气浮法处理含油污水的工艺优化研究
发布日期：2019-11-14 来源：企业技术开发 作者：企业技术开发 浏览次数：1097
摘要：步入新发展时期以后，我国各行业需要的能源与资源量逐年提升，这种情况直接导致石油开采量增高，含油污水无可避免，与十九大生态经济的理念不相适应。基于此，文章首先简单介绍了气浮法的类型及原理，随后给出气浮技术的影响因素及当前我国处理污水常用的气浮工艺与优化措施，以此来供相关人士进行交流参考。
关键词：气浮法；含油污水；工艺优化
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。
关键词：气浮法；含油污水；工艺优化
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。