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海上生产水处理用紧凑型气浮技术研究_尚超

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新型气浮旋流水处理装置海上油田现场试验研究

新型气浮旋流水处理装置海上油田现场试验研究
数进行 了探 索和优 化，为未来 设备在海 上实际生产 中应用创 造 了条件 。
关
键 词 ：海上平台；气浮旋流装置；水处理
０ 引 言
随着 海上 油气 资源 开发 力度 的不 断加 大及 环境 保护 要求 的不断提 高 ， 对 生产 水 的有 效处 理 已经成 为海 上石 油开 发不 可或 缺 的一个 生产 环节 ，但 目前 大多数 海 上油 田面 临 中后 期含 水率 大幅 上升 、水 质
３ ０ ａｉ ｒ ｎ 后 再开始 取样 ，并按要 求做 好相 应 的数据记 录 ， 以测 试设 备 的运行 稳定 性 。试 验装 置 的设计 处 理量 为４ ｒ ｎ ｊ ／ ｈ ，但 是试验过 程 中测试 了不 同处 理能力 下的影 响 。使用Ｆ Ｐ Ｓ Ｏ上现 有 的含油 量测试 化验 设
备（ Ｔ Ｏ Ｐ ／ Ｔ Ｐ Ｈ分析 仪） 和 萃取 剂（ 正 己烷 ） 进 行污 水含油 测试 。
４ ３ ２
中
国
造
船
学 术论 文
选 机 ，最 后经泵 增压 后进入 核桃 壳过 滤器 ，污水 达标后输 送 至井 口平 台回注地 层 。经过 各级生 产水 处
理装 置 的处理 ，生产 水含 油逐 步 降低 ，为 了能得 到较 多 的试验 工况 ，在 自由水分离 器 （ 高浓 度 ，水 中 含油１ ２ ０ ０ 至１ ８ ０ ０ ｐ ｐ ｍ）和斜 板 除油器 后 （ 中浓度 ，水 中含油６ ０ 至１ ４ ０ ｐ ｐ ｍ）分 别设 置 了三 通 （ 注 ：体 积 分 数浓度 １ ０ ～ ： ｌ ｐ ｐ ｍ），作为 本次 试验 的生产 水来源 。设备所 需氮气 主要 借助 于Ｆ Ｐ Ｓ Ｏ上的氮 气发 生 器 供应 ，部分试 验 中采用氮 气瓶供 气 。电源 接 口为生产 区走 廊 电接 口。设备 处理后 的 出水 和污 油分 别

污水处理中的气浮技术

污水处理中的气浮技术

污水处理中的气浮技术污水处理是现代社会中必不可少的环保手段之一，其中气浮技术作为一种广泛应用的方法，对于处理污水中的悬浮物质和油脂物质具有良好的效果。

本文将介绍气浮技术的原理、应用领域以及其在污水处理中的重要性。

一、气浮技术的原理气浮技术是利用气泡在液体中上浮的原理，将污水中的悬浮物质和油脂物质通过气泡的附着和上浮来进行分离的一种处理方法。

具体而言，气浮设备通过加入压缩空气或其他气体，形成大量微小气泡，将气泡与污水混合后，气泡与悬浮物质附着形成气浮团组，气浮团组在水中不断上浮，然后通过相应的设备将上浮的气浮团组集中去除，达到净化污水的目的。

二、气浮技术的应用领域1. 工业废水处理：许多工业生产过程中会产生大量含悬浮物质和油脂物质的废水，如造纸、印染、石化等行业。

气浮技术可以有效去除废水中的悬浮物质和油脂物质，达到国家排放标准要求。

2. 市政污水处理：城市生活污水中含有大量有机物、悬浮物质和油脂物质，如果不经过处理直接排放，将会对环境造成严重污染。

气浮技术在市政污水处理厂中起着重要的作用，能够有效去除污水中的有机物质和悬浮物质，净化水体，保护环境。

3. 农业养殖废水处理：农业养殖废水中含有大量动物粪便和饲料残渣，气浮技术可以将水中的悬浮固体和有机物质去除，减少水体污染程度，避免废水对周边环境的危害。

4. 矿山废水处理：矿山废水中常常含有大量的悬浮颗粒和金属离子等有害物质，气浮技术可以有效去除矿山废水中的固体颗粒物质，达到合理排放的标准。

三、污水处理中气浮技术的重要性1. 高效去除悬浮物质和油脂物质：气浮技术通过气泡对悬浮物质和油脂物质的附着和上浮，可高效去除污水中的这些物质，提高水体的净化效果。

