溶气浮选技术在某油田污水处理中的应用研究

浮选技术在含油污水处理的应用进展浮选净水技术是国内外正在深人研究与不断推广的一种水处理新技术。

浮选净水装置已广泛应用于石油、造纸、印染、电力、电镀、化工、化纤、毛纺、皮革、电泳漆、食品、城市污水、洗浴、自来水等行业，并取得了良好的效益。

1浮选法的分类及浮选净化含油污水的常用方法在污水净化中，根据水中形成气泡的方式和气泡大小。

可将浮选法分为4种类型，即溶气气浮法，诱导气浮法、电解气浮法和化学气浮法。

其中常用的方法有如下几种：加压溶气气浮法、叶轮式气浮法和喷射式气浮法。

1.1溶气浮选法溶气浮选法可分为全流加压式、回流式、部分原水式和压气式4种，全流加压式溶气浮选法的溶气量大，所需浮选池的容积小，在油田污水处理中应用较广泛；回流式溶气浮选法是部分净化的水回流到溶气罐加压溶气，然后与来液一起进浮选池，因此，可在原水需要预先混凝和原水含油量比较高的情况下使用；部分原水式溶气浮选法与全流加压式溶气浮选法类似，比较适合处理含油量较低的油田污水；压气式溶气浮选法是通过多孔圆盘、多孔板或一种特殊的喷嘴，把气体压人液体中的，比其它几种溶气浮选工艺的停留时间短。

1.2叶轮浮选法叶轮气浮法是依靠高速旋转的叶轮来产生微小的气泡。

气泡是被机械混合到含油污水中形成的，停留时间短，除油率高，造价低，适应来水含油量的变化。

WEMCO公司生产的叶轮浮选机已被广泛应用，运行效果良好。

国内的一些大油田，如辽河油田、胜利油田、新疆油田等相继引进了这种浮选机[2]。

但是，叶轮浮选机存在着制造、维修麻烦，能耗较高。

为了克服此浮选机的缺点，出现了射流浮选装置。

1.3射流浮选法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，气体被吸人吸入室，水高速通过混合段时，携带的气体被剪切成微细气泡；在浮选室，气泡上浮，并附着在油珠和固体颗粒上，将其带至水面。

液气射流泵代替了旋转叶轮，这样可用一个水泵提供动力，大大节省了能耗，仅相当于叶轮浮选的二分之一产生气泡直径小，且制造安装、维修方便，操作安全，具有很大的研究和应用前景。

溶气浮选在污水处理中的应用研究摘要：随着油田的开发，采出液性质随之发生改变，使油水乳化液的稳定性增加，造成污水中各种成分均匀分散在污水中不易脱稳，在沉降罐中除油除杂同时处理已不能满足当前的生产需要，因此，采用气浮处理含油污水处理工艺，可最大限度的将污水中的乳化油去除，减轻了沉降段和过滤段的生产负荷。

该处理工艺在某联合站的成功应用，为高乳化含油污水处理提供了可借鉴的经验。

主题词：溶气浮选污水处理应用研究中图分类号： [r123.3] 文献标识码： a 文章编号：多年来，国内各油田对采出水的处理主要采用除油段+过滤段的工艺模式，其中除油段主要采用以下几种方式除油：①物理法—主要去除分散油；②化学法—主要去除浮油；③气浮法—主要去除浮油、分散油；④旋流分离法—主要去除浮油。

另外，从除油段的发展过程可以看出，药剂投加一直是决定除油段效果的核心因素。

一、气浮选装置的机理及技术特点1、气浮选装置的机理气浮法处理污水技术就是在一定条件下，向污水中通入气体，产生微细气泡，利用气泡吸附携带污水中的油珠和悬浮状的物质上浮使其与污水分离，以达到净化污水目的一种水处理技术。

2、技术特点：（1）溶气效率高。

气泡尺寸小至10～60微米,浓度大、持续时间长，所以对污染物的捕捉和携带能力强，处理精度深，对去除污水中的游离油和乳化油效果十分显著。

（2）无需使用空压机，运行费用少，电耗比带空压机的释放器气浮和诱导器式气浮低40%～60%以上，无噪声等二次污染。

（3）去除率高。

对污水中油的去除率可达到80～99%；悬浮物的去除率可达到40～95%（加药），cod和bod的去除率为30～60%。

（4）适应性强，调节方便，操作简单，无气浮死区和堵塞现象，运行稳定可靠。

二、影响浮选除油效果的因素分析1、采油污水中油的存在状态如果油滴以很稳定的乳化状态存在于污水中，油滴的表面是亲水疏油的，它在碰到气泡时不易被气泡吸附。

结果除油速度慢，除油率低。

浅谈气浮技术在气田污水处理中的应用【摘要】分析天然气处理厂生产污水系统的气浮工艺，对气浮设备进行解析，并提出了气浮设备运行时常见故障和排除方法。

【关键词】油田污水处理气浮技术气循环1 气浮技术的概述随着我国油田开发的不断深入，油田污水处理问题也随之而生，其中气浮作为一种净水技术，越来越受到石油化工行业的重视。

