QF型和SF型气浮在采油废水中的应用
来源：北京建工金源环保发展有限公司 阅读：4595 更新时间：2010-02-05 10:51含油废水主要指废水中含有大量及悬浮物的废水。在以下三个行业中大量存在：
（一） 油田采出水，也称油田污水，一般指从地下采出的含水原油“采出液”经电脱水，分离出的水称为油田污水；（二）石化行业中的炼油废水，其为高浓度有机废水，其成分主要有石油类、 、酚、氨化合物、硫化物；（三）机械行业中产生的含油乳化废水，废水中含有少量乳化剂、矿物油和Ni2+ 且有机物含量较高。三个行业的废水既有共同点，又有差异。其共同点为油及悬浮物的含量较高，其处理流程中，均有重力除油，混凝破乳除油的过程。其不同点为废水性质、杂质含量、外排标准、回用水标准，均因产品生产过程不同而不同。下面简述含油废水的废水处理工艺。
一、 含油废水处理工艺概述
1、 油田采出水
由于采油方法、原油特性、地质条件的不同，油田采出水的水质差异较大，但其也有共性的成分，例如：①含油量高，一般在1000ｍｇ／ｌ以上；②悬浮物含量高，颗粒细小，沉降缓慢；③矿化度高，一般在 1000mg/l 以上，高的达14×104 mg/l,加速了水处理设备的腐蚀；④结垢离子浓度高，含有Ca2+,Mg2+,Ba2+等；⑤COD浓度高，其中有机成分较多。由油田污水的特点可知，除油是该废水处理的重要环节。原油再水中的存再以浮油、分散油、和乳化油为主。目前多采用两级除油法，即一级重力除油，二级混凝破乳除油。一级重力除油主要设备有立式除油罐、斜板隔油沉淀池及粗粒化除油罐。该级主要用于去除绝大部分浮油及大部分分散油。二级混凝破乳除油主要油量个过程，一是混凝过程，加混凝破乳剂（主要有铝盐、铁盐两种无机混凝剂，有机聚合物破乳剂）反应8～10min，使乳化油凝聚成分散油（即外观为絮花状）。依靠气浮方法使破乳方法使破乳后的分散油浮起，完成油水分离。传统水处理工艺中，这一段为混凝沉淀。根据油田回用水标准，其SS﹤3mg/l，Oil﹤5mg/l，气浮出水（或混凝沉淀出水）均达不到此标准，因此还须进行过滤等深度处理。若外排，COD超标时，还须油生化处理。传统的油田污水处理中，混凝破乳除油这一段，采用混凝沉淀。由上面废水性质分析可知，其主要杂质油比重接近于水，浮油在液面上，分散油及乳化油在水中呈现相对稳定的状态，其自然沉降时间长达2～3小时，一次性投资大。该法对于大油粒、乳化程度小的废水油一定去除效果，但对于乳化程度高的废水，其去除效果不佳，去除效率很低。用气浮工艺替代沉淀工艺时，其负荷达7～10m3/m2.h，其面积为沉淀的1/7～1/8，QF型停留时间只有5分钟、SF型为30分钟，相反沉淀为2-3小时，而油田污水水温较高，约35℃﹤a℃﹤45℃，水质夏季易恶化，严重影响出水水质。用气浮工艺替代沉淀，虽然电耗有所增加，但因气浮对于SS去除率极高，对于分散油的去除率也很高（﹥90%），因此较沉淀相比，大大减轻了废水后续处理的负荷。从整体平衡考虑，虽电耗有所增加，但降低了基建投资，减少了污水站的占地面积。油田污水在处于二次、三次采油期时，回流水中含油大量阴离子聚丙烯酰胺，水的粘度增大，油水分离更加缓慢，因大量表面活性剂的加入，使油水乳化程度更加严重，用传统的混凝破乳沉淀的方法已很难适应废水的变化。用气浮，加上高效破乳剂，才是该类废水的最佳、最经济的处理方法。现在许多油田已开始动用稠油储量，扩大了蒸汽驱采规模稠油废水中含油量更达（4000-10000mg/l），温度更高，稠油相对体积质量与质量与水接近（≥0.95），因而重力分离已十分困难，QF型气浮及SF型气浮因其卓越的处理效果，成为处理该段废水的首选。
2、 机械行业含油乳化废水
机械行业在金属打磨、切削、抛光清洗时，产生了含油乳化废水，废水中含有少量乳化剂、大量矿物油和Ni2+，且有机物含量较高。因乳化剂、矿物油其与水密度接近，在水中较稳定。传统的隔油+混凝沉淀+后续工艺（活性炭吸附、膜分离、生化）方法中的混凝气浮替代沉淀，这一段的去除率明显提高，大大减轻后续处理负荷的压力。工艺流程如下：调节隔油池→斜板隔油沉淀池（粗粒化罐）→混凝气浮→后溪处理工艺（根据水质及排放标准定）。气浮设计中要注意：隔油调节池去除浮油、斜板隔油沉淀池去除部分分散油及大部分易沉悬浮物的功能设计，力求气浮分担的负荷合理合适。此时气浮主要用于去除分散油及乳化油。
