斜板溶氣氣浮技術在杏西油田含油污水處理中的應用

徐桂霞（大慶油田有限責任公司第九采油廠）

斜板溶氣氣浮技術在杏西油田含油污水處理中的應用

徐桂霞（大慶油田有限責任公司第九采油廠）

杏西聯污水處理站使用射流式浮選凈化機處理污水的水質達標率低，為了從根本上解決這一問題，2 0 0 1年杏西聯含油污水處理站采用斜板溶氣氣浮技術開展了不同藥劑、不同加藥比例、不同溶氣比及不同來水水質的試驗應用。應用結果表明，斜板溶氣氣浮技術對含油污水中的油和懸浮物的去除率均較高，在回流比為2 0%，加藥量為無機2 0 m g/L、有機2 m g/L時運行效果最佳，油和懸浮物的去除率分別為5 1.7%、7 0.6%。斜板溶氣氣浮對來水水質的適應能力強，在切除混凝沉降罐運行時，通過相應地提高加藥量，仍可使出水水質穩定達到濾前標準。斜板溶氣氣浮與原有射流氣浮相比，降低運行費用0.1 2元/m3。

溶氣氣浮 污水處理 水質達標 油懸浮物

杏西聯含油污水處理站污水處理采取射流式浮選凈化機的方式去除水中懸浮顆粒，此種方法難以實現濾前水質的穩定達標。鑒于此種情況，開展了斜板溶氣氣浮技術處理含油污水現場試驗。通過溶氣氣浮去除水中小油珠及難以沉降的細小顆粒懸浮物，達到了提高油田回注污水水質的目的。

1 斜板溶氣氣浮工藝原理及技術參數

斜板溶氣氣浮裝置主要由管式反應器、溶氣浮選機、溶氣系統、排泥系統組成。污水通過管式反應器先后投加無機與有機絮凝劑后進入溶氣浮選機，污水中懸浮物及污油與絮凝劑、溶氣水充分混合，絮體附著在小氣泡上，通過氣浮的斜板與水分離后，上浮到浮選機的表面，被自動刮渣機刮走，浮選機底部沉淀物由排污閥排走，出水溢流出浮選機。工藝簡圖見圖1。

圖1 斜板溶氣氣浮工藝簡圖

斜板溶氣氣浮裝置的技術參數如下：

◇進水壓力：0.1～0.4 M Pa；

◇溶氣水回流比：15%～20%；

◇溶氣量：5.5L/min；

◇溶氣泵壓力：0.5～0.6M Pa。

2 試驗區概況

杏西聯含油污水處理站198 2年10月投產，2002年10月改造為污水深度處理站，注水水質指標“10、5、2”，即注水油含量、懸浮物含量和粒徑中值分別≤10m g/L、≤5 m g/L和≤2μm。主要工藝流程為：混凝沉降→射流氣浮除油→兩級壓力過濾處理，排泥工藝為負壓排泥。

2008—2010年，濾后水懸浮物固體含量檢測樣次共計36次，合格26次，水質達標率72.2%，見表1。

表1 2008—2010年濾后水懸浮物達標情況 單位：mg/L

水質達標率低的主要原因是杏西聯氣浮裝置為射流式浮選凈化機，罐體?1.4 m×4.8m，設計處理水量為300m3/d。2003年杏西聯含油污水深度處理站日處理水量在290m3/d時，氣浮選進出口含油量分別為56.4 m g/L和23.2m g/L，懸浮固體含量分別為48.6m g/L和26.4 m g/L，出口水質達不到濾前水質指標要求。

3 現場應用及效果分析

3.1 藥劑篩選情況

絮凝劑選為CJJ型與LJJG型兩種，根據不同加藥濃度的處理效果進行優選，溶氣氣浮回流比為20%。

3.1.1 C J J型絮凝劑試驗

應用CJJ型絮凝劑氣浮水質情況見表2。

表2 應用C J J型絮凝劑氣浮水質數據

氣浮進水平均含油19.1m g/L、懸浮物48m g/L，氣浮出水平均含油11.2m g/L、懸浮物14.6m g/L，油和懸浮物的去除率分別為41.3%和69.5%。