目前，国内外除一些陆上油田尚未使用气浮技术外，海上平台、炼油及石油化工等含油污水的处理都采用了气浮作为中间处理单元，天然气处理厂也增加了气浮装置。

气浮技术基本原理是向水中通入空气，使水中产生大量的微细气泡，并促使其粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的浮体，上浮水面，从而获得分离杂质的一种净水方法。

按气泡产生的方式，气浮可分为溶气气浮、充气气浮、电解气浮等。

气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒（固体或液体）附着以及上浮分离等连续步骤。

实现气浮法分离的必要条件有两个：第一，必须向水中提供足够数量的微细气泡，气泡理想尺寸为15～ 30μm；第二，必须使目的物呈悬浮或疏水性质，从而附着于气泡上浮。

影响气浮的效果有以下四个因素：（1）微细气泡的尺寸，决定于溶气方式和释放器的构造；（2）气固比，决定于向水中释放的空气量；（3）进水浓度、工作压力、上浮停留时间；（4）药剂的作用。

气浮设备的结构特点都很好地保证了气浮工艺的必要条件。

2 气浮工艺原理采用高效溶气装置，将空气（或其它净化过的气体）溶入部分净化过的水（回流水）中，然后通过高效率的释放器，将溶于水中的气体释放成粒径小于10μm的微气泡。

使这些微气泡迅速吸附到污水中的悬浮物或油粒的表面上，减轻絮体的整体比重，从而达到迅速上浮，与水分离，便可达到净化水质的目的。

污水经加药（聚合氯化铝pac、聚丙烯酸钠paas）流入设备前级混合反应器，在反应器内混合后流入浮选区，在浮选区经过溶气释放、吸附、上浮、浮渣分离回收。

溶气水是由处理后的部分出水经过回流泵和压缩气体，同时进入溶气罐充分溶解所得。

油田污水处理用浮选剂的研究与应用浮选剂是油田污水气浮净化工艺中必须配套添加的化学药剂之一。

其效率受气泡与颗粒的碰撞、吸附效率有关。

分别选择与处理污水匹配的表面活性剂、高分子化合物、助电解质等功能组分并通过优化复配比，可以获得针对性强、效率高的浮选剂。

标签：油田污水;气浮;浮选剂;表面活性剂1 前言油田污水中一般含有大量的原油、悬浮固体。

在回注或外排前，必须对污水进行净化处理，并达到规定的标准要求。

污水净化主要有沉降分离、过滤、气浮等工艺，配合不同工艺，需要添加不同的化学药剂。

配合沉降分离工艺：需要添加反相破乳剂，使以乳化形式存在的原油充分破乳，为沉降分离创造必要条件;在悬浮固体含量较高时，需要添加絮凝剂，将粒径微小、调试分散的悬浮颗粒聚并，提高分离效率。

过滤分离工艺：需要添加絮凝剂、助凝剂，在聚并调试分散的微波固体颗粒的同时，改善絮体的过滤性能。

气浮分离工艺：需要添加浮选剂，提高欲分离分散颗粒与气泡的结合效率，实现污水中分散原油、固体颗粒的高效分离。

在三种污水净化工艺中，气浮分离具有占地面积小、分离效率高等优点，在海外油田中得到了比较广泛的应用。

2 浮选剂的作用机理2.1 气浮过程的组成污水的气浮过程，由三个过程组成：气泡与悬浮油滴、悬浮固体颗粒碰撞;气泡与悬浮油滴、悬浮固体颗粒粘附;气泡携带油滴、悬浮固体颗粒上浮了。

2.2 气浮效率影响因素气浮除油和机械杂质的效率取决于气泡与油滴、悬浮固体颗粒的碰撞效率和粘附效率。

即：除油（机械杂质）率=碰撞效率×粘附效率2.2.1 碰撞效率碰撞效率符合经验公式（1）：2.2.3 气浮效率影响因素通过对式（1）和（2）中参数分析，影响气浮效率的主要因素如下：气泡大小：气泡直径变小，有利于提高碰撞效率;油滴大小：油滴直径变大，有利于提高碰撞效率;双电层：悬浮颗粒表面的双电层的存在，降低气泡与悬浮颗粒的粘附效率;温度：温度升高，会降低气泡与悬浮颗粒的粘附效率。

