微氣泡量越多則氣泡與被浮物質(zhì)的接觸、粘附的機(jī)會(huì)也越多，氣浮效果越好。氣泡理想尺寸為1530卩爼；第二，必須使目的物呈懸浮或疏水性質(zhì)，從而附著于氣泡上浮。對(duì)于親水 性物質(zhì)，需在混凝脫穩(wěn)劑的作用下變?yōu)槭杷苑侥鼙粴馀菡掣健Ｓ绊憵飧〉男Ч幸韵滤膫€(gè)因素：（1 ）微細(xì)氣泡的尺寸，決定于溶氣方式和釋放器的構(gòu)造；（2）氣固比，決定于向水中釋放的空氣量；水中

3、的空氣溶解度受溫度與壓力影響，遵循亨利定律（3 ）進(jìn)水濃度、工作壓力、上浮停留時(shí)間；（4）藥劑的作用：表面活性劑、絮凝劑等2氣浮工藝原理氣浮除油原理主要是利用油水間表面張力大于油氣間表面張力，油疏水而氣相對(duì)親水的特點(diǎn)，將空氣通人污水中，同時(shí)加人浮選劑（主要為表面活性劑和聚合物）使油粒粘附在氣泡上，氣泡吸附油及懸浮物上浮到水面從而達(dá)到分離的目的，氣浮法主要去除的是殘余浮油和不含表面活性劑的分散油。采用高效溶氣裝置，將空氣（或其它凈化過的氣體） 溶入部分凈化過的水 （回流水）中, 然后通過高效率的釋放器，將溶于水中的氣體釋放成粒徑小于10 ym的微氣泡。使這些微氣泡迅速吸附到污水中的懸浮物或油粒的

4、表面上，減輕絮體的整體比重，從而達(dá)到迅速上浮， 與水分離，便可達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。這一過程大體由四個(gè)步驟完成向處理水中投加混凝劑-反應(yīng)池（沉底池）使污水中微細(xì)油粒及懸浮物凝聚成為大的含油絮凝體溶入空氣的水減壓時(shí)放出大量分散的細(xì)微氣 泡細(xì)微氣泡與油及懸浮物組成的絮凝體碰撞粘附（接觸池）；粘附的絮凝體在氣泡的帶動(dòng) 下，漂浮于處理水的表面，刮渣機(jī)除雜。三、氣浮工藝的形式氣浮凈水工藝已開發(fā)出多種形式。按其產(chǎn)生氣泡方式可分為：布?xì)夥飧?、溶解空氣法氣浮?電解氣浮，生物氣浮法3.1布?xì)夥飧“ㄞD(zhuǎn)子碎氣法、微孔布?xì)夥?，葉輪散氣浮選法等，利用機(jī)械剪切力，將混合于水中的空氣碎成細(xì)小的氣泡，以進(jìn)行氣浮的方法。

5、優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。但其主要的缺點(diǎn)是空氣被粉碎的不夠充分，形成的氣泡粒度較大，一般都不小于 0.1mm 。這樣，在供氣量一定的條件下，氣泡的表面積小，而且由于氣泡直徑大，運(yùn)動(dòng)速度快，氣泡與被去除污染物質(zhì)的接觸時(shí)間短，這些因素都使布?xì)飧∵_(dá)不到高效的去除效果。3.2溶解空氣氣浮包括真空氣浮法、壓力氣浮法的全溶氣式、部分溶氣式及部分回流溶氣式，加壓溶氣氣浮法在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛此處主要介紹加壓溶氣氣浮法。3.2.1 主要工藝設(shè)備壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成，即壓力溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)及氣浮分離系統(tǒng)。（A） 壓力溶氣系統(tǒng)。它包括水泵、空壓機(jī)、壓力溶氣罐及其它附屬設(shè)備。其中壓力溶氣 罐是影

6、響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。采用空壓機(jī)供氣方式的溶氣系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的壓力溶氣系統(tǒng)。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機(jī)，并采取間歇運(yùn)行方式。 此外空壓機(jī)供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損失。一般水泵至溶氣罐的壓力約0.5MPa，因此可以節(jié)省能耗。（B）溶氣釋放系統(tǒng)。它一般是由釋放器（或穿孔管、減壓閥）及溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅速而均 勻地與水中雜質(zhì)相粘附。（C）氣浮分離系統(tǒng)。它一般可分為三種類型即平流式、豎流式及綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以

7、保證帶氣絮凝體與清水分離。322 工作方式（1）全流程溶氣氣浮法全流程溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽，經(jīng)浮渣管排出 池外,處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點(diǎn)：溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，