3、 石化行业的炼油废水
炼油厂废水主要含有石油类、 类、酚、硫化物，是高浓度的有机废水。其主流处理工艺：隔油→气浮→生化。隔油池去除浮油，气浮经加药后去除大部分散油、悬浮物，使水质达生化要求。气浮运行好坏直接影响生化的运行。
二、 QF型气浮及SF型气浮性能简介
1. QF型高效浅层气浮性能简介（废水处理量100m3/h-650m3/h）
由无锡金源开发的QF浅层气浮装置，具有独立的知识产权，溶气系统申请了国家专利（专利号86209262）。我公司于1997年5月有张家港啤酒厂应用了第一台浅层气浮，至今我已再浙江康力集团、福建罗源纸业、河北迁安华丰造纸等二十几家国内企业选用。其设备具有容气效率高、SS去除率高、性能稳定的特点。
由含油废水的主要工艺分析可知，在混凝除油过程中，较其它工艺相比（如沉淀工艺），采用浅层气浮工艺，具有较高的SS去除率。下面简单介绍浅层气浮主要特点：
1） 原理及性能简介
气浮分离是将空气与水在一定的压力和条件下，使气体极大限度地溶水中，力求处于饱和状态，然后吧所形的压力溶气通过减压释放，产生大量的微细气泡，与水中的悬浮絮体充分接触，使水中悬浮絮体粘附再微气泡上，随气泡一起浮在水面，形成浮渣并刮去浮渣，从而净化水质。
QF型高效气浮池气浮装置，是一个先进的快速气浮系统，再传统气浮理论的基础上，又成功地运用了“浅池理论”和“零速”原理，通过精心设计，集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体，是已种水质净化处理的高效设备。
QF型气浮装置与传统气浮装置相比，其主要的不同之处如下：传统气浮装置，其进水、出水均为固定式，分离过程为动态。其最大最点是，固液分离过程是在水流相对不稳定状态下进行的。且相互干扰，给浮渣的上升分离造成了较为不利的影响。为了达到良好的分离效果，必须给浮渣的上升留言充分的时间，水力停留时间一般为20-50min，有的甚至达1小时之多，导致了池子体积增大。
QF型高效浅层池气浮装置针对传统气浮池的不足之处，把原水进口、净化水出口设计为移动式，分离过程为静态，以缩短源水中气泡上浮时间，池子中水的流态基本上相对静止。原水中的悬浮物从池底浮到表面的速度快（可达40-100mm/min），水深只需400-500mm，其停留时间只需3-5分钟，因此大大提高了设备的表面处理负荷，且由于池内的水体水平方向的“零速“，给固液分离创造了良好的水力状态，从而达到了良好的净化目的。
2） 主要技术参数及特点
（1） 主要技术参数：
| 处理量 | 25～40m3/h | 溶气水压力 | ≥0.4Mpa |
| 池体 | 600～780mm | 设计转速 | (1/3) ～(1/5)rpm |
| 有效水深 | 400～500mm | 加药泵功率 | 0.18～1KW |
| 水力停留时间 | 3～5min | 主机总功率 | 1.2～6.2KW |
| 水力表面负荷 | 6～10m3/m2.h | 空压机功率 | 0.18～5KW |
| 回流比 | 污水≥30%，净水≥10% |
注：其中水力表面负荷及回流比可根据具体水质而定。
（2） 主要技术特点：
A 有效水深签400-500mm。
B “零速度布水”使水的停留时间仅3分钟（传统气浮停留时间15-30分钟）。
C 净化量大，即表面负荷高。
D 占地面积小（为普通装置的1/10），单位负荷轻，全部预制构件组装，不需要操作室，设备可以架空安装，也可多层组合。
E 安装维修费用低，易于清扫。
F 净化效率高，悬浮物去除率达90%以上。
G 该装置采用FA型溶气系统申请国家专利（专利号86209262），它结构巧妙，溶气效率达85%，体积仅为一般溶气系统的五分之一，产气泡直径小，约为20-60um。
H 污水处理效果好，一般可于1.5-2年内回收投资。
（3）主要操作特点：
A 进水口和污泥的排出机构都在设备中间旋转区域内。
B 浮起的污泥由旋转撇渣勺回收或排除。
C 池底用池边还有刮板能刮去池底和池边的沉淀物，以保持设备经常清洁。
D 可变速齿轮电机用于驱动旋转的部件和旋转撇渣勺。
３）含油废水处理的一般工艺
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２、SF型高效双溶气组合气浮性能简介（废水处理量３ｍ３／ｈ～１００ｍ３／ｈ）