2. 减少传统沉淀池的占地面积：相较于传统的沉淀池，气浮技术在去除悬浮物质和油脂物质方面更为高效，可以减少沉淀池的占地面积，节省土地资源。

3. 降低后续处理工艺的难度：通过气浮技术对污水进行前处理，可以明显减少后续处理工艺中对悬浮物质和油脂物质的处理难度，降低成本。

气浮分离技术在渔业生产中的应用与展望

气浮分离技术在渔业生产中的应用与展望

气浮分离技术在渔业生产中的应用与展望
李秀辰;刘洋
【期刊名称】《大连海洋大学学报》
【年(卷),期】2005(020)003
【摘要】概述了气浮分离技术的研究进展,着重介绍了该项技术在养殖水体净化、微藻细胞提取和水产品加工废水处理等方面的应用情况,并对其发展和应用前景进行了阐述.
【总页数】5页(P249-253)
【作者】李秀辰;刘洋
【作者单位】大连水产学院,机械工程学院,辽宁,大连,116023;大连水产学院,机械工程学院,辽宁,大连,116023
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.臭氧-气浮分离技术在水处理与再生回用中的应用 [J], 陈思颖
2.气浮技术及其在水刺法生产中的应用 [J], 杨文娟;焦晓宁;张宏伟
3.气浮技术及其在循环水养鱼系统中的应用展望 [J], 李法松;李秀辰;陈书琴
4.气浮技术及其在水刺法生产中的应用 [J], 杨文娟;焦晓宁;张宏伟
5.气浮分离法在硫化氢制氢过程中强化硫磺分离应用研究 [J], 李培艳;俞英
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大处理量紧凑型气浮装置的数值模拟

大处理量紧凑型气浮装置的数值模拟

2016年第35卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·733·化工进展大处理量紧凑型气浮装置的数值模拟孔祥功1，陈家庆1，姬宜朋1，王春升2，张明2，尚超2，蔡小垒1，刘美丽1（1北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617；2中海油研究总院技术研发中心，北京 100027）摘要：目前鲜有关于大处理量气浮装置结构设计研究方面的报道，气浮装置国产化研究进程缓慢。

为了解决这一问题，本文以自主研发的处理量为120m3/h紧凑型气浮装置为计算模型，采用Eulerian模型和RNG k-ε湍流模型，运用Fluent对其三维流场进行了数值模拟研究。

