QF型和SF型氣浮在采油廢水中的應用
來源：北京建工金源環(huán)保發(fā)展有限公司 閱讀：5113 更新時間：2010-02-05 10:51含油廢水主要指廢水中含有大量及懸浮物的廢水。在以下三個行業(yè)中大量存在：
（一） 油田采出水，也稱油田污水，一般指從地下采出的含水原油“采出液”經(jīng)電脫水，分離出的水稱為油田污水；（二）石化行業(yè)中的煉油廢水，其為高濃度有機廢水，其成分主要有石油類、 、酚、氨化合物、硫化物；（三）機械行業(yè)中產(chǎn)生的含油乳化廢水，廢水中含有少量乳化劑、礦物油和Ni2+ 且有機物含量較高。三個行業(yè)的廢水既有共同點，又有差異。其共同點為油及懸浮物的含量較高，其處理流程中，均有重力除油，混凝破乳除油的過程。其不同點為廢水性質(zhì)、雜質(zhì)含量、外排標準、回用水標準，均因產(chǎn)品生產(chǎn)過程不同而不同。下面簡述含油廢水的廢水處理工藝。
一、 含油廢水處理工藝概述
1、 油田采出水
由于采油方法、原油特性、地質(zhì)條件的不同，油田采出水的水質(zhì)差異較大，但其也有共性的成分，例如：①含油量高，一般在1000ｍｇ／ｌ以上；②懸浮物含量高，顆粒細小，沉降緩慢；③礦化度高，一般在 1000mg/l 以上，高的達14×104 mg/l,加速了水處理設(shè)備的腐蝕；④結(jié)垢離子濃度高，含有Ca2+,Mg2+,Ba2+等；⑤COD濃度高，其中有機成分較多。由油田污水的特點可知，除油是該廢水處理的重要環(huán)節(jié)。原油再水中的存再以浮油、分散油、和乳化油為主。目前多采用兩級除油法，即一級重力除油，二級混凝破乳除油。一級重力除油主要設(shè)備有立式除油罐、斜板隔油沉淀池及粗；凸。該級主要用于去除絕大部分浮油及大部分分散油。二級混凝破乳除油主要油量個過程，一是混凝過程，加混凝破乳劑（主要有鋁鹽、鐵鹽兩種無機混凝劑，有機聚合物破乳劑）反應8～10min，使乳化油凝聚成分散油（即外觀為絮花狀）。依靠氣浮方法使破乳方法使破乳后的分散油浮起，完成油水分離。傳統(tǒng)水處理工藝中，這一段為混凝沉淀。根據(jù)油田回用水標準，其SS﹤3mg/l，Oil﹤5mg/l，氣浮出水（或混凝沉淀出水）均達不到此標準，因此還須進行過濾等深度處理。若外排，COD超標時，還須油生化處理。傳統(tǒng)的油田污水處理中，混凝破乳除油這一段，采用混凝沉淀。由上面廢水性質(zhì)分析可知，其主要雜質(zhì)油比重接近于水，浮油在液面上，分散油及乳化油在水中呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，其自然沉降時間長達2～3小時，一次性投資大。該法對于大油粒、乳化程度小的廢水油一定去除效果，但對于乳化程度高的廢水，其去除效果不佳，去除效率很低。用氣浮工藝替代沉淀工藝時，其負荷達7～10m3/m2.h，其面積為沉淀的1/7～1/8，QF型停留時間只有5分鐘、SF型為30分鐘，相反沉淀為2-3小時，而油田污水水溫較高，約35℃﹤a℃﹤45℃，水質(zhì)夏季易惡化，嚴重影響出水水質(zhì)。用氣浮工藝替代沉淀，雖然電耗有所增加，但因氣浮對于SS去除率極高，對于分散油的去除率也很高（﹥90%），因此較沉淀相比，大大減輕了廢水后續(xù)處理的負荷。從整體平衡考慮，雖電耗有所增加，但降低了基建投資，減少了污水站的占地面積。油田污水在處于二次、三次采油期時，回流水中含油大量陰離子聚丙烯酰胺，水的粘度增大，油水分離更加緩慢，因大量表面活性劑的加入，使油水乳化程度更加嚴重，用傳統(tǒng)的混凝破乳沉淀的方法已很難適應廢水的變化。用氣浮，加上高效破乳劑，才是該類廢水的最佳、最經(jīng)濟的處理方法，F(xiàn)在許多油田已開始動用稠油儲量，擴大了蒸汽驅(qū)采規(guī)模稠油廢水中含油量更達（4000-10000mg/l），溫度更高，稠油相對體積質(zhì)量與質(zhì)量與水接近（≥0.95），因而重力分離已十分困難，QF型氣浮及SF型氣浮因其卓越的處理效果，成為處理該段廢水的首選。
