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气浮法处理含油污水的工艺优化研究
发布人:源创环境 分布时间:2019-11-20 点击:103
 

 开采石油的过程中会产生油污,而又因为石油的形成方式较为复杂,导致油污成分一般较多、结构复杂,包含细菌、固体颗粒物等原油分子。这些油污的存在会因自然与人类活动作用而扩大污染面,严重干扰人民群众的生产和生活。所以,有关部门与工作人员必须采用合适的方式处理污水,而气浮法因其优越性,成为当前我国处理石油污水的首选措施。

 1 气浮法的类型及原理

 1.1 电解气浮法

 电解气浮法,将物理学中的正负电极原理引入污水处理,即相关工作人员将正负极装入含油污水后,接通电源,借助电子“同性相斥、异性相吸”的原理,发生电解反应。反应过程伴随气体产生,气体具有一定的吸附作用,可以将油珠和杂质结合,最终这些物质团结在一起形成油渣,漂流到污水表面。在此之后,工作人员只要利用简单的刮渣工具,就能清除污水中大部分的废弃物,最终保证清洁的能力和效果[1]。

 1.2 诱导气浮法

 诱导气浮法,是一种借助仪器设备来排污的措施,设备进入水中后通电,借助仪器震动搅拌的工作方式,成功的将稍大的气泡划分成众多小型气泡,气泡重新凝聚时会带动污渍的粘结作用,提升含油污水处理的效率,因此,这种措施又被称作布气气浮法,因其操作步骤简单,使用较为普遍。

 1.3 溶气气浮法

 溶气气浮法有两种,一种是真空溶气气浮法,而另一种则是压力溶气气浮法。前者,指的是工作人员借助真空操作的手段,对含油污水施加负压,这样以后,污水中的气泡被分解成微小气泡,进而根据上文所阐述的原理分离油污。而后者,则是以含油污水具有水的一般特点为基础,根据不同压强情况下,气泡溶解度差异大的特征,给含油污水增大压强,最终实现气泡微小化的目标。

 1.4 生物气浮法

 生物气浮法,是将生物学与化学的知识理论和气浮法相结合的一种措施手段。技术人员首先借助粒子分析器和波谱仪等工具,借波普特征图来分析污水的主要构成。其次,生化工程人员对污水浓度展开测算,统计出不同重金属离子的浓度。最后,相关工作者根据化学反应原理,例如,沉淀反应对污水污染环境的离子进行化学反应,借助离子沉淀来降低浓度,并能以反应中产生的微小气体吸附其他杂质,加快污水处理的效率。

 2 气浮技术的影响因素

 气浮技术受到的影响因素有很多,包括气浮技术差异、气浮周边自然环境因素以及有无催化的影响因素。首先,不同气浮技术的工作效率不同,因为气浮法的根本原理是微小气泡的载粘能力,浮力大于重力的作用效果,所以,微小气泡产生速度高低直接影响含油污水处理速度的快慢。例如,诱导气浮法产生微小气泡的速率,要高于一般的电解气浮法,但是电解气浮法产生的气泡更为精密且反应更加彻底。周边自然环境的影响,包括四周温度与压强状况等环境干扰作用,温度较高,污水分子的内容也较大,分子移动速度快,反应时间相比低温情况要快一些。而压强与海拔密切相关,海拔越高,气压越低,则工作人员必须加大对污水的升压或降压工作来控制水压,保证水压处于合理的状态。催化剂指的是那些不参加反应,或者是反应前后状态、特质均不发生改变,但却能在一定程度上提升反应速率。气浮法同样也需要催化剂,一般来说,当前我国的技术人员会借助化学药剂来提升气浮技术的速率,化学物质可以帮助维持气泡的稳定性,在更短的时间内完成相关工作,降低成本[2]。而针对气泡本身,气浮技术的影响因素体现在气泡与污染物的颗粒直径。在多年的污水处理实验对比后,我国专业认为40 um 的气泡具有最强的吸附能力,但是这个尺寸在具体工作中较难保证,所以,工作人员只需要将气泡尺寸限制在10~100 um 范围内,即能提高效率。而絮凝体颗粒直径与微气泡的尺寸接近度越高,气浮技术的效果就越明显。

 3 油污水常用气浮工艺及优化

 世界经济一体化的进程加快了科技在国家之间的传播速度,为了避免传统气浮法对水压的依赖性,当前国内外的工作人员已经改进气浮技术,并将此优化技术传播,提升排污质量,并能很好地避免因杂质过多而造成的仪器堵塞与气压范围196~392 kP 的限制。以下为现如今优化的气浮工艺技术。

 3.1 叶轮浮选法除油

 叶轮浮选法除油,是诱导气浮法的一种优化形式,它凭借高速转动的叶轮对含油污水产生负向的水压,并在此过程中吸入气体以剪碎大气泡,最终形成微小的气泡来完成净化污水的目标。这种技术的优势体现在叶轮工作的高效性,且不容易因为污水中的颗粒物而造成仪器设备故障与堵塞,避免因仪器检修问题耗费的时间和资金降低去污的效率。与传统的溶气气浮法不同,叶轮浮选法除油是借助自主吸气并分散气体的方式运转,确保污水中气泡数量较为充足,提升效率。不仅如此,借助这种手段,工作人员可以不考虑气体水溶性的问题,因为气泡产生速度要高于吸附速度,也就能源源不断地保证除油能力。但是这种方式有一定的局限性,一是,叶轮运转的高效性导致污水停留时间短暂,不能充分反应,这也给分离工作带来一定的局限性;二是,叶轮气浮池的局限性,叶轮转动后必然导致气浮池的水质产生变化,即在短时间内,污水由原本的混合不均状态变为紊流态,这在一定程度上使水与油混合均匀,不利于油和水的分离;三是,成本问题,叶轮浮选机工作效率高,则意味着制造成本高,维修费用大,能源消耗比其他仪器多,因此,射流气浮装置以此类弊端为基础展开优化,设备开始逐步推广[3]。

 3.2 射流气浮除油

 射流气浮除油,是叶轮浮选法除油的优化方式,射流浮选装置与叶轮机类似,但工作能力更强。其工作原理为喷射泵技术,工作人员以污水为喷射的流体,趁水喷出至吸入的时间范围内形成负压,并借助负压的作用成功吸入空气并剪碎气泡,完成工作目的。而在浮选室,气泡与颗粒物和油污接触的时间增多,反应更为充分。除此之外,此装置以液气射流泵装置取代叶轮,为节省资源消耗创造条件,改进后装置的能耗仅为叶轮机的50%,为企业降低了成本,提升了经济效益。更重要的是,这种仪器维修方法较为简单,维修费用与可替代零件数都更多,前景较好。

 3.3 加压溶气气浮除油

 加压溶气气浮除油的优化处,体现在技术人员能更高效地控制含油污水的气压,并将气压限制在196~392 kP 的范围内,在这个水压范围内达到小气泡的饱和状态,污染物就能在恢复常压前被更全面地清除。然而,此举的缺陷也是存在的,即加压设备不稳定性与污染物的堵塞作用,都会在一定程度上降低最终的清理效果,甚至影响系统其它方面的工作,因此,还有一定的进步与完善空间。

 4 结语

   含油污水处理质量的好坏,直接与我国自然环境状况的优劣密切相关,同时,含油污水处理工作也是现如今油田及其周边环保保护的重要措施。气浮法具有高效分离的功能,可以完成油污沉淀、澄清的工作,还能对含油的污水开展预处理工作,因此,着重研究含油污水的气浮法处理技术,对我国经济发展与生态发展均有较大的意义。

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