分别研究了内筒高度、半径间隙及入口管径等结构参数和含油量、处理量等操作参数的影响，以便考察和优化气浮装置的分离性能。

结构参数影响的数值模拟结果表明：随着半径间隙的减小，除油率先增大后减小；随着入口管径的减小，除油率先减小后增大；改变内筒高度对除油率的影响较小。

操作参数影响的数值模拟结果表明，装置的操作弹性相对较大，对水质水量一定程度的波动具有良好的适应性。

关键词：紧凑型气浮装置；含油污水；分离效率；数值模拟；工程放大中图分类号：X 74 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）03–0733–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.013Numerical simulation of flow field and structural and operational parameters in a large capacity compact flotation unit(CFU) KONG Xianggong1，CHEN Jiaqing1，JI Yipeng1，WANG Chunsheng2，ZHANG Ming2，SHANG Chao2，CAI Xiaolei1，LIU Meili1（1School of Mechanical Engineering，Beijing Institute of Petrochemical Technology，Beijing 102617，China；2 CNOOCResearch Center，Beijing 100027，China）Abstract：There were few reports about the structure design of large capacity floating device at present.The pace for domestication of flotation units was slow. In this paper，the self-developed compact flotation unit(CFU) with 120m3/h capacity was chosen as a simulation model. 3D flow fields were analyzed using Eulerian model and RNG k-εturbulence model. The structural parameters such as inner cylinder height，radial clearance，inlet tube diameter were examined，as well as the influences of operational parameters including oil wastewater treatment capacity and inlet oil content，in order to investigate and optimize de-oiling performance of the unit. Results of structural parameters analysis showed that the inner cylinder height has less influence on separation efficiency. As radial clearance decreases，oil-water separation efficiency raises then declines. As the inlet tube diameter decreases，de-oil efficiency decreases first then increases. Results of operational parameters simulations indicated that CFU has a relatively large operational flexibility and good adaptability to a certain degree of fluctuations on water quality and quantity.Key words：compact flotation unit；oily water；separation efficiency；numerical simulation；engineering scale-up收稿日期：2015-09-11；修改稿日期：2015-10-18。

多相流分离中气浮技术及其进展

多相流分离中气浮技术及其进展

气浮技术及其进展作者：简小文，郭勇，郝海保出处：中国船舶与海洋工程网信息中心分类：海洋工程发布时间：2012-3-15 10:33:24【摘要】本文简单介绍了气浮的产生的过程，气浮基本原理以及引气气浮和溶气气浮，着重阐述了近年来气浮新技术：EDUR多相流泵、微气泡发生装置，CFU、FGR以及F-F等。

关键词：气浮技术；多相流泵；微气泡发生装置；CFU；FGR；F-F1. 气浮技术简介气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡，使之作为载体与悬浮在水中的颗粒或絮状物粘附，依靠浮力作用一起上浮到水面，形成浮渣后去除，实现污水净化的方法。

气浮法最早于1905年出现在选矿工业[1]，在水处理领域中，早在1920年，C.L.PECK就考虑用气浮法处理污水，但没有引起足够重视[2]。

上一世纪60年代以前，由于微气泡产生技术的限制，气浮技术发展较为缓慢。

直到70年代以后，随着微气泡产生技术的发展和部分回流溶气法等技术的产生，使得气浮技术得到快速的发展。

特别是近年来，气浮技术得到国内外的高度重视，已广泛的应用于等各种工业废水和城市生活污水处理中[3]。

2. 气浮分离基本原理气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附污水中的悬浮，使其随气泡浮升到水面，气泡破裂后，油滴积聚、聚结后去除。

气浮分离的三个过程：1）．气泡产生的过程。

即在水中产生足够数量的微小气泡。

2）．气泡和悬浮物附着过程。

气泡与悬浮物碰撞、粘附后形成稳定的气、固、液三相接触体。

3）．分离过程。

气泡带着悬浮物上升积聚，气泡破裂，悬浮物积聚、聚结然后排出。

下面详细阐述上述三个过程。

2.1. 气泡产生的过程气浮分离过程中首先需要产生大量细微而均匀的微气泡作为载体，气浮效果的好坏在很大程度上取决于污水中气泡的数量、大小以及分散度。

Kiuru[4]的研究结果表明，气浮工艺中微气泡大小应适当，过大或过小都会影响气浮效果，微气泡直径控制在10 ~100μm 范围内(平均为40μm 左右) 就能够取得满意的净水效果。

GEM气浮装置在海上油田生产水处理中的应用

GEM气浮装置在海上油田生产水处理中的应用

GEM气浮装置在海上油田生产水处理中的应用GEM气浮装置在海上油田生产水处理中的应用引言：随着全球对能源需求的不断增长，海上油田的开发逐渐成为重要的能源供应来源。