2、 機械行業(yè)含油乳化廢水
機械行業(yè)在金屬打磨、切削、拋光清洗時，產(chǎn)生了含油乳化廢水，廢水中含有少量乳化劑、大量礦物油和Ni2+，且有機物含量較高。因乳化劑、礦物油其與水密度接近，在水中較穩(wěn)定。傳統(tǒng)的隔油+混凝沉淀+后續(xù)工藝（活性炭吸附、膜分離、生化）方法中的混凝氣浮替代沉淀，這一段的去除率明顯提高，大大減輕后續(xù)處理負荷的壓力。工藝流程如下：調(diào)節(jié)隔油池→斜板隔油沉淀池（粗；蓿→混凝氣浮→后溪處理工藝（根據(jù)水質(zhì)及排放標準定）。氣浮設(shè)計中要注意：隔油調(diào)節(jié)池去除浮油、斜板隔油沉淀池去除部分分散油及大部分易沉懸浮物的功能設(shè)計，力求氣浮分擔的負荷合理合適。此時氣浮主要用于去除分散油及乳化油。
3、 石化行業(yè)的煉油廢水
煉油廠廢水主要含有石油類、 類、酚、硫化物，是高濃度的有機廢水。其主流處理工藝：隔油→氣浮→生化。隔油池去除浮油，氣浮經(jīng)加藥后去除大部分散油、懸浮物，使水質(zhì)達生化要求。氣浮運行好壞直接影響生化的運行。
二、 QF型氣浮及SF型氣浮性能簡介
1. QF型高效淺層氣浮性能簡介（廢水處理量100m3/h-650m3/h）
由無錫金源開發(fā)的QF淺層氣浮裝置，具有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，溶氣系統(tǒng)申請了國家專利（專利號86209262）。我公司于1997年5月有張家港啤酒廠應用了第一臺淺層氣浮，至今我已再浙江康力集團、福建羅源紙業(yè)、河北遷安華豐造紙等二十幾家國內(nèi)企業(yè)選用。其設(shè)備具有容氣效率高、SS去除率高、性能穩(wěn)定的特點。
由含油廢水的主要工藝分析可知，在混凝除油過程中，較其它工藝相比（如沉淀工藝），采用淺層氣浮工藝，具有較高的SS去除率。下面簡單介紹淺層氣浮主要特點：
1） 原理及性能簡介
氣浮分離是將空氣與水在一定的壓力和條件下，使氣體極大限度地溶水中，力求處于飽和狀態(tài)，然后吧所形的壓力溶氣通過減壓釋放，產(chǎn)生大量的微細氣泡，與水中的懸浮絮體充分接觸，使水中懸浮絮體粘附再微氣泡上，隨氣泡一起浮在水面，形成浮渣并刮去浮渣，從而凈化水質(zhì)。
QF型高效氣浮池氣浮裝置，是一個先進的快速氣浮系統(tǒng)，再傳統(tǒng)氣浮理論的基礎(chǔ)上，又成功地運用了“淺池理論”和“零速”原理，通過精心設(shè)計，集凝聚、氣浮、撇渣、沉淀、刮泥為一體，是已種水質(zhì)凈化處理的高效設(shè)備。
QF型氣浮裝置與傳統(tǒng)氣浮裝置相比，其主要的不同之處如下：傳統(tǒng)氣浮裝置，其進水、出水均為固定式，分離過程為動態(tài)。其最大最點是，固液分離過程是在水流相對不穩(wěn)定狀態(tài)下進行的。且相互干擾，給浮渣的上升分離造成了較為不利的影響。為了達到良好的分離效果，必須給浮渣的上升留言充分的時間，水力停留時間一般為20-50min，有的甚至達1小時之多，導致了池子體積增大。
QF型高效淺層池氣浮裝置針對傳統(tǒng)氣浮池的不足之處，把原水進口、凈化水出口設(shè)計為移動式，分離過程為靜態(tài)，以縮短源水中氣泡上浮時間，池子中水的流態(tài)基本上相對靜止。原水中的懸浮物從池底浮到表面的速度快（可達40-100mm/min），水深只需400-500mm，其停留時間只需3-5分鐘，因此大大提高了設(shè)備的表面處理負荷，且由于池內(nèi)的水體水平方向的“零速“，給固液分離創(chuàng)造了良好的水力狀態(tài)，從而達到了良好的凈化目的。