气浮工艺在油田污水处理应用探讨发布时间：2021-07-01T16:50:35.430Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月7期作者：姜春浩[导读] 针对含油污水的水质特点，介绍了污水的来源、预处理工艺流程，开展气浮工艺技术研究，评价不同气浮方式的处理效果及适应性，姜春浩中原石油勘探局有限公司水务分公司河南濮阳 457001摘要：针对含油污水的水质特点，介绍了污水的来源、预处理工艺流程，开展气浮工艺技术研究，评价不同气浮方式的处理效果及适应性，指出了气浮技术在污水预处理阶段应用的必要性。

关键词：含油污水处理气泡吸附固液分离气浮技术石油化工企业含油污水具有水量波动大、水质波动频繁、污染物成分复杂等特点，其中含有大量的油、硫化物、挥发酚等有毒有害物质。

直接排放这些废水会对环境造成严重的影响，所以必须选择合适的工艺对其进行处理。

气浮技术是国内外正在深入研究和不断推广的一种水处理新技术，主要用来处理废水中难以去除的乳化油或相对密度接近于 1 的微小悬浮颗粒。

针对含油污水的水质特点，开展气浮工艺技术研究及试验，以提高污水处理系统除油效率，达到系统完善、流程简化、降低投资、节约成本、改善滤前水质的目的，气浮设备的研究是今后的发展趋势。

1 含油污水的主要来源及污染物1.1 污水中油类来源主要是炼油装置和辅助设施排出，包括油品冷凝水、油罐切水、地面冲洗水、化验室排水、生活污水、装置和罐区的初期污染雨水并入含油污水系统。

油含量波动较大，平均 500mg/l，峰值可达 1000-1500mg/l。

1.2 油污染的危害石油类通常指原油和矿物油的液体部分，其中 60%-80% 以游离态形式存在，剩余部分以机械分散态、乳化态、溶解态形式存在。

含有石油类物质的污水进入污水处理厂，如果石油类物质得不到有效的去除，会影响充氧效果，导致活性污泥中的微生物活性降低，出水水质难以保证；并且石油类物质含有多种致癌作用的成分，通过食物链进入人体，对人体健康产生危害。

溶气气浮装置在安塞油田污水处理中的应用摘要:本文通过溶气气浮装置在安塞油田的应用情况,对气浮过程作了较详细地描述,通过对存在问题进行具体分析,讨论影响气浮处理效果的因素,并为其下一步优化运行提出合理建议,预测了气浮技术在国内油田含油污水处理中的应用前景。

关键词:油田污水处理气浮装置水质除油目前我国油田以向油层注水保持油层压力来提高原油采收率为主要采油手段,所注水98%都是经处理达标后的油田采出水。

原油开采中,若注入的水不合乎要求,则会导致油层能量不足及油井产量下降,因此研究回注水处理技术具有一定的使用价值和现实意义[1]。

特别是安塞油田是我国陆上最早开发的特低渗亿吨级整装油田,被原中国石油天然气总公司确立为“安塞模式”而享誉石油界,因“低渗、低压、低产”的特点,对回注地层采出水水质要求更高。

随着人们对浮选理论和气浮分离工艺条件的深入研究,气浮分离技术已成功地用于给水和排水的净化处理中。

由于这种分离技术具有处理装置简单、处理速度快、占地面积小、投资省及使用可靠等优点,因此已发展成为一种重要的污水处理技术,在油田具有很好的应用前景。

1 气浮装置设备结构及工作原理溶气气浮(Dissolved air flotation-DAF)是一种高效的物-化处理技术,主要应用于去除各类含油废水中的乳化油、植物油(O&G),颜料、油漆、橡胶制革废水中的悬浮固体(TSS)及COD,造纸废水中的纸桨纤维回收,印染、漂染、毛纺废水中的除COD、BOD、SS,色度等,电镀废水中的重金属离子。