然而，海上油田的开发与生产也带来了大量的海洋水处理问题。

其中之一就是海上油田生产水的处理与回收利用。

在这一领域中，GEM气浮装置成为了一种被广泛应用的技术，具有高效、节能、环保的特点。

本文将从GEM气浮装置的原理、特点及其在海上油田生产水处理中的应用等方面进行探讨。

一、GEM气浮装置的原理GEM气浮装置，全称为气浮固液分离装置，是利用气浮原理将悬浮在水中的微小颗粒从水中分离的设备。

其原理基于斯托克斯定律，即当颗粒的密度大于水时，通过气体喷射产生的上升气泡可以使颗粒悬浮在水中并漂浮到液面。

GEM气浮装置由气体生成装置、气浮塔和排泥池等组成。

首先，将压缩空气通过气体生成装置产生小气泡，并注入到气浮塔的底部；然后，在气浮塔中，气泡迅速上升，将悬浮物带到液面上形成浮渣；最后，浮渣被集中到排泥池中进行排除，而干净的水则从顶部流出。

二、GEM气浮装置的特点1. 高效性：GEM气浮装置通过调整气泡大小和密度，使得悬浮物与气泡充分接触，从而提高悬浮物的去除效果。

同时，由于气泡与颗粒的密度差异，气泡能够有效地将悬浮物聚集在浮渣上，提高分离效率。

2. 节能性：相较于传统的机械化浮选方法，GEM气浮装置不需要耗费大量的电力和能源。

其利用气泡上升的动力，代替了传统机械化浮选中的能量消耗，大大降低了单位处理水量的能耗。

3. 环保性：GEM气浮装置不需要化学药剂，使得处理过程更加环保。

由于不需要投加化学药剂，减少了环境污染的可能性。

同时，对于含有油污的生产水进行处理时，GEM气浮装置还可以将悬浮的油滴一并去除，减少了油污的排放。

4. 适应性强：GEM气浮装置可以根据不同处理需求进行调整，以适应不同水质和处理量。

其结构紧凑，占地面积小，可以适应海上油田生产平台有限的安装空间。

海上某油田微气泡工艺性能的优化提升

海上某油田微气泡工艺性能的优化提升
王潇;代齐加
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】气浮选器作为海上油田生产污水处理系统的中间设备,对上游来水进一步处理,减轻后续的过滤处理压力,保证终端注水水质,发挥重要作用。

某海上油田气浮选器进行水处理后效果不佳,关键原因在于其核心装置微气泡的工艺性能不满足要求,导致气浮选器出口水质不达标,影响油田地层水回注。

通过对微气泡工艺进行全
面的优化提升,从原始设计到生产运行的全过程治理,有效提升了生产污水水质处理。

【总页数】3页(P141-143)
【作者】王潇;代齐加
【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.氮气泡沫在海上高含水油田选择性堵水中的应用
2.海上油田氮气泡沫压锥堵水技术应用
3.海上稠油边底水油田氮气泡沫驱技术试验研究与应用
4.氮气泡沫驱技术
在海上油田的应用5.海上大底水油田氮气泡沫稳油控水技术的研究与应用
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海上紧凑型电聚结原油脱水技术与展望

海上紧凑型电聚结原油脱水技术与展望张明;尚超;王海燕;郑晓鹏;王春升【摘要】海上平台空间紧张,传统的重力沉降脱水方法停留时间长,设备尺寸大,影响海上油田开发成本,亟需高效原油脱水技术进步。

电聚结原油脱水技术是近些年兴起的高效原油脱水技术。

在介绍静电预聚结理论和技术背景的基础上,分析了国内外技术发展现状,并对应用前景进行了展望。

【期刊名称】《海洋工程装备与技术》【年(卷),期】2017(004)002【总页数】5页(P86-90)【关键词】海上平台静电聚结原油脱水【作者】张明;尚超;王海燕;郑晓鹏;王春升【作者单位】中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028;中海油研究总院,北京100028【正文语种】中文【中图分类】TE624.1海上油田尤其是深水油田开发成本高，投资大，需要应用高效原油处理技术来减少甲板占用面积，降低组块的重量，从而大幅降低油田开发投资[1]。

电场的作用可以使原油中的小水滴颗粒加速聚结成较大粒径的水颗粒，加速油水重力沉降分离，提高脱水效率，电脱水分离器在陆上和海上油田得到了多年的应用，也同时形成了相关规范，如SY/T 0045—2008《原油电脱水设计规范》。