SF型高效双溶气组合气浮，具有占地面积少、溶气效率高，处理效果好，操作管理方便等特点。容气系统采用专利技术（专利号８６２０９２６２），机电仪一体控制，可实现运行自动化。
１） 主要工作原理
气浮主要起固、液分离作用（同时可以降低COD、BOD、色度等）。
气浮的工作原理：利用溶气系统产生的溶气水中的微气泡，与水中的悬浮物絮体粘合在一起，悬浮物随微气泡一起上浮至水面，形成浮渣，使水中的悬浮絮体得到去除。
清水经过射流吸气装置，在一定的工作压力的情况下，使空气最大限度地溶入水中，通过快速减压释放，形成直径在30μm~50μm左右的小气泡。
在原水中加入絮凝剂PAM或PAC，经过5min的有效絮凝反应。其时间、药量和絮凝效果须有实验测定。原水经过絮凝反应进入接触区，在接触区内，微气泡与原水中絮体相互粘合，一起进入分离区。在气泡浮力的作用下，絮体与气泡一起上升至液面，形成浮渣。浮渣有刮沫机刮至污泥区，下层的清水通过给水管自流至清水池。处理后，清水一部分回流，供溶气系统使用，另一部分则排放。
普通组合气浮由于他的溶气水只在接触区内释放，在分离区内微气泡数量相对较少，因而有部分悬浮物絮体很难悬浮至水面，则影响了分离效果。
SF型高效双溶气组合气浮与普通组合气浮的区别在于：它不但能与普通气浮一样在接触区释放溶气水，而且能在气浮的分离区释放溶气水，分离区内微气泡数量充足，使原来很难上浮的悬浮物也上浮至水面。从接触区来的得到初步分离的原水在分离区得到彻底的分离，降低了出水中的SS含量，从而提高了分离效率。
三 、QF型气浮与SF型气浮在含油废水处理中应注意以下几个问题
1、 水质分析
分析废水来源、性质，不同的生产工艺流程对气浮的各种参数设计及选型是至关重要的。对于油田采出水，首先弄清该油田现处于采油中的哪一个阶段，原油特性、地质、欲采用的前、后工艺及回注水或外排标准，把气浮定位于一个适当的负荷之中。例如：对于二次采油，含油量一般>1000mg/l，悬浮物含量高，颗粒细小，分散油含量高，乳化程度小，油的密度>0.9cm3,选用常规设计的浅层气浮即可胜任，回流比<40%，表面负荷达7~9m3/m2h。其处理效果良好，具有极高的油去除率，可达90~95%.对于三次采油，由于在回注水中添加了PAM，表面活性剂、碱，使水中絮凝浓度达400~500mg/l，粘度达0.8~1.2mPa.S。表面活性剂的存在，使油珠乳化严重，油珠微小，难以聚集，上浮速度缓慢，絮花稳定性差。所以在选用气浮时，须特别注意以下几点：①气浮设计时表面负荷较二次采油时要小，即同等水量时，气浮型号增大1~2级；②特别注意反应池的设计，注意破乳剂和气浮匹配实验。用实验确定合理的乳化液反应时间；③注意溶气水的释放方式对于乳化液中絮花的影响；④停留时间设计较常规大；⑤浮渣机构采用特殊螺旋推进机构，使排油更顺畅；⑥注意表面活性剂的含量，当其超过一定量时，需要采用其他工艺措施，否则气浮可能开不起来；⑦当表面活性剂多时，回流水采用后续处理的最终排水，不可采用气浮排水。
2 .溶气气源的选择
油田采出水的矿化度较高，一般在1000mg/l以上，最高达14×104mg/l，导电率高，电化学反应快，本身就具有较强的腐蚀性。O2是很强的氧化剂，在水中与CL-、H2S、CO2协同作用下，使腐蚀速度大大加快。所以水中保持缺氧环境，溶气气源选用天然气。
3.注重工艺流程的配合，为气浮分担合理负荷提供条件
原油在水中以浮油、分散油、乳化油为主。当油田处于一次采油期或稠油期时，油的含量很高，达4000~10000mg/l，浮油及分散油的含量很高，气浮对于浮油去除效果是不佳的，利用隔油调节池，斜板隔油沉淀池（或粗粒化除油罐）去除大部分浮油及部分分散油及绝大部分悬浮物，减轻气浮负担。气浮主要去除乳化油、分散油。给气浮分配一个合适的负荷，这是气浮设计及选型中的一个重要影响因素。对于二次采油期废水，其油含量2000~5000mg/l，采用斜板油沉淀后，再选用常规气浮即可完成油水分离的工艺过程。
综上所述，气浮在油田采油废水、机械废水、石化废水中的应用是非常广大的，但废水的水质，水量，千差万别，其处理方法也有所差异，用科学精神设计选择好每一台浅层气浮，使每一台气浮都能发挥最大功效，这是金源环保公司对我们自身所提出的要求。科学合理的系统设计及试验才是出
