用气浮方法处理油田污水

华北石油设计∞年ji‘s期(总g21期)用气浮方法处理油田污水李巍杨树鹰摘要本文简要论速了目前在国外油亩应用较为广泛的气浮处理污水方法的发展及现状，介绍了它的工作原理、分类及特点，分析了影响气浮处理污水效率的几个主要因素，论述了油田常用气浮装王及选用原则。传播信息，交流经验，不断提高油田污水处理的效率是本文——、、一的目的所在。一、概述气浮是采用一定的手段使污水中产生徽气泡，气泡与污水中的油珠和悬浮颗粒相吸附，气泡上浮时将水中的油珠和悬浮颗粒携带到表面而去除的一种方法。十八世纪后期，气浮方法就成功地用于选矿业。但气浮处理污水在十九世纪四十年代才开始采用。因为气浮是一种切实可行的．既经济又可靠的．效率很高的除油和悬浮物的方法，所以到七十年代利用气浮处理油田污水在欧美各国邪苏联得到了广泛的应用。仅在七十年代就有500多台美国研制生产的叶轮剪切气浮污水处理装置在世界各大油田投入使用i八十年代在胜利油田、辽河油田华北油田都采用或试用了叶轮剪切气浮装置。但各个油田使用的情况不太一样，普遍存在的问题是浮选剂的筛选问题，如使用合适的浮选剂，除油效率可高达95％，停留时间只需4—5分钟。而沉降隔油罐方法最高除油率只有70％，一般在40％左右，而处理乳化油(油珠粒径小于30m)含量高的污水时效率则更低。目前国外油田在污水处理中已把气浮作为不可缺少的一个主要环节。1988年胜利油田和江苏无锡县节能净化设备厂台作研制的气浮装置成功地用于油田排放污水撇t理。气浮装置在油田污水处理中是除油及悬浮物的最好设备之一。二、气浮处理油田污水原理水中油珠和悬浮颗粒的上升遵守斯托克斯定律；u：!!!二l8式中u——油珠或悬浮颗粒的上升速度；g一一重力加速度；d一一油珠或固体颗粒的有效直径；22维普资讯http://www.cqvip.com用气浮方法处理油田污水Pw一一水的密度；P．o一一油珠或悬浮颗粒的密度；——水的粘滞系数。在公式中，重力加速度g不变．水的粘滞系数为常数，水的密度不变，油珠和悬浮颗粒的上升速度与油珠和悬浮颗粒直径平方成正比；与水和油珠或者悬浮颗粒的密度差成正比。一般说来油珠和悬浮颗粒的密度比水的密度小，它们都处于悬浮或上升状态；而气体的密度比水的密度更小，所以气泡和油珠及悬浮颗粒同粒径时，气泡的上升速度比油珠或悬浮颗粒的上升速度更快，这就产生了一个速度差。由于有了速度差，气泡和油璩或悬浮颗粒才可能相互碰撞。碰撞时气泡与油珠或悬浮颗粒相互吸附，被吸附油珠或悬浮颗粒的有效直径增大，密度减小，加快了油珠或悬浮颗粒的上升速度，减少停留时间，提高设备的效率。气浮装置种类很多，各有其特点。三、气浮的分类及其特点气浮处理油田污水有多种类型。有溶气气浮、叶轮剪切气浮、电气浮、喷嘴式气浮及多孔材料布气气浮等。1．溶气气浮涪气气浮又分为全流加压气浮，分流加压气浮和部分回流加压气浮。无论伺种加压方式可以是空气压缩机压气给洛气罐溶气；也可以是射流溶气。射流溶气叉分为泵前溶气和泵后溶气。(1)全流加压全流椰压是指处理的全部污水加压溶气。它的主要优点是：}奋气量大、气浮池小；缺点是：溶气系统大，能耗高．维修费用高。流程见图l。加压秉藩．【■气浮一凰l全流加压气浮流程图．(2)分流加压分流加压气浮是指处理污水的一部分加压溶气。它的优点是：气浮池小溶气系统小．23维普资讯http://www.cqvip.com华北石油设计1990年第3期(忌劳2i期)节约能源；缺点是：溶气量小。流程见图2。图2分流加压气浮流程图L3)部分回流加压部分回流加压是指已处理好的污水的一部分回流加压溶气。它的主要优点是：节约能源维修费用低；缺点是：气浮池太、溶气量小。流程见图3。图3部分回流加压气浮流程图以上三种方法是采用空压机加压将气溶于水中：另外还可以采用射流溶气的办法。射流溶气叉分为泵前溶气和泵后溶气。泵前溶气气浮流程见图4。泵后溶气气浮流程见图5。图4泵前溶气气浮流程图维普资讯http://www.cqvip.com用气浮方法处理油田污水加压泵溶气罐气浮罐图5泵后溶气气浮流程图溶气气浮的主要特点是：可以根据污水中油和悬浮锄舍量的多少来确定加压水量。当处理的污水中含油和悬浮物的量较高时，可以采用全流加压气浮。当采用全流加压时，在气浮罐中应有防止产生紊乱的措施当处理的污水含油和悬浮物较少时，可以采用部分加压溶气。当处理的污水中乳化油含量高时，可考虑部分回流加压溶气气浮。2．叶轮剪切气浮装置叶轮剪切气浮方法在七十年代才广泛应用，发展很快。目前世界各大油田几乎都在使用这种装置。海上平台应用得更为普遍。我国的渤海，南海油田都在使用这种装置。在靠近气浮籍下部装有一叶轮，叶轮外有一孔管罩，启动后叶轮高速旋转，旋转时把水通过叶轮向周围的管罩甩去，这时叶轮的立管形成真空，使气体从上面的气进口进入，被高速甩出的