规范中对电脱水器的入口原油含水做了较为明确的限定，“进入电脱水器的原油水含量不宜大于30%(质量分数)；对于乳化严重、导电性强、击穿电压小于0.6kV/cm的原油含水量不宜大于10%(质量分数)”[2]。

主要的原因是如果原油乳化液的含水率太高，乳化液的导电率上升，不易维持稳定的电场，使脱水质量急剧降低，严重时会产生电击穿，造成事故发生。

因此电脱水器有一定的应用范围限制，不能适用于高含水原油，主要应用于原油处理流程的第三级分离。

从20世纪80年代开始，为了突破常规电脱水技术无法适应高含水原油处理的限制，国外一些科研机构开发了静电聚结原油脱水技术，并已经在国外一些油田现场进行了测试和应用。

南海某油田紧凑型旋流气浮选器性能恢复研究

图4射流溶气管式微气泡发生装置
现场测试情况
紧凑型旋流气浮选器上游设备为水力旋流器，经水力旋流器处理后的生产采出水水中油滴粒径非常细小，造成下游处理系统油水分离难度增大。

究其原因，一方面是较大油滴已被优先去除，另一方面是水力旋流器对油滴具有强烈的水力剪切作用，造成油滴被切割细化。

经过现场连续测试，射流溶气管式微气泡发生器能够在连续工况下稳定运行，溶气水成泡质量良好，气泡粒径细小、均匀、密集，微气泡“网捕”作用强烈，可以有效去除水中细小油滴。

对工况运行数据进行统计（图
以看出：在不注入溶气水的前提下，紧凑型旋流气浮选器出水平均含油浓度为20.9mg/L，注入后出水平均含油浓度
11.7mg/L，射流溶气管式微气泡发生器所制备的溶气水。