3.1.2 L J J G型絮凝劑試驗

應用LJJG型絮凝劑氣浮水質情況見表3。有機4 m g/L；加藥比8∶1，無機20m g/L、有機2.5 m g/L；加藥比10∶1，無機20m g/L、有機2m g/L；加藥比10∶1，無機10m g/L、有機1 m g/L。每種情況取7組數據進行平均，見表4。

表3 應用L J J G型絮凝劑氣浮水質數據

表4 氣浮進出水水質數據

當回流比為15%時，油和懸浮物的去除率較低，主要原因是回流比過低，溶氣水量不足導致溶氣釋放系統釋放的微小氣泡數量較少，所以氣泡在上浮過程中攜帶水中小油珠和微細懸浮物質的量也較少，因此在回流比為15%時降低或提高加藥量仍然不能解決水質較差的問題。

3.2.2 回流比1 7%試驗情況

分別進行7種情況試驗：加藥比5∶1，無機20m g/L、有機4 m g/L；加藥比10∶1，無機20m g/L、有機2m g/L；加藥比5∶1，無機15 m g/L、有機3m g/L；加藥比10∶1，無機10m g/L、有機1 m g/L；加藥比8∶1，無機20m g/L、有機2.5m g/L；加藥比5∶1，無機10m g/L、有機2m g/L；加藥比10∶1，無機15 m g/L、有機1.5 m g/L。每種情況取7組數據進行平均，見表5。

表5 氣浮進出水水質數據

氣浮進水平均含油21.5 m g/L、懸浮物52.9m g/L，氣浮出水平均含油7m g/L、懸浮物7.8m g/L，油和懸浮物的去除率分別為66.5%和8 5.2%。

在來水水質大致相同時，LJJG型絮凝劑與CJJ型絮凝劑相比，氣浮出水中油和懸浮物的去除率分別提高了25.2%和16.7%，LJJG型絮凝劑處理效果優于CJJ型。

3.2 回流比試驗

3.2.1 回流比1 5%試驗情況

分別進行4種情況試驗：加藥比5∶1，無機20m g/L、

當回流比為17%時，通過對3種加藥比、7種加藥濃度的處理效果進行對比，在來水水質相對較差時，加藥比為5∶1，無機20m g/L、有機4 m g/L時，氣浮對油和懸浮物的去除率較高，氣浮出水水質較好。

3.2.3 回流比2 0%試驗情況

分別進行7種情況試驗：加藥比5∶1，無機20m g/L、有機4 m g/L；加藥比10∶1，無機20m g/L、有機2m g/L；加藥比5∶1，無機15 m g/L、有機3m g/L；加藥比10∶1，無機10m g/L、有機1 m g/L；加藥比8∶1，無機20m g/L、有機2.5m g/L；加藥比5∶1，無機10m g/L、有機2m g/L；加藥比10∶1，無機15 m g/L、有機1.5m g/L。每種情況取7組數據進行平均。

當回流比為20%時，通過對3種加藥比、7種加藥濃度的處理效果進行對比，在來水水質大致相同時，加藥比為5∶1，無機20m g/L、有機4 m g/L，與加藥比為10∶1，無機20m g/L、有機2m g/L的處理效果基本相同，氣浮對油和懸浮物的去除率較高，氣浮出水水質較好。因此，回流比為20%，加藥量為無機20m g/L、有機2m g/L時運行效果最佳。