2） 主要技術(shù)參數(shù)及特點
（1） 主要技術(shù)參數(shù)：
| 處理量 | 25～40m3/h | 溶氣水壓力 | ≥0.4Mpa |
| 池體 | 600～780mm | 設(shè)計轉(zhuǎn)速 | (1/3) ～(1/5)rpm |
| 有效水深 | 400～500mm | 加藥泵功率 | 0.18～1KW |
| 水力停留時間 | 3～5min | 主機總功率 | 1.2～6.2KW |
| 水力表面負荷 | 6～10m3/m2.h | 空壓機功率 | 0.18～5KW |
| 回流比 | 污水≥30%，凈水≥10% |
注：其中水力表面負荷及回流比可根據(jù)具體水質(zhì)而定。
（2） 主要技術(shù)特點：
A 有效水深簽400-500mm。
B “零速度布水”使水的停留時間僅3分鐘（傳統(tǒng)氣浮停留時間15-30分鐘）。
C 凈化量大，即表面負荷高。
D 占地面積。槠胀ㄑb置的1/10），單位負荷輕，全部預制構(gòu)件組裝，不需要操作室，設(shè)備可以架空安裝，也可多層組合。
E 安裝維修費用低，易于清掃。
F 凈化效率高，懸浮物去除率達90%以上。
G 該裝置采用FA型溶氣系統(tǒng)申請國家專利（專利號86209262），它結(jié)構(gòu)巧妙，溶氣效率達85%，體積僅為一般溶氣系統(tǒng)的五分之一，產(chǎn)氣泡直徑小，約為20-60um。
H 污水處理效果好，一般可于1.5-2年內(nèi)回收投資。
（3）主要操作特點：
A 進水口和污泥的排出機構(gòu)都在設(shè)備中間旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)。
B 浮起的污泥由旋轉(zhuǎn)撇渣勺回收或排除。
C 池底用池邊還有刮板能刮去池底和池邊的沉淀物，以保持設(shè)備經(jīng)常清潔。
D 可變速齒輪電機用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的部件和旋轉(zhuǎn)撇渣勺。
３）含油廢水處理的一般工藝
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２、SF型高效雙溶氣組合氣浮性能簡介（廢水處理量３ｍ３／ｈ～１００ｍ３／ｈ）
SF型高效雙溶氣組合氣浮，具有占地面積少、溶氣效率高，處理效果好，操作管理方便等特點。容氣系統(tǒng)采用專利技術(shù)（專利號８６２０９２６２），機電儀一體控制，可實現(xiàn)運行自動化。
１） 主要工作原理
氣浮主要起固、液分離作用（同時可以降低COD、BOD、色度等）。
氣浮的工作原理：利用溶氣系統(tǒng)產(chǎn)生的溶氣水中的微氣泡，與水中的懸浮物絮體粘合在一起，懸浮物隨微氣泡一起上浮至水面，形成浮渣，使水中的懸浮絮體得到去除。
清水經(jīng)過射流吸氣裝置，在一定的工作壓力的情況下，使空氣最大限度地溶入水中，通過快速減壓釋放，形成直徑在30μm~50μm左右的小氣泡。
在原水中加入絮凝劑PAM或PAC，經(jīng)過5min的有效絮凝反應。其時間、藥量和絮凝效果須有實驗測定。原水經(jīng)過絮凝反應進入接觸區(qū)，在接觸區(qū)內(nèi)，微氣泡與原水中絮體相互粘合，一起進入分離區(qū)。在氣泡浮力的作用下，絮體與氣泡一起上升至液面，形成浮渣。浮渣有刮沫機刮至污泥區(qū)，下層的清水通過給水管自流至清水池。處理后，清水一部分回流，供溶氣系統(tǒng)使用，另一部分則排放。
