客服电话:400-000-2365

油田废水气浮处理效果影响因素

中国污水处理工程网 时间:2018-4-9 15:16:11

污水处理技术 | 汇聚全球环保力量,降低企业治污成本

  气浮至少包括两套系统:气浮系统和溶气系统。从而导致影响气浮出水水质的因素较多,主要影响因素包括:停留时间、溶气压力、气泡尺寸以及混凝剂种类和用量等,同时外部条件(温度、pH值、浊度等)也不同程度上影响出水水质。

  停留时间的影响

  气浮工艺的一个明显特点就是停留时间比较短,在早期的北欧和英国等对气浮絮凝采用的时间跟沉淀工艺同样采取了45min。后来,Zabel认为絮凝时间在15~20min足够了,而Janssens在中试试验中采用5~6min的絮凝时间也获得了比较好的处理效果。Edzwal和Valade分别通过小试和中试试验证实5min的絮凝时间是合理的,还发现5min要比20min要好,而且这种差异不会因混凝剂种类、絮凝阶段的分级与混凝强度不同而不同。何华等人发现接触室停留时间在1.5~4.0min变化时,聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂时除浊率变化范围为20%左右,而硫酸铝为絮凝剂时除浊率变化范围为12%左右。由此可见,气浮接触区停留时间对絮凝气浮的除浊效果有较大的影响。另外还发现,在保持接触时间相同时,分离时间对浊度并没有大的影响,但在分离室里的各分离区域内,随着分离时间的增加浊度越来越低,当水流过了此区域后,则浊度并无大的变化,因此一般分离区的设计时间和设计高度只要大于此区域就可以了。

  溶气压力的影响

  由于溶气压力影响出水水质,而气浮成本大部分取决于溶气系统产生的电耗,所以合理的选择溶气压力不仅对提高水质起着非常重要的作用,而且还可以降低电耗,减少运行成本。以前高压气体主要是通过空压机和溶气罐的共同作用形成的,由于空压机产生很大的噪音,影响周围环境。所以当前随着气液混合泵的出现,空压机已逐步被更方便的气液混合泵所取代,此外气液混合泵不需要安装溶气罐,溶气水可以直接通过遽然释放后产生微气泡,而且在不使用释放器的情况下就可以获得需要尺寸的气泡,气液混合泵的使用可以减少气浮一次性投资和简化运行条件。压力的大小决定了产生的气泡大小,一般情况下压力越大,产生的气泡尺寸越小。但即使压力超过0.44MPa,气泡的直径和产气量并无大的变化,而且压力控制在0.44MPa以内时完全可以达到气浮所需要的气泡尺寸。因此,在气浮工艺中,一般选择压力范围在0.3~0.44MPa认为比较合理。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  气泡尺寸的影响

  气泡的大小直接影响气浮效果,关于气泡尺寸与净水效果的量化关系。大部分传统观点认为大气泡的存在会降低气浮效率,并且会干扰气浮层而使气浮出水的浊度升高,气泡尺寸越小越好,气泡越多越好,但事实并非如此,太小的微气泡不利于气浮。当水中的悬浮物性质一定时,气泡越小,则水中颗粒上浮所需要年粘结的气泡数量越多,相应就增加了气泡跟絮体粘结的难度;同时,气泡越小,则需要系统提供的压力越大,造成了能耗的浪费;此外,浮渣的处理一直是气浮工艺中比较难解决的问题,处理浮渣成本很高,当浮渣中含有过多的微气泡时,浮渣的处理难度进一步加大。研究表明,直径为10~100μm的气泡可稳定存在,一般把气泡控制在l0~100μm就比较合适了,而运行良好的气浮池中气泡的平均粒径一般为40μm。在气浮装置中,影响气泡粒径分布的主要因素是释放器的几何构造、溶气压力、水温以及水体中的化学成分。

  进气量的影响

  空气在水中的溶解度是一定的,在一个标准大气压下,空气在水中的溶解量大约为水量的3%,随着压力的增加,空气在水中的溶解度有一定的升高。使用气液混合泵的空气注入量可以达到7%~8%,但不得超过10%。气浮的溶气系统是通过高压使空气溶解于水中,气泡的产生是通过溶解在水中的空气的释放而产生的。一旦在溶气罐有大量未溶解的气体,通过降压释放,这部分未溶解的气体会产生大量的大气泡扰乱气浮系统,影响气浮效果。一般认为当气浮的进气稍微大于空气在水中的溶解度,使空气在水中处于过饱和状态是比较适宜的,气体的进气量小会导致产生的气泡度有关,浊度高,所需要的气泡多,进气量应该相应的增加。

  混凝剂的影响

  对于压力溶气气浮,一般情况下铁盐要优于铝盐混凝剂,而当采用聚合混凝剂时,则能在不降低出水水质的条件下,减小混凝剂的投加量,而且聚合混凝剂对原水的水温、pH值的适用性相对较强。在原水温度较低时,常需要引入助凝剂以改善气浮效果,静态混合器可使混凝剂在水中快速有效的分散,所以除了沟堰之外,静态混合器已逐渐取代快速旋转的搅拌器而被广泛应用。王毅力等人的试验结果表明,碱化度越高的PAC,其电中和能力越强,絮凝剂颗粒的立体结果越显著,有利于其压缩颗粒表面的水化层面与颗粒间的粘附架桥,迅速形成具有较大尺寸,球状链束聚集结果特征的初级絮体微粒,因此在达到相同处理效果的前提下,絮凝剂投加量也较少。浮选剂的作用和分类是相对的,某种药剂在一定条件下属于此类,而在另一条件下可能属于另一类。如硫化钠(Na2S)在浮选有色金属硫化矿时是抑制剂,而在浮选有色金属氧化矿时是活化剂,但用量多时又是抑制剂。

  水温的影响

  原水水温的降低对溶气气浮效果有不利的影响,其原因有以下几点:无机盐混凝剂水解是吸热反应,在低温水中混凝剂水解困难,特别是硫酸铝,水温降低10℃则水解速度常数约降低2~4倍,当水温在5℃左右时,硫酸铝水解速度已极其缓慢;低温水的黏度大,使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱,不利于胶粒脱稳凝聚,同时水的黏度大时水流剪力增大,影响絮凝体的成长,而且水黏度的增大会增加絮体与微气泡的聚合体上升时的阻力,从而使其上升速度减小,进而影响溶气气浮的效果;水温低时胶体颗粒水化作用增强,妨碍胶体凝聚,水化膜内的水由于黏度和密度增大,影响了颗粒间的黏附强度;水温还与水的pH值有关,水温低时水的pH值增高。研究发现,当水温从20℃~25℃下降到0℃~5℃时,溶气气浮对浊度的去除率从70%降为56%。