氣浮法處理含油汙水的工藝最佳化研究,塗山環保

開採石油的過程中會產生油汙,而又因為石油的形成方式較為複雜,導致油汙成分一般較多、結構複雜,包含細菌、固體顆粒物等原油分子。

這些油汙的存在會因自然與人類活動作用而擴大汙染面,嚴重干擾人民群眾的生產和生活。

所以,有關部門與工作人員必須採用合適的方式處理汙水,而氣浮法因其優越性,成為當前我國處理石油汙水的首選措施。

1 氣浮法的型別及原理

1。1 電解氣浮法

電解氣浮法,將物理學中的正負電極原理引入汙水處理,即相關工作人員將正負極裝入含油汙水後,接通電源,藉助電子“同性相斥、異性相吸”的原理,發生電解反應。

反應過程伴隨氣體產生,氣體具有一定的吸附作用,可以將油珠和雜質結合,最終這些物質團結在一起形成油渣,漂流到汙水錶面。

在此之後,工作人員只要利用簡單的刮渣工具,就能清除汙水中大部分的廢棄物,最終保證清潔的能力和效果[1]。

1。2 誘導氣浮法

誘導氣浮法,是一種藉助儀器裝置來排汙的措施,裝置進入水中後通電,藉助儀器震動攪拌的工作方式,成功的將稍大的氣泡劃分成眾多小型氣泡,氣泡重新凝聚時會帶動汙漬的粘結作用,提升含油汙水處理的效率,因此,這種措施又被稱作布氣氣浮法,因其操作步驟簡單,使用較為普遍。

1。3 溶氣氣浮法

溶氣氣浮法有兩種,一種是真空溶氣氣浮法,而另一種則是壓力溶氣氣浮法。

前者,指的是工作人員藉助真空操作的手段,對含油汙水施加負壓,這樣以後,汙水中的氣泡被分解成微小氣泡,進而根據上文所闡述的原理分離油汙。

而後者,則是以含油汙水具有水的一般特點為基礎,根據不同壓強情況下,氣泡溶解度差異大的特徵,給含油汙水增大壓強,最終實現氣泡微小化的目標。

1。4 生物氣浮法

生物氣浮法,是將生物學與化學的知識理論和氣浮法相結合的一種措施手段。

技術人員首先借助粒子分析器和波譜儀等工具,借波普特徵圖來分析汙水的主要構成。

其次,生化工程人員對汙水濃度展開測算,統計出不同重金屬離子的濃度。

最後,相關工作者根據化學反應原理,例如,沉澱反應對汙水汙染環境的離子進行化學反應,藉助離子沉澱來降低濃度,並能以反應中產生的微小氣體吸附其他雜質,加快汙水處理的效率。

2 氣浮技術的影響因素

氣浮技術受到的影響因素有很多,包括氣浮技術差異、氣浮周邊自然環境因素以及有無催化的影響因素。

首先,不同氣浮技術的工作效率不同,因為氣浮法的根本原理是微小氣泡的載粘能力,浮力大於重力的作用效果,所以,微小氣泡產生速度高低直接影響含油汙水處理速度的快慢。

例如,誘導氣浮法產生微小氣泡的速率,要高於一般的電解氣浮法,但是電解氣浮法產生的氣泡更為精密且反應更加徹底。

周邊自然環境的影響,包括四周溫度與壓強狀況等環境干擾作用,溫度較高,汙水分子的內容也較大,分子移動速度快,反應時間相比低溫情況要快一些。

而壓強與海拔密切相關,海拔越高,氣壓越低,則工作人員必須加大對汙水的升壓或降壓工作來控制水壓,保證水壓處於合理的狀態。

催化劑指的是那些不參加反應,或者是反應前後狀態、特質均不發生改變,但卻能在一定程度上提升反應速率。

氣浮法同樣也需要催化劑,一般來說,當前我國的技術人員會藉助化學藥劑來提升氣浮技術的速率,化學物質可以幫助維持氣泡的穩定性,在更短的時間內完成相關工作,降低成本[2]。

