溶气气浮装置在喇三联污水站的应用

2023-02-16

一、气浮基本原理

气浮选是通过向污水中加入微小气泡, 并使气泡表附着于水中油和固体颗粒上, 形成带气絮体颗粒向水面上浮, 从而得到油、固体和水的分离。带气絮体颗粒由油珠、悬浮物、气泡和浮选剂四种物质组成, 絮体颗粒的浮升速度遵循斯托克公式。由于气体密度仅仅为水密度的1/775, 因而絮体颗粒粘附的气泡越多越易于上浮分离。另一方面, 污水曝气可有效地抑制硫酸盐还原菌等厌氧细菌的生长, 从而减缓下游生产过程中的管线腐蚀速度。制取气泡是气浮法的先决条件, 常用的制取气泡方法有充气气浮和溶气气浮法, 喇三联污水站采用效果比较好的溶气气浮法中的加压溶气气浮法。溶解空气所用水来源于气浮沉降罐分离后水, 占全部处理污水比例叫做回流比, 喇三联气浮沉降罐的回流比在10%—20%间。

二、污水处理工艺流程及气浮处理流程

喇三联污水处理流程:来水→5000m3一次自然沉降罐→2000 m3溶气气浮二次沉降罐→1000 m3和500 m3升压罐→升压泵→升压后进入压力过滤罐, 过滤后水→2座500 m3净水罐→外输泵→污水干线。

空气在一定压力下溶于回流水中呈饱和状态, 压入于气浮沉降罐的溶气释放器中;来自5000m3一次沉降罐的含油污水进入气浮罐本体中的气浮中心筒配水系统, 更进一步药液混合缓冲后通过气浮罐内斜管与罐直壁组成的导流区进入同向流气浮斜管沉降系统, 在气浮管沉降系统的油泥依靠水流的推力及其自重沉入底部, 尚不能沉淀去除的絮油珠继续随水流向上, 水流在接触室遇到释放器释出的20—30μm微气泡后, 即形成带气絮体颗粒而上浮至分离室液面, 浮油溢流至环形气浮罐排油系统通过排油泵外排, 分离室内底部气浮罐集水系统将处理后的水经出水管排出。

三、应用情况分析

1. 设计效果

厂家提供的设计参数显示, 在处理规模达2×104m3/d的情况下, 气浮罐设计进出水水质如下:

2. 现场试验及分析

为研究溶气气浮装置除油效果, 油田设计院和厂有关部门一直对喇三联污水溶气气浮系统进行关注和研究, 我们队也进行了大量分析研究。日前, 我们队与设计院水化验室就气浮装置除油效果进行过多次交流, 设计院的工程师肯定了气浮装置的作用, 也提出近期打算通过调节回流比, 摸索出提高气浮装置除油效果的实验研究。

下面是前期的一些研究, 其中包括正常生产, 停气浮装置, 进沉降罐前加絮凝剂和不加絮凝剂等对比试验, 连续对站内污水处理各阶段取样分析含油量, 加药时加药浓度约为25mg/L, 小于设计浓度40mg/L:

通过对试验数据进行分析我们发现, 在来水稳定, 负荷率在60%左右时。投运气浮装置并加絮凝剂除油效果最为理想, 基本能达到设计目标。

结论与认识

1.沉降罐加气浮工艺能够提高沉降罐的除油效果。在来水100—200mg/L的条件下, 从表中数据可以看出出水含油平均值均在90mg/L以下, 通过加强收油、排泥、稳定液位等控制, 出水含油最低曾达到27mg/L。说明在沉降罐内增加气浮是提高除油效率的有效途径。

2.目前喇三联外输污水水质优良, 基本无超标情况发生, 但气浮罐出水水质与理论数值还存在一定差距。分析原因认为, 来水含油高、含聚浓度高, 成分复杂是除油效果不够理想的主因, 污水温度、收油、排泥, 加药控制也对除油效果有一定影响。

3另一方面, 污水曝气可有效地抑制硫酸盐还原菌等厌氧细菌的生长, 硫酸盐还原菌能够将硫酸根离子还原成二价硫离子, 进而形成副产物硫化氢, 硫化氢对金属有很大腐蚀作用, 腐蚀反应中产生硫化铁沉淀可堵塞管线和地层。可以说, 在沉降罐内增加气浮除提高除油效率和除悬浮物外还有深层价值。

4.鉴于气浮罐出水水质与理论数值存在一定差距, 下一步打算通过调节回流量, 改用外输水进行溶气, 调节加药位置等试验摸索提高气浮罐除油效率的技术可行性。

摘要：喇三联污水站采用溶气气浮装置进行含油污水处理, 减少了占地面积及场区工艺管线, 提高了出水水质。污水沉降罐增加气浮装置后, 提高了沉降罐油水分离效果, 降低沉降罐出水含油量, 保证了后续过滤系统处理水质, 减少过滤系统维护工作量及不合格污水对地层造成的伤害, 提高油田开发效果, 具有较大的环保和经济效益。

关键词：气浮,含油污水,除油