消泡剂处理稠油污水好氧单元中泡沫的实验研究

在稠油污水生物处理过程中, 如果产生了大量泡沫, 则会给生产工艺流程造成很大影响。所以, 要及时消除生产中产生的泡沫。当前, 处理泡沫的方法包括自然消泡、人工捞取泡沫等方法。这些方法有些成本高、有些效率低, 都不适合现场应用, 因此需要研究一种新的方法处理泡沫。消泡剂在消除泡沫过程中, 具有显著的效果, 本文即探讨消泡剂处理稠油污水好氧单元中泡沫的实验研究。

一、泡沫的产生与危害

1. 泡沫的产生:

(1) 泡沫主要来自于前期处理中加入的表面活性剂, 例如:降粘剂、发泡剂、清洗剂、增稠剂、悬浮物等, 另外来自于采出时自带的一些具有发泡性质的物质等。

(2) 污水处理中生化环节主要分为两个部分, 一是厌氧, 二是好氧。在好氧过程中, 曝气滤池中污水与大量的空气接触, 在表面活性剂的作用下, 产生大量的泡沫。

2. 泡沫的危害

(1) 泡沫对下一个工序处理过程中带来比较大的麻烦。

(2) 在用泵抽取污水过程中, 如果污水中含有大量泡沫, 会极大地影响泵的效率, 导致泵气蚀现象, 大幅度的降低了泵的寿命。

(3) 在有风的天气条件下, 泡沫随风四处飘散, 可对周边生态环境造成不良影响。

二、当前泡沫的处理方法

1. 静止, 待其自然消泡。

该方法耗时相当长, 比如10㎡面积, 厚度为50cm的泡沫, 消泡所需的时间一般为为1d, 消泡率通常为为70%, 因此此方法不适于生产中泡沫的消除。

2. 人工将泡沫捞出, 与油泥一起处理。

该方法人工成本比较高, 且在操作过程中很有可能存在人员掉入池子内的安全风险, 在生产中同样不适用。

三、消泡剂处理稠油污水好氧单元中的泡沫的研究采用消泡剂处理泡沫的实验室研究

1. 消泡剂筛选

消泡剂一般分为有机硅型、聚醚型、非硅类型等, 下面针对这三种消泡剂进行对比试验。所用到的实验仪器为:气泵、生化实验小试装置、磁力加热搅拌器、烧杯、天平、喷雾壶、搅拌棒、水浴锅、样品瓶、试管、试管架、洗瓶、漏斗等。实验方法如下:

(1) 三种消泡剂分别用水稀释, 浓度为:100ppm, 配制量约200ml, 做好标记, 备用。

(2) 每次取曝气单元中10L泡沫为实验泡沫, 装入透明带有刻度的圆柱型容器中, 备用。

(3) 将配制好的消泡剂通过喷雾形式加入到泡沫中, 每次加1ml, 通过称重的方法进行计量, 等待时间定为1min, 观察消泡的结果。

(4) 设定消泡效果为:90%, 当消泡效果达到90%, 即达到目标后, 实验基本结束。

经过试验判定, 有机硅类型的消泡剂对处理此类型泡沫效果明显。因此以下试验选取有机硅类型消泡剂。

有机硅类型消泡剂概况:该种消泡剂为白色乳状液体、无味、无毒, 且无腐蚀性。粘度在25℃条件下, 在800mpa·s~2500mpa·s之间, p H值在6~8之间, 容易分散在水中, 且具有一定的稳定性。每公斤所需成本费用大约为80元。

2. 判定有机硅消泡剂本身对生化水处理水质的影响

加入消泡剂后是否会对生化处理单元水质和最终出水有影响呢?如果影响大, 就失去了本次试验的意义。因此, 对消泡剂对水质的影响进行试验, 结果如下:

在加入消泡剂和未加入消泡剂的情况下, 取曝气单元和出水单元水样进行检测分析。通过数据显示, 对加入消泡剂后水质没有发生变化 (数据前后正负波动属于误差范围内) , 因此证明消泡剂本身对试验不产生影响, 只是对泡沫有影响。

投入现场试验

1.现场生化试验基本数据:

处理量:5方/小时, 曝气量5方/小时, 来水采用两级厌氧, 三级好氧处理, 本次实验用第三段好氧出产生的泡沫, 泡沫产生量平均为:20方水4小时产生1方泡沫。

2.加药方法

(1) 将消泡剂配成0.1‰水溶液, 连续加入在生化处理入水口, 与生化进水同时加入 (生化处理量:5方/小时) 。根据实验结果看, 此方法不理想, 因此取消。

(2) 为喷成雾状于泡沫表面, 泡沫自动消除。本实验采用此方法。

3. 所用实验仪器:

自吸泵、雾状喷头、流量计、消泡剂配液罐、搅拌器、刻度尺等

4. 工艺流程图

5. 实验方法

(1) 配制消泡剂水溶液0.5方, 浓度1‰

(2) 打开泵入口阀门, 打开回流阀门, 关闭进药阀门, 启动自吸泵。

(3) 用生化反应罐上部的刮板将最上层泡沫表面刮平, (一般产生的泡沫为1方) 4小时向生化反应罐加一次消泡剂, 加药量根据消泡的效果进行调整。目标为:消泡率90%

(4) 当消泡率达到90%的目标时, 观察流量计的本次加药累计数, 算出本次加药量。

(5) 连续实验72小时, 做好记录。共加药18次, 用药剂1806ml, 每次用量约100ml

四、运行成本核算

80元/公斤 (消泡剂) ×1‰ (含量) ×0.1公斤 (用量) ÷20方 (处理量) =0.00004元/每方水;0.00004元/每方水×100方水=0.004元/每百方水。

实验结论

通过上述实验总结, 有机硅型消泡剂是一种很好的能够消除稠油污水好氧单元中泡沫的药剂。使用量如下:将消泡剂配制成1000ppm水溶液, 消耗量为100ml, 处理泡沫量:1方, 处理消泡效果:90%, 处理产生泡沫污水量:20方。

由此可见, 采用有机硅型消泡剂处理稠油污水好氧单元中泡沫的方法, 增加的成本低廉, 可以忽略不计, 有利于推广使用。

摘要：在石油生产过程中, 消泡剂为不可或缺的助剂。在生产过程中, 由于泡沫会给生产带来不少的麻烦和危害, 因此需要借助消泡剂来消除, 保证生产的顺利开展。辽河油田某污水处理厂生化好氧单元污水, 通过实验研究、分析消泡剂在消除稠油污水好氧单元中泡沫的效果。

关键词：消泡剂,好氧单元,泡沫

参考文献

[1] 徐江伟.消泡剂的复合及其消泡机理探讨[J].中国甜菜糖业, 2012 (04) .

[2] 胡勇, 江春平.有机硅消泡剂的研究及发展[J].浙江化工, 2009 (09) .