旋流溶气气浮在污水处理中的研究及应用

陈国泉

摘要：辽河油田技术人员采用药剂辅助+旋流溶气气浮+除铁过滤器+含油污水快速过滤器的工艺解决联合站水质不达标问题，本文对旋流溶气气浮在污水处理中的研究及应用进行了介绍。

关键词：旋流溶气气浮  污水处理  联合站

1、目的

联合站目前采用预氧化污水处理技术和高效聚沉旋流污水处理技术进行污水处理，停止加入氧化剂后，水质不能达标。因此在不加入氧化剂的前提下，本着尽量减少污泥产生量的原则，在充分利用联合站现有工艺的基础上，验证采用药剂辅助+旋流溶气气浮+除铁过滤器+含油污水快速过滤器的工艺解决联合站水质不达标问题。调储罐污水从进水口首先进入水力旋流器，去除一部分水中的浮油和悬浮物，然后进入旋流容器气浮，经旋流容器气浮处理后，出水进入除铁滤器，去除水中的铁，然后进入纤维球设备，进一步去除水中油类和悬浮物，出水进入下一级系统。

2、研究内容

2.2.1 旋流溶气气浮除油器

旋流溶气气浮除油器是紧凑型旋流溶气气浮装置，将离心分离技术、溶解气气浮分离技术等有效的结合于一体，对含油、含悬浮物污水进行高效分离的一种混合型装置，装置包含大气泡分离器、混合器及反应器。

装置特点：

1、“结构简单”：结构简单，安装快捷，操作、运用和维护费用低。

2、“油效率高”：单级除油效率>90%，最小去除粒径≤ 3um，停留时 间仅1～5分钟。

3、“体积小”：占地面积仅为传统溶气气浮1/8 ～ 1/3。

4、“稳定性强”：无滤网、聚结板及无或者少运动部件，不容易堵塞，能够保证处理效果的稳定。

5、“适应性强”：能够在不同水力载荷、油粘性以及含油比 重变化等情况下，有很强的适应。

6、“自动化”：自动化控制、运行稳定、安全可靠。

2.2.2 纤维球过滤器

该装置采用了特殊的结垢设计配合使用一种新型的过滤材料，运行时需过滤的水流入罐体，经压实滤料过滤后，净水由收集器流出，完成过滤过程。

过滤时滤料压板把纤维球压紧，滤器进水阀、出水阀打开，反冲洗出水阀关、反冲洗气管阀门关闭，水由进水口进入滤器罐体，在罐体与滤料穿孔网之间有一圈50mm均匀布水空间，水通过穿孔网侧壁穿过纤维球过滤层，进入中间集水管，由滤器出口流出。

当滤料截留物质增多，水头损失加大时，需要反冲洗。反冲水从水收集器流入松散的滤料，清洗滤料后从反冲出水口流出。

2.2.3 除铁滤器

锰砂过滤器又称除铁锰过滤器，锰砂过滤器（除铁锰过滤器）主要锰砂过滤器及除铁锰过滤器是利用氧化法将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸咐过滤去除，达到降低水中铁锰含量的目地。

2.2.4 水力旋流装置

该装置是一种根据离心力场远大于重力场的原理来分离液体混合物的设备，上世纪50年代水力旋流器开始应用于选矿，其后陆续出现大量有关水力旋流器的操作性能、内流场分布、分离效率和结垢优化方面的研究，目前水力旋流器己广泛应用于矿冶、船舶、石油、化工、食品等行业。水力旋流分离在液.液分离方面的应用要比固-液分离晚很多，这主要是因为液.液分离的难度要远远大于固­液分离。

本水力旋流器经过技术改进，两相分离的时间约两秒，仅为常规液-液分离设备所需要时间的几十分之一;具有分离性能好，处理量大，体积小重量轻，操作费用低，对安装环境无特殊要求等特点;此外，液.液旋流器无运动件，工作可靠，操作方便，维护和保养费用极低。随着液.液旋流器结垢的不断改进，其使用范围不断扩大，除常用于含油污水处理外，还可用于油田采出液预分离和原油脱水，以及在含油污水的处理。

2.2.5 工艺流程

3、现场应用

3.1 现场装置

现场应用设备由旋流溶气气浮、纤维球滤器、锰砂过滤器及水力旋流器四套设备组成（见图2），设计成四个橇块，每套设备各一个撬块。

3.2 应用节点

1、第一阶段设备采用：水力旋流器+旋流溶气气浮+除铁过滤器+含油污水快速过滤器工艺，处理流量4-5m3/h;

2、第二阶段设备采用：旋流溶气气浮+除铁过滤器+含油污水快速过滤器工艺，处理流量13-13.5m3/h;

3、第三阶段设备采用：旋流溶气气浮+除铁过滤器+含油污水快速过滤器工艺，溶气气浮加混凝剂和助凝剂提高气浮效果，处理流量20-22m3/h。

3.3 应用效果

图3-5依次为三个阶段应用效果图，每一张图从左至右依次为进口、水力旋流出口、气浮出口、除铁罐出口、含油污水快速过滤器出口。

4、结论

现场经过三个阶段运行，设备的处理量、处理效果、对进水含油高，水质差的耐冲击性能、设备的稳定性、设备操作方便性得到有效验证。第三阶段开始在进口加入混凝剂和助凝剂，气浮出口水质得到改善，对进水水质差的耐冲击性能明显增强，减轻后端除铁过滤器、含油污水快速过滤器压力，保障设备能长期稳定运行。根据应用效果，得出以下结论：

（1）气浮增加少量混凝剂和助凝剂时，有助于机杂和油形成絮体上浮上端排油排出，强化了气浮处理效果;

（2）除铁过滤器利用氧化法将水中低价铁离子氧化成高价铁离子，再经过吸咐过滤去除，达到降低水中铁含量的目的;

（3）本套装置可自动连续运行，操作自动化程度高，出水指标稳定;可有效地减轻现场操作人员的劳动强度及运营成本的稳定。

[作者简介]陈國泉，男，工程师，大学本科，2009年毕业于中国地质大学（武汉），长期从事油田化学研究工作。

中石油辽河油田分公司，辽宁 盘锦