3.3 來水沖擊試驗情況

為驗證氣浮對來水的適應能力，開展了來水沖擊試驗，來水跨越混凝沉降罐直接進入氣浮，設定回流比為20%，根據來水水質情況調節加藥量，見圖2。

圖2 沖擊試驗流程

1）加藥比10∶1，無機20m g/L、有機2m g/L。當氣浮進水平均含油38.4 m g/L、懸浮物36.3m g/L時，氣浮出水平均含油9.1 m g/L、懸浮物7.9m g/L，油和懸浮物的去除率分別為76.3%和78.2%。當氣浮進水平均含油59.4 m g/L、懸浮物58.8m g/L時，氣浮出水平均含油14.4 m g/L和懸浮物20.9m g/L，油和懸浮物的去除率分別為75.7%和64.6%。來水沖擊試驗時，來水含油與懸浮物含量小于40m g/L時，氣浮出水水質較好；來水懸浮物含量高于50m g/L時，氣浮出水懸浮物含量不達標。

2）加藥比10∶1，無機30m g/L、有機3m g/L。當氣浮進水平均含油53.1 m g/L、懸浮物51.2m g/L時，氣浮出水平均含油11.12m g/L和懸浮物9.5 m g/L，油和懸浮物的去除率分別79.1%和8 9.4%。來水沖擊試驗時，當來水含油與懸浮物含量高于40m g/L時，加藥量為無機30m g/L、有機3m g/L，氣浮出水水質較好。

由于杏西聯含油污水深度處理站來水水質較好，油和懸浮物均不超過60m g/L，不能充分驗證斜板溶氣氣浮的處理效果。為此，開展了人為破壞來水水質試驗，使四合一分離出水直接進入斜板溶氣氣浮，相應提高加藥量，考察氣浮處理效果。

加藥比10∶1，無機40m g/L、有機4 m g/L時，氣浮進水平均含油112.3m g/L、懸浮物8 8.5 m g/L，氣浮出水平均含油18.9m g/L、懸浮物17.9m g/L，油和懸浮物的去除率分別為8 3.1%和79.3%；加藥比10∶1，無機50m g/L、有機5 m g/L時，氣浮進水平均含油112.5 m g/L、懸浮物8 9.9m g/L，氣浮出水平均含油11 m g/L、懸浮物9.8m g/L，油和懸浮物的去除率分別為90.2%和8 9.1%。

氣浮進水含油超過100m g/L、懸浮物含量超過8 0 m g/L，加藥濃度為無機40 m g/L、有機4 m g/L時，氣浮出水能夠達到濾前標準；上調加藥量至無機50m g/L、有機5 m g/L時，氣浮出水能夠達“10、10”標準。（油含量≤10m g/L，懸浮物≤10m g/L）。

杏西聯含油污水處理站斜板溶氣氣浮裝置自2011年投產后，見到較好的處理效果，濾后水含油達標率為100%，懸浮物含量達標率為91.7%。

4 幾點認識

1）斜板溶氣氣浮前增加了高效管式加藥反應器，使得水中雜質與藥劑、溶氣水氣泡充分混合，同時氣浮內設置的斜板可以提高雜質和水的分離效率，對含油污水中的油及懸浮物的去除率較高，適用于杏西聯污水處理站的污水水質。

2）通過開展斜板溶氣氣浮現場試驗，確定了適合杏西聯處理含油污水的最佳運行參數，為今后的推廣應用提供了借鑒。在回流比為20%，加藥量為無機20m g/L、有機2m g/L時運行效果最佳，油和懸浮物的去除率分別為51.7%、70.6%。

3）斜板溶氣氣浮對來水水質的適應能力強，在切除混凝沉降罐運行時，通過相應地提高加藥量，仍可使出水水質穩定達到濾前標準。以處理規模3000m3/d為例，與兩級沉降罐工藝相比，節省建設投資102萬元。

4）斜板溶氣氣浮運行費用低，在正常來水情況下噸水處理費用包括藥劑費和電費，為0.5元/m3，斜板溶氣氣浮與原有射流氣浮相比，降低運行費用0.12元/m3。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.017

2012-04-25）

徐桂霞，2006年畢業于東北石油大學，工程師，從事技術管理工作，E-mail：xuguixia@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第九采油廠，163000。