浮式海上油田恢复期替代生产系统研究

浮式海上油田恢复期替代生产系统研究唐海雄;王跃曾;张新平;张俊斌;阳文学;伍超凡;杨继明;谢天敏【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2009(031)004【摘要】介绍一种可用于深水或次深水油田类延长测试的技术方案可行性研究,随着我国南海深水勘探开发进程深入,该技术研究可为今后油田临时开发、延长产能测试、应急复产提供技术方案设计等提供指导性思路.【总页数】2页(P361-362)【作者】唐海雄;王跃曾;张新平;张俊斌;阳文学;伍超凡;杨继明;谢天敏【作者单位】中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518067;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518067;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518067;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518067;中海油能源发展股份有限公司(威晟深圳),广东深圳518067;中海油能源发展股份有限公司(威晟深圳),广东深圳518067;中海油能源发展股份有限公司(威晟深圳),广东深圳518067;中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518067【正文语种】中文【中图分类】TE53【相关文献】1.海上油田含聚生产水旋流气浮装置试验研究 [J], 李永丰;刘敏;王晓飞;吴应湘;许晶禹2.多级紧凑式气浮工艺处理海上重质油田生产水的研究 [J], 王海燕;王春升;张明;尚超;孙宏徽;郑晓鹏3.多级紧凑式气浮工艺处理海上重质油田生产水的研究 [J], 王海燕;王春升;张明;尚超;孙宏徽;郑晓鹏;4.浮式海上油田伴生气液化流程设计与分析 [J], 李秋英;巨永林5.高效自适应微气浮除油技术在海上重质油田生产水处理中的应用 [J], 王亚儒;卢大雁;张金鹏;代品一;刘懿谦;杨强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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（1）试 验 之 初 ，当 测 试 水 源 入 口 仅 为 水 工 艺 舱 的 1 个采样口时，由于供水量和压力不足，入口流 量仅为 1.8 m3/h，其测试结果如图 2 所示。 入口污水 的油质量浓度在 51～66 mg/L 之间， 单级 CFU 水力
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图2 单级 CFU 的除油效果 （入口流量 1.8 m3/h、入口含油 51～66 mg/L）
1.1 工作原理 CFU 工作原理如图 1 所示。 采出水主体水流先
经自制的微气泡发生器注入大量的微气泡， 然后沿 切向入口进入浮选罐， 在罐壁与内部稳流筒之间形 成的环形空间内产生旋流， 旋流引起的离心力场驱 使气泡与油滴高效黏附， 黏附气泡后的油滴与水的 密度差进一步加大，进而加速浮升，提高了油水分离 效率，实现对生产水的高效处理，同时大大缩短水力
Shang Chao1，Wang Chunsheng1，Zheng Xiaopeng1，Zhang Ming1，Chen Jiaqing2，Cai Xiaolei2 （1. CNOOC Research Institute，Beijing 100027，China；
2. Beijing Institute of Petrochemical Technology，Beijing 102617，China）
［摘要］ 介绍了一种生产水处理用紧凑型气浮技术，基于该技术的处理设备因结构紧凑、性能高效，尤其适用于 海上石油平台。 现场测试结果表明，该设备采用两级串联能将生产水中的油从 2 000 mg/L 以上降至 20 mg/L 以下，总 水力停留时间仅为 5 min，相较于常规处理设备体积至少减小 50%，处理优势明显，值得继续开展产品优化及系列化 设计，以加快工程应用进程。
将研制的 CFU 与秦皇岛 32-6 油田现场应用的 常规处理设备进行处理效果对比，结果如图 5 所示。
由 图 5 可 以 看 出 ， 单 级 CFU 在 入 口 含 油 50～ 100 mg/L、水力停留时间 2.5 min 时的处理效果与现 场应用气浮选+核桃壳过滤相当， 设备体积可减少 50%以上；采用两级 CFU 串 联 ，在 入 口 含 油 1 350～ 2 300 mg/L、总水力停留时间为 5 min 时的处理效果 与现场应用水工艺舱+斜板除油器+气浮选+核桃壳 过滤的效果相当，设备体积可减少 50%以上。 显然， 采用 CFU 可以减少水处理设施的串联级数或大大 减小设备体积，这对于海上油田而言极具应用优势。
2 测试结果与分析
目前秦皇岛 32-6 油 田 的 FPSO 上 水 系 统 处 理 流程为：自由水分离器的水相出口→水工艺舱→斜 板 除 油 器 （CPI）→ 加 气 浮 选 机 → 核 桃 壳 过 滤 器 → 排 海或回注〔7〕。 本次现场试验分别以水工艺舱出口与 斜板除油器冲洗口混合后的生产水（含油约 50～100 mg/L）、自由水分离器水相出口生产水（含油约 1 200～ 2 500 mg/L）作为测试水源。 部分试验结果如下：
图 5 CFU 与现场常规处理设备的处理效果对比
试验采用的气浮旋流一体化水处理技术小型样 机处理优势明显。然而对于水处理等流程工业而言， 开发任何一个新的处理设备最后涉及到的问题一定 是工程放大。 结合试验过程中遇到的问题及可能的 工程需求， 气浮旋流一体化水处理技术在从小试样 机到工程放大过程中，需要注重以下两个方面：
（2） 后 续 采 用 增 加 接 入 斜 板 除 油 器 冲 洗 口 处 水 源以及降低第一级 CFU 出口背压的方式，使入口流量 达到额定处理量 4 m3/h，此时测试结果如图 3 所示。
图3 单级 CFU 除油效果 （入口流量 4 m3/h、入口含油 52～95 mg/L）