8、因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。(2 )部分溶氣氣浮法部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。其特點(diǎn)為：較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動(dòng)力消耗低；壓力泵所 造成的乳化油量較全流程溶氣氣浮法低：氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。(3)部分回流溶氣氣浮法部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來(lái)自絮凝池的含油廢水混合和氣浮?；亓髁恳话銥楹蛷U水的 25 %100 %。其特點(diǎn)為：加壓的水量少，動(dòng)力消耗?。粴飧∵^程中不促進(jìn)乳化； 磯花形成好，出水中絮凝也少； 氣浮池的容積較前兩種流程

9、大。為了提高氣浮的處理效果，往 往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗(yàn)確定。3.2.3優(yōu)勢(shì)評(píng)價(jià)溶氣系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)主要有兩個(gè)：溶氣效率和單位能耗。 與其他方法相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數(shù)量多，能夠確保氣浮效果；溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，產(chǎn)生的氣泡不僅微細(xì)、粒度均勻、密集度大、而且上浮穩(wěn)定，對(duì)液體擾動(dòng)微小，因此特別適用于對(duì)疏松絮凝體、細(xì)小顆粒的固液分離；工藝過程及設(shè)備比較簡(jiǎn)單，便于管理、維護(hù)；特別是部分回流式，處理效果顯著、穩(wěn)定，并能較大地節(jié)約能耗。3.3電解氣浮氣浮工藝流程電解氣浮法對(duì)廢水進(jìn)行電解，這時(shí)在陰極產(chǎn)生大量的氫氣泡，氫

10、氣泡的直徑很小，僅有20100微米，它們起著氣浮劑的作用。廢水中的懸浮顆粒粘附在氫氣泡上，隨其上浮，從而達(dá)到了凈化廢水的目的。 與此同時(shí)，在陽(yáng)極上電離形成的氫氧化物起著混凝劑的作用，有助于廢水中的污泥物上浮或下沉。電解氣浮法的優(yōu)點(diǎn)是： 能產(chǎn)生大量小氣泡； 在利用可溶性陽(yáng)極時(shí)， 氣浮過程和混凝過程結(jié)合 進(jìn)行；裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，是一種新的廢水凈化方法。這是最近幾年在水處理領(lǐng)域才出現(xiàn)的二種工藝，由于這種方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單；管理方便；運(yùn)行條件易于控制、裝置緊湊、效果良好，因而發(fā)展很快。四、溶氣浮法的設(shè)計(jì)與計(jì)算(A)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)(1 )要充分研究探討待處理水的水質(zhì)情況，分析采用氣浮工藝的合理性和適用性；

11、(2 )在有條件的情況下，對(duì)需處理的廢水應(yīng)進(jìn)行必要的氣浮小型試驗(yàn)或模型試驗(yàn)。并根據(jù)4采用0.20.4MPa，回流比取5 % 100%之間，回流比的確定需和懸浮物的濃度聯(lián)系起來(lái)。濃度高回流比大，濃度小回流比小。(3 )根據(jù)試驗(yàn)時(shí)選定的混凝劑種類、投加量、絮凝時(shí)間、反應(yīng)程度等，確定反應(yīng)形式及反 應(yīng)時(shí)間，一般沉淀反應(yīng)時(shí)間較短，以2 一 30分鐘為宜；(4 )確定氣浮池的池型，應(yīng)根據(jù)對(duì)處理水質(zhì)的要求、凈水工藝與前后處理構(gòu)筑物的銜接、周圍地形和構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)、施工難易程度及造價(jià)等因素綜合地加以考慮。反應(yīng)池宜與氣浮池合建。為避免打碎絮體，應(yīng)注意構(gòu)筑物的銜接形式。 進(jìn)人氣浮池接觸室的流速宜控制在 0.1m /

12、s以內(nèi)；(5)接觸室必須對(duì)氣泡與絮凝體提供良好的接觸條件，同時(shí)寬度應(yīng)考慮安裝和檢修的要求。水流上升流速一般取 1020mm /s :，水流在室內(nèi)的停留時(shí)間不宜小于60秒。(6 )接觸室內(nèi)的溶氣釋放器，需根據(jù)確定的回流量，溶氣壓力及各種型號(hào)釋放器的作用范圍按下表來(lái)選定：(7)氣浮分離室需根據(jù)帶氣絮體上浮分離的難易程度和水質(zhì)的處理要求而定。選擇水流(向下)的流速，一般取1.53.0mm /s,即分離室的表面負(fù)荷率取5.410.8m3/(m2.h)(8) 氣浮池的有效水深一般取 2.02.5m，池中水流停留時(shí)間一般為1020mi n ;(9) 氣浮池的長(zhǎng)寬比無(wú)嚴(yán)格要求；一般以單格寬度不超過10m，池

