双级气浮含聚污水除油现场试验

2015-02-08卢卫芸刘沛胡昊越于文亮李会堂

油气田地面工程 2015年3期

关键词：污油含油量悬浮物

卢卫芸刘沛胡昊越于文亮李会堂

1中国石化河南石油工程设计有限公司2中国石油化工股份有限公司华北油气分公司3中国石化河南油田采油二厂

双级气浮含聚污水除油现场试验

卢卫芸1刘沛1胡昊越1于文亮2李会堂3

1中国石化河南石油工程设计有限公司2中国石油化工股份有限公司华北油气分公司3中国石化河南油田采油二厂

近年河南油田开展了双级气浮的现场试验研究工作并取得了较好的效果。双级气浮由涡凹气浮和溶气气浮两种气浮方式组合而成，能够在不加药的情况下较好地去除污水中的浮油、细分散油和乳化油。在溶液气压力0.4MPa，溶气量7%～9%左右，来水含油量≤150mg/L时，出水含油量可稳定降至20mg/L以内。过滤前将污水中的污油通过气浮去除，可改善过滤罐的工作状况，减少污油黏附在滤料上，可使过滤罐真正实现截流机械杂质、易返冲洗功能并达到延长滤料使用周期的效果。

双级气浮；含聚污水；除油；不加药方式；现场试验

河南油田双河联合站目前采用二级沉降＋两级过滤工艺处理聚合物驱地层产出液。近年来产出液逐年增加，且其物理化学性质随着多元驱的不断深入而发生了很大变化，具体为乳化油含量增高、乳化颗粒Zeta电位增高、污水黏度增高，使得现有脱水系统能力不足、脱水效果差的问题日益显现。污水黏度增加，降低了油珠浮升速度[1]；油珠颗粒变细小，乳化程度增高，导致其难以聚结。在水中呈悬浮状态的悬浮物个体颗粒细小，其稳定性就好，但其沉降特性变差，现有的沉降罐仅仅靠重力作用来达到使油、水、悬浮物分离，并使出水水质达到过滤所要求的条件已不可行。为此，近年河南油田开展了双级气浮的现场试验研究工作并取得了较好的效果。

1 影响气浮处理效果的因素

（1）污水中油的存在状态。当油滴以乳化状态存在于污水中时，油滴的表面呈亲水疏油性且具有相当的稳定性，它在碰到气泡是不易被其吸附。特别是极细（粒径小于1μm）的油滴分散开来且其数目骤增时，是难以捕回聚拢的，致使除油速度变慢、除油效率变低。

（2）气浮装置的吸气量及气泡尺寸。气浮装置采用溶气方式且提供稳定的高浓度溶气水，这是提高气浮池分离效果的关键，亦是气浮装置的一个重要技术指标，故溶气比是影响除油效果的因素之一。气泡的大小以及气泡在气浮槽里的分布情况都会对浮选过程产生影响。气泡小、浮速快，对水体的扰动较小，就不会撞碎絮粒，可增大气泡和絮粒的碰撞机率；但气泡过细又会影响其上浮速度，需要增大气浮池，而增大气浮池则增加工程造价。因此气浮装置的吸气量及气泡尺寸都要合适，才能达到较好的处理效果。

（3）气浮装置的处理能力。气浮装置的处理能力是指单位时间通过该装置的污水体积。污水在气浮装置中的停留时间越长，污水中的油滴被气泡带出的机会就越多，但处理量也降低。此外，污水在气浮槽里的循环情况以及采出污水中所含表面活性剂的品种和数量等，都会影响到气浮装置的处理量和处理效果。

2 现场试验及结果

双级气浮由涡凹气浮和溶气气浮两种气浮方式组合而成，能够在不加药的情况下较好地去除污水中的浮油、细分散油和乳化油[2]，其结构示意图如图1所示，两级气浮可以单独开启。不同药剂种类和添加量下其处理效果见表1。在仅开启涡凹气浮的工况条件下，对二级沉降罐污水进行加药处理，发现加药后水质也没有显著改善，而且还产生大量的浮渣，造成回收污油品质降低，难以处理，因此在双级气浮处理工艺中采用不加药方式。

图1 双级气浮结构

表1 不同药剂种类和添加量下处理效果比较

具体的试验方法及结果是：将双级气浮装置安装在二次沉降罐后，控制溶液气压力0.4MPa，溶气量7%～9%左右，在二次沉降罐出水口连续3天共取样15个，含油量最高88.6mg/L，最低43.9mg/L，平均为59.14mg/L；悬浮物含量最高39mg/L，最低31.1mg/L，平均为34mg/L。经涡凹+溶气双级气浮处理后出水含油量最高18.3mg/L，最低2.34mg/L，平均为9.88mg/L；除油率最高94.8%，最低67.3%，平均为83.3%；出水悬浮物含量最高14.82mg/L，最低11.45mg/L，平均为13.09mg/L；悬浮物去除率最高63.18%，最低57.93%，平均为61.5%。经过双级气浮处理后的污水含有油量可以稳定降至20mg/L以内，满足过滤进水要求[3]。这无疑减小了过滤系统的污染负荷，而且可以将悬浮物降低到15mg/L以下，过滤罐的运行负荷得到有效减缓，其运行周期亦延长。