高效氣浮預處理技術在含油及懸浮物蒸發(fā)結晶項目中的應用

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:在廢水處理的蒸發(fā)結晶項目中，尤其是采油、煉化、煤化工等行業(yè)經(jīng)常會遇到含油或含懸浮物的廢水，對于含油、含懸浮物的廢水處理，一般采用氣浮技術進行去除，在污水處理過程中一般根據(jù)不同的工況要求選擇合理的氣浮工藝。

傳統(tǒng)氣浮工藝包括：電解氣浮、誘導氣浮、溶氣氣浮等，近幾年隨著海上平臺對設備的小型號要求越來越高，具有設備體積優(yōu)勢及效率優(yōu)勢的旋流氣浮技術逐漸得到廣泛推廣及應用。

1、傳統(tǒng)氣浮技術

（蒸發(fā)結晶應用）

1.電解氣浮設備（EF)

電解水的過程能夠利用電流在正負電極產生氫氣和氧氣的微氣泡。電解氣浮的優(yōu)點在于氣泡尺寸小，比表面積大，吸附能力強，同時，陽極因電解反應會產生活性物質，如羥基自由基和原生態(tài)氧等，能夠在一定程度上氧化有機污染物。

因此電解氣浮處理效果好，出水濁度低。電解氣浮裝置緊湊，故該方法曾經(jīng)得到過一定重視，主要應用于含油污水中同時存在金屬離子，染料，纖維的情況。但電解氣浮的劣勢亦很明顯，例如，處理量低，產生氫氣氣泡，電機損耗快，能耗高，運行費高等，因而限制了其應用范圍。

2、誘導氣浮設備（IAF)

誘導氣浮也成為散氣氣浮，常見的方法為葉輪氣浮和射流氣浮。

葉輪氣浮的散氣盤在水中高速旋轉，離心力形成的負壓能將空氣吸入，繼而被散氣盤切割成氣泡沿徑向甩出。盡管葉輪氣浮機具有吸入氣體多、無需溶氣、受含油量影響小、設備緊湊等特點，但其本身為大型動設備，結構復雜且需定時保養(yǎng)。

射流氣浮是利用噴射泵的原理：水從噴嘴高速噴出時會產生節(jié)流壓降，在噴嘴的吸入室形成負壓，氣體被吸入后被水剪切成氣泡。液氣射流泵代替了旋轉葉輪，只需一臺水泵提供動力，避免了結構復雜的選擇散氣盤，降低了能耗，其能耗僅相當于葉輪浮選機的二分之一。射流氣浮的氣泡數(shù)量和尺寸受噴嘴結構的影響，一般氣泡直徑越小，氣泡數(shù)量越多，脫油效果必然越好。誘導氣浮設備結構簡單，成本較低，占地面積小，最初在選礦中被廣泛應用，其也被用于石化工業(yè)的油水分離過程中。

3、溶氣氣浮設備（DAF)

傳統(tǒng)的溶氣氣浮是利用離心泵和空氣壓縮機將水和空氣同時壓入溶氣罐，容氣壓力一般為2-4個大氣壓。在溶氣罐中空氣溶解于水，溶氣水經(jīng)壓力釋放閥后送入氣浮裝置中。

隨著壓力降低，溶氣水處于過飽和狀態(tài)，溶解的空氣以微氣泡的形式釋放出來并粘附水中的油滴，從而完成凈水過程。溶氣氣浮釋放的微氣泡外層是一層彈性水膜，由水分子在范德華力的作用下有序排列而成，水膜內的水分子排列緊密而穩(wěn)定，因此空氣無法逸出。這層水膜保證了氣泡具有一定的穩(wěn)定性。

外層膜水分子排列疏松，在上浮過程中可受浮力和阻力的影響而流動。內層膜與空氣共同構成了穩(wěn)定的微氣泡，如圖2-1所示。有學者在pH=7的條件下，測得了氣泡表面的zeta點位為-150mV。溶氣氣浮產生的氣泡直徑為10-100μm，較IAF的氣泡直徑小，比表面積大，具有良好的油污去處能力，此外，溶氣設備的結構相對簡單，因此溶氣氣浮是目前應用最廣的技術。

2、新型高效氣浮技術

（三級離心旋流氣浮技術）

1、工藝原理

高效三級旋流氣浮是利用切向進水，依靠進水速度產生離心力，由于油、水、懸浮物的密度不同，在離心力的作用下，先把它在徑向分開。容器中加入了溶解氣，在壓力作用下，溶解氣的氣泡直徑比常壓氣浮直徑要小，氣泡更易與油和懸浮物粘合，在氣浮上升的過程中不易出現(xiàn)滑脫，所以氣浮作用大大好于常壓氣浮。

油和懸浮物在氣泡的作用下向上運移到容器頂部，并從頂部排污口把氣油懸浮物一起排出。水向容器下部運動，在向下運動過程中，仍有碰聚結氣浮發(fā)生，到達底部的水質逐漸變好。第一級出來的水進入第二級離心浮選，頂部排油排懸浮物排氣。下部出水進入第三級，第三級作用同前，第三級出水能滿足油≤10mg/L，懸浮物≤10mg/L。

2、工藝優(yōu)勢

（1）結構緊湊，設備體積小，可成撬且撬體占地面積小，其占地面積不足傳統(tǒng)氣浮設備的四分之一；

（2）處理能力大，浮選效率高。

（3）除油、除懸浮物效果好，結合高效的浮選藥劑，油及懸浮物均可降到10ppm以下。

（4）運行費用低。加藥費用少，機泵功率低，綜合運行費用低于傳統(tǒng)氣浮設備。

（5）設備投資成本低。由于三級離心氣浮設備體積小、效率高、處理量大，因此投資成本較傳統(tǒng)氣浮設備降低三分之一以上。

（6）自動化程度高。采用PLC控制，可實施監(jiān)測進出水情況并自動調整加藥量。

（左側為原水，右側為處理后清水）

上表為含油去除率報告。

3、三級離心旋流氣浮技術

（在蒸發(fā)結晶系統(tǒng)中的應用）

采用三級旋流氣浮技術在蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的預處理工段對原水進行除油、除懸浮物后，可大大延長設備清洗周期，蒸發(fā)系統(tǒng)霧沫夾帶現(xiàn)象得到根本治理，產水治理大大提高。

下圖為國內某油田采出水蒸發(fā)結晶現(xiàn)場的預處理設備及蒸發(fā)結晶設備：

三級離心氣浮設備

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