普通組合氣浮由于他的溶氣水只在接觸區(qū)內(nèi)釋放，在分離區(qū)內(nèi)微氣泡數(shù)量相對較少，因而有部分懸浮物絮體很難懸浮至水面，則影響了分離效果。
SF型高效雙溶氣組合氣浮與普通組合氣浮的區(qū)別在于：它不但能與普通氣浮一樣在接觸區(qū)釋放溶氣水，而且能在氣浮的分離區(qū)釋放溶氣水，分離區(qū)內(nèi)微氣泡數(shù)量充足，使原來很難上浮的懸浮物也上浮至水面。從接觸區(qū)來的得到初步分離的原水在分離區(qū)得到徹底的分離，降低了出水中的SS含量，從而提高了分離效率。
三 、QF型氣浮與SF型氣浮在含油廢水處理中應注意以下幾個問題
1、 水質(zhì)分析
分析廢水來源、性質(zhì)，不同的生產(chǎn)工藝流程對氣浮的各種參數(shù)設(shè)計及選型是至關(guān)重要的。對于油田采出水，首先弄清該油田現(xiàn)處于采油中的哪一個階段，原油特性、地質(zhì)、欲采用的前、后工藝及回注水或外排標準，把氣浮定位于一個適當?shù)呢摵芍。例如：對于二次采油，含油量一?gt;1000mg/l，懸浮物含量高，顆粒細小，分散油含量高，乳化程度小，油的密度>0.9cm3,選用常規(guī)設(shè)計的淺層氣浮即可勝任，回流比<40%，表面負荷達7~9m3/m2h。其處理效果良好，具有極高的油去除率，可達90~95%.對于三次采油，由于在回注水中添加了PAM，表面活性劑、堿，使水中絮凝濃度達400~500mg/l，粘度達0.8~1.2mPa.S。表面活性劑的存在，使油珠乳化嚴重，油珠微小，難以聚集，上浮速度緩慢，絮花穩(wěn)定性差。所以在選用氣浮時，須特別注意以下幾點：①氣浮設(shè)計時表面負荷較二次采油時要小，即同等水量時，氣浮型號增大1~2級；②特別注意反應池的設(shè)計，注意破乳劑和氣浮匹配實驗。用實驗確定合理的乳化液反應時間；③注意溶氣水的釋放方式對于乳化液中絮花的影響；④停留時間設(shè)計較常規(guī)大；⑤浮渣機構(gòu)采用特殊螺旋推進機構(gòu)，使排油更順暢；⑥注意表面活性劑的含量，當其超過一定量時，需要采用其他工藝措施，否則氣浮可能開不起來；⑦當表面活性劑多時，回流水采用后續(xù)處理的最終排水，不可采用氣浮排水。
2 .溶氣氣源的選擇
油田采出水的礦化度較高，一般在1000mg/l以上，最高達14×104mg/l，導電率高，電化學反應快，本身就具有較強的腐蝕性。O2是很強的氧化劑，在水中與CL-、H2S、CO2協(xié)同作用下，使腐蝕速度大大加快。所以水中保持缺氧環(huán)境，溶氣氣源選用天然氣。
3.注重工藝流程的配合，為氣浮分擔合理負荷提供條件
原油在水中以浮油、分散油、乳化油為主。當油田處于一次采油期或稠油期時，油的含量很高，達4000~10000mg/l，浮油及分散油的含量很高，氣浮對于浮油去除效果是不佳的，利用隔油調(diào)節(jié)池，斜板隔油沉淀池（或粗；凸蓿┤コ蟛糠指∮图安糠址稚⒂图敖^大部分懸浮物，減輕氣浮負擔。氣浮主要去除乳化油、分散油。給氣浮分配一個合適的負荷，這是氣浮設(shè)計及選型中的一個重要影響因素。對于二次采油期廢水，其油含量2000~5000mg/l，采用斜板油沉淀后，再選用常規(guī)氣浮即可完成油水分離的工藝過程。
綜上所述，氣浮在油田采油廢水、機械廢水、石化廢水中的應用是非常廣大的，但廢水的水質(zhì)，水量，千差萬別，其處理方法也有所差異，用科學精神設(shè)計選擇好每一臺淺層氣浮，使每一臺氣浮都能發(fā)揮最大功效，這是金源環(huán)保公司對我們自身所提出的要求？茖W合理的系統(tǒng)設(shè)計及試驗才是出