入口污水的油质量浓度在 52～95 mg/L 时，单级 CFU 水力停留时间为 2.5 min， 单级 CFU 出水口的 油质量浓度在 10 mg/L 以下，可低至 6 mg/L，除油率 保持在 88.5%以上。
Abstract： A kind of compact gas flotation technique used for treating produced water is introduced. Since the treatment equipment of this technique has compact structure and efficient capability，it is especially applicable to offshore oil platforms. The field test results show that the two-stage series used for the equipment could reduce the oil mass concentration from more than 2 000 mg/L to less than 20 mg/L. And the total hydraulic retention time is only 5 minutes. Compared to other conventional processing equipment，its volume is at least 50% smaller. Its treatment advantages are obvious. Therefore，it deserves to develop product optimization and serial design further，so as to speed up the course of project application. Key words： offshore oilfield；gas flotation；produced water treatment
浮技术的发展， 中海油研究总院与北京石油化工学 院 合 作 开 发 了 一 种 新 型 CFU， 并 在 秦 皇 岛 32 -6 （QHD32-6）油田进行了现场测试。 笔者对相关测试 结果进行分析， 并提出工程放大设计过程中需注意 的关键因素，为相关技术人员提供一定参考。
1 CFU 工作原理及主要技术参数
究，以适应工程需要。 （2）设备放大过程中，如何在切向入口流速难以
大幅提升的情况下在大处理量罐体内产生足够的旋 流强度，是必须考虑的问题，上述试验结果也验证了 旋流强度对处理效果的重要性。因此，需要进一步优 化内部结构，为大处理量下的高处理性能提供保障。
通过对比发现， 当处理量较小达不到额定处理 量时，虽然水力停留时间相对较长，但 CFU 的除油 率整体却较低。 究其原因，在单级 CFU 有效容积和 入口管径一定的情况下，处理量越低旋流强度越弱， 微细气泡与分散相油滴径向迁移引起的碰撞黏附机 率也越小，除油率会相对下降。此范围内旋流强度对 除油率的影响程度要大于水力停留时间的影响程 度，这也证实了旋流强度对除油效果的重要性。因此 在设备的工程放大设计中， 需要注意旋流强度的合
81
油气田水处理
停留时间，减小了处理设备的尺寸。 其中，自行研制 的微气泡发生器利用微孔发泡机理，通过微孔对气 流进行连续剪切后经水流冲刷而形成微气泡，有效 规避了常规气泡发生方式能耗高、 产生气泡性能 差、剪切乳化程度 高 等 不 足 ， 〔4-6〕 微 气 泡 发 生 器 的 优 越性能也为 CFU 除油效率的提高提供了保障。
设 计 压 力 /MPa 设 计 温 度 /℃
CFU 的主要技术参数
数值 4
尺寸参数 罐 体 有 效 体 积 /m3
150
罐 体 内 径 /mm
1.0
罐 体 总 高 度 /mm
90
有 效 分 离 高 度 /mm
数值 0.17 400 1 700 1 100
其中微气泡发生器的内部多孔管为烧结而成 的多孔材料，微孔管内径 D 30 mm，微孔孔径 0.1 μm， 气孔率为 50%，透气度为 0.02 （m3·cm）/m2。
［关键词］ 海上油田；气浮；生产水处理 ［中图分类号］ TE45 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-829X（2015）04-0081-04
Research on the compact gas flotation technique applied to the treatment of offshore produced water
随着海上油田开发力度的加大， 生产水量不断 攀升，对生产水的处理提出挑战，然而海上平台空间 极为有限， 仅依靠增加常规处理设施来满足生产需 要十分困难。 为解决此局面，一种新型紧凑、高效的 生 产 水 处 理 设 备— — — 紧 凑 型 气 浮 装 置 （CFU） 得 到 大 力研发。迄今国外共有近 10 个公司先后推出了紧凑型 气浮装置， 如挪威 M-I SWACO 公司的紧凑型气浮 装置、挪威 Sorbwater Technology AS 公司的 Sorbsep、 英 国 Opus Maxim 公 司 的 紧 凑 型 气 浮 装 置 、 美 国 Natco 集 团 的 VersaFloTM、 美 国 CETCO Oilfield Services 公司的 CrudeSep誖、法国 Veolia Water Solutions & Technologies （VWS） 下 属 Westgarth 公 司 的 CophaseTM、德国 Siemens 水 务 公 司 的 VorsepTM 等 ，部 分 产品已有多个成功应用案例 。 〔1-3〕 针对该类产品国内 也有多家单位开展研究， 为共同推动国内紧凑型气
工业水处理 2015-04，35（4）
停 留 时 间 为 5.5 min 情 况 下 ，CFU 出 水 口 的 油 质 量 浓度在 12 mg/L 以下，除油率在 78.4%~87.1%。
图 1 CFU 原理示意
1.2 CFU 的主要技术参数 CFU 的浮选罐外形尺寸为 D 0.4 m×1.7 m，微气