压力溶气气浮还普遍用于污泥的浓缩,中水回用,食品加工业等。

1.1 气浮装置简介(1)溶气系统:有许多种方法可以产生气浮所需要的微小空气泡,其中加压溶气常压释放法是应用最广泛,技术最成熟的一种方法。

加压溶气常压释放法是利用压力将空气溶于水中,通过骤然减压,释放出大量微小空气泡。

泵系统采用多相溶气泵,完成吸水、吸气、混合、加压、溶解过程。

溶气气浮在油田水处理中的应用摘要：随着开采年限的增加，在油田开采的原油总含水率上升，有的区块已经达到90%以上。

因此，开发新的高效设施和改造已经建成的设施已经很重要。

采用溶气气浮法净化处理预过滤水是一种可行的方法，本文主要论述了溶气气浮法在油田水处理中的应用，包括浮法原理、主要设备选型、计算方法和气源选型、供气方法等。

气浮法已经在发达国家得到广泛应用。

处理采出水和含油污水有两种方式，是诱导式及溶气气浮法。

两种方法的区别在于:诱高速甩出导式机械碎细气体，用叶轮高速旋转水，在中间架设管道，形成真空区导入，混合过程高速吹，通过微孔板时用剪切力将大气泡粉碎成细空气泡。

溶气气浮法是一种压力溶解气体浮法，其中气体在恒定压力下溶解在水中，气体通过从溶解气体的释放器中释放卸压喷射，成为细气泡，并粘附悬浮物上浮。

一、传统工艺及其发展现状加压溶气气浮法分为三种不同的工艺流程流，具体取决于所处理水的性质、类型、净化程度以及废水中所含浮子的压浆方法的差异，即全流程、部分和部分回流溶气气浮法。

全流程对所有废水施加加压溶气，通过减压器进入气浮池分离固体液体。

由于无需再添加溶解气体水，气浮池体积较小，但这一过程的功耗较高。

近年来，一些科学家研究了这项技术的节能问题。

对一种基于全溶气的新型节能技术进行了研究。

该方法利用涡流泵的特殊搅拌功能高效地混合和溶解不兼容的水和气体，同时泵不仅大大减少了搅拌过程的一部分，还可以用高能耗空气压缩机、大型熔体容器和压力泵代替，从而实现设备的小型化。

高效加压溶气气浮技术是在传统技术的基础上发展起来的，但涡流负压原理使得相的传递变得困难溶解的水和空气有效地混合、溶解和运输。

耗电量更低，维护成本更低，设备更简单。

部分溶气气浮法对溶解气体施加一定的压力，剩馀的废水直接排入气浮池。

该工艺比全溶气类型能效更高，由于废水只有一部分通过溶气罐，溶气罐的体积相对较小。

该方法可以相对于整体溶解度类型降低气浮系统的设备，但易破碎絮体，影响水质净化效果，难以控制。

溶气式气浮技术在污水处理中的应用摘要：胜利油田孤岛采油厂生产的原油属于热采高含水稠油，污水处理难度大，外输污水含油一直维持在1000-3000mg/l以上，对该单位的生产经营造成了严重的影响。

去年在该地区的孤三联合站采用气浮装置处理污水，取得了比较理想的效果。

关键词：气浮装置；重力除油；污水含油量；平均腐蚀率一、引言胜利油田孤岛采油厂生产的原油属于热采高含水稠油，污水处理难度大，外输污水含油一直维持在1000-3000mg/l，最高时可达4000-5000mg/l，多年以来，仅靠重力除油方式已不能解决外输污水含油超标的问题。

2008年采油厂经过多次论证实验，决定在孤三联投入使用辽宁华孚-爱德摩环保设备有限公司的气浮污水处理技术，该系统于2009年3月正式投产运行，大大改善了外输污水水质。

该系统主要设备有螺杆式空压机2台，吸附式制氮机2台，浮选机4台，箱式压滤机2台，各种加药设备5套，污泥提升螺杆泵2套。

二、污水水质分析1、来水水质特点：孤三联污水站接收孤三联原油处理站的来水。

井排来液经分离器气液分离后，原油、污水进入3号罐（5000m3一次沉降罐）进行油水分离。

分离后的污水直接进入污水处理站。

1）进站含油高。

一般在6000-8000 mg/L，生产出现波动时，最高可达到15000mg/L以上。

2）矿化度高。

来水矿化度在16000-17000 mg/L。

3）细菌含量高。

SRB菌含量在6000个/ml，TGB菌含量在600个/ml，铁细菌含量在0.6个/ml。

4）来水呈弱酸性。

来水的pH值为6.5，带有一定的腐蚀性。

2、污水处理工艺。

油站来水在经过重力除油后虽然有所降低，但是污水含油依然很高，在1000-3000 mg/L，悬浮物在100-300 mg/l，与规定指标相差很大。

3、采用的主要措施。

污水水质指标超出油田标准的几倍甚至几十倍，联合站只有被动的采取以下几点措施：一是平稳调节分离器压力，减少沉降罐乳化带波动；二是严格要求一次沉降罐的油厚控制在1.5-2米；三是加大污水罐的收油力度，控制除油罐油厚小于0.5米。