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无锡金源环境保护设备有限公司

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QF型和SF型气浮在采油废水中的应用
发布时间:2013-12-26        浏览次数:269        返回列表
        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。