13、長(zhǎng)不超過15m為宜;(10 )氣浮池的排渣一般采用刮渣機(jī)定期排除。集渣槽可設(shè)置在池的一端或兩端.;刮渣機(jī)的行車速度宜控制在 5m /min以內(nèi)；(11 )氣浮池集水應(yīng)力求均勻，一般采用穿孔集水管，集水管的最大流速宜控制在0.5m/ s左右；(B)設(shè)計(jì)程序1、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)由于廢水種類繁多，即使是同類型的廢水，其水質(zhì)變化也很大。通常的設(shè)計(jì)參數(shù)也只是經(jīng)驗(yàn) 統(tǒng)計(jì)值。因此可靠的辦法最好采用實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)小型試驗(yàn)取得的結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)。2、 確定設(shè)計(jì)方案在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘及綜合分析各種資料的基礎(chǔ)上，確定主體設(shè)計(jì)方案。(1 )溶氣方式采用全溶氣式還是部分回流式；(2 )氣浮池池型選用平流式還是豎流式，取圓

14、形、方形還是矩形；(3 )在氣浮前或后是否需要用預(yù)處理或后續(xù)處理構(gòu)筑物，其形式怎樣，如何銜接(4 )浮渣處理與處置途徑；(5 )工藝流程及平面布置的初步確定及合理性分析。3、設(shè)計(jì)計(jì)算(不包括一般處理構(gòu)筑物的常規(guī)計(jì)算)五、溶氣浮法的主要設(shè)備的設(shè)計(jì)（一）溶氣釋放器（1）釋氣完全，在0.15MPa以上能釋放溶氣量的 99%左右；（2）能在較低壓力下工作，在 0.2MPa以上時(shí)能取得良好的凈水效果，節(jié)約電耗：（3）釋出的氣泡微細(xì)，氣泡平均直徑為20-40微米，氣泡密集，附著性能良好。（二）壓力溶氣罐：溶氣效率達(dá)80%以上六、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析由于凈水工藝中沉淀法沿用了多年，人們選用氣浮法自然地要與沉淀法比較

15、。其實(shí)，兩種方法各具特點(diǎn)，對(duì)于輕飄易浮的雜質(zhì)宜采用溶氣氣浮法；對(duì)于密實(shí)沉重的雜質(zhì)宜采用沉淀法。通常通過投藥、混合反應(yīng)后形成的絮體，當(dāng)上浮速度快于沉淀時(shí)，則選用氣浮法為好。因?yàn)?氣浮法占地面積?。▋H為沉淀法的1 /8 一1/2），池容積也?。▋H為沉淀法的1/8-1/4），處理后出水水質(zhì)好，不僅濁度及SS低而且溶解氧高，排出的浮渣含水率遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于沉淀法排出的污泥。一般污泥體積比為1/10-1/ 2，這給污泥的進(jìn)一步處理和處置既帶來(lái)了較大方便，又節(jié)約了費(fèi)用。有些廢水同時(shí)含可沉、 可浮的雜質(zhì)，單獨(dú)使用氣浮或沉淀效果都不理想。此時(shí)可將沉淀與氣浮結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，不僅會(huì)提高處理效果，而且也節(jié)省投資和運(yùn)行

16、費(fèi)用。生產(chǎn)實(shí)踐表明，氣浮池不僅在除色、去濁上優(yōu)于沉淀池，而且在降低污染水的COD、木質(zhì)素以及提取氧等方面 都顯出極其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其造價(jià)也比平流沉淀池、斜管沉淀池、水力 或機(jī)械加速澄清池低，其運(yùn)行費(fèi)用也略低。七、研究方向盡管氣浮法凈水因其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而日露鋒芒，但要充分發(fā)揮其特點(diǎn)，目前還應(yīng)重點(diǎn)在以下應(yīng)三個(gè)方面進(jìn)行研究開發(fā)。1 .氣泡進(jìn)一步微細(xì)化。眾所周知，在相等的釋氣量條件下，所產(chǎn)生的微氣泡越細(xì)，則氣泡個(gè)數(shù)越多越密集，粘附的絮粒也越小，凈水效果也就越好，而且形成的浮渣也越穩(wěn)定。因此。研究氣泡平均直徑更小的溶氣釋放器是當(dāng)前提高氣浮凈水技術(shù)的一個(gè)途徑。它不僅能提高現(xiàn)有凈水對(duì)象的去除效果，而且還能開拓氣浮法凈水的應(yīng)用范圍。2 .直接切割氣體制造微氣泡壓力溶氣氣浮法凈水存在兩個(gè)問題：第一是壓力溶氣相對(duì)能耗較大；第二是溶氣水量的加入增大了氣浮池內(nèi)的水力負(fù)荷，給分離帶來(lái)困難。解決這兩個(gè)問題的理想辦法是研制直接產(chǎn)生微氣泡的布?xì)庋b置，通過該裝置將氣體切割成穩(wěn)定、微細(xì)、密集的微氣泡群，從而極大限度地降低能耗，而且不會(huì)增加氣浮池容積。盡管直接布?xì)夥y度很大，但它是最有吸引力的研究方向。3 .固、液分離技術(shù)。7為了提高固、液分離技術(shù)，充分發(fā)揮氣浮凈水的優(yōu)勢(shì)，