而針對氣泡本身,氣浮技術的影響因素體現在氣泡與汙染物的顆粒直徑。

在多年的汙水處理實驗對比後,我國專業認為40 um 的氣泡具有最強的吸附能力,但是這個尺寸在具體工作中較難保證,所以,工作人員只需要將氣泡尺寸限制在10~100 um 範圍內,即能提高效率。

而絮凝體顆粒直徑與微氣泡的尺寸接近度越高,氣浮技術的效果就越明顯。

3 油汙水常用氣浮工藝及最佳化

世界經濟一體化的程序加快了科技在國家之間的傳播速度,為了避免傳統氣浮法對水壓的依賴性,當前國內外的工作人員已經改進氣浮技術,並將此最佳化技術傳播,提升排汙質量,並能很好地避免因雜質過多而造成的儀器堵塞與氣壓範圍196~392 kP 的限制。

以下為現如今最佳化的氣浮工藝技術。

3。1 葉輪浮選法除油

葉輪浮選法除油,是誘導氣浮法的一種最佳化形式,它憑藉高速轉動的葉輪對含油汙水產生負向的水壓,並在此過程中吸入氣體以剪碎大氣泡,最終形成微小的氣泡來完成淨化汙水的目標。

這種技術的優勢體現在葉輪工作的高效性,且不容易因為汙水中的顆粒物而造成儀器裝置故障與堵塞,避免因儀器檢修問題耗費的時間和資金降低去汙的效率。

與傳統的溶氣氣浮法不同,葉輪浮選法除油是藉助自主吸氣並分散氣體的方式運轉,確保汙水中氣泡數量較為充足,提升效率。

不僅如此,藉助這種手段,工作人員可以不考慮氣體水溶性的問題,因為氣泡產生速度要高於吸附速度,也就能源源不斷地保證除油能力。

但是這種方式有一定的侷限性,一是,葉輪運轉的高效性導致汙水停留時間短暫,不能充分反應,這也給分離工作帶來一定的侷限性;二是,葉輪氣浮池的侷限性,葉輪轉動後必然導致氣浮池的水質產生變化,即在短時間內,汙水由原本的混合不均狀態變為紊流態,這在一定程度上使水與油混合均勻,不利於油和水的分離;三是,成本問題,葉輪浮選機工作效率高,則意味著製造成本高,維修費用大,能源消耗比其他儀器多,因此,射流氣浮裝置以此類弊端為基礎展開最佳化,裝置開始逐步推廣[3]。

3。2 射流氣浮除油

射流氣浮除油,是葉輪浮選法除油的最佳化方式,射流浮選裝置與葉輪機類似,但工作能力更強。

其工作原理為噴射泵技術,工作人員以汙水為噴射的流體,趁水噴出至吸入的時間範圍內形成負壓,並藉助負壓的作用成功吸入空氣並剪碎氣泡,完成工作目的。

而在浮選室,氣泡與顆粒物和油汙接觸的時間增多,反應更為充分。

除此之外,此裝置以液氣射流泵裝置取代葉輪,為節省資源消耗創造條件,改進後裝置的能耗僅為葉輪機的50%,為企業降低了成本,提升了經濟效益。

更重要的是,這種儀器維修方法較為簡單,維修費用與可替代零件數都更多,前景較好。

3。3 加壓溶氣氣浮除油

加壓溶氣氣浮除油的最佳化處,體現在技術人員能更高效地控制含油汙水的氣壓,並將氣壓限制在196~392 kP 的範圍內,在這個水壓範圍內達到小氣泡的飽和狀態,汙染物就能在恢復常壓前被更全面地清除。

然而,此舉的缺陷也是存在的,即加壓裝置不穩定性與汙染物的堵塞作用,都會在一定程度上降低最終的清理效果,甚至影響系統其它方面的工作,因此,還有一定的進步與完善空間。

4 結語

含油汙水處理質量的好壞,直接與我國自然環境狀況的優劣密切相關,同時,含油汙水處理工作也是現如今油田及其周邊環保保護的重要措施。

氣浮法具有高效分離的功能,可以完成油汙沉澱、澄清的工作,還能對含油的汙水開展預處理工作,因此,著重研究含油汙水的氣浮法處理技術,對我國經濟發展與生態發展均有較大的意義。