盧衛(wèi)蕓 劉沛 胡昊越 于文亮 李會堂

1中國石化河南石油工程設(shè)計有限公司2中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司3中國石化河南油田采油二廠

雙級氣浮含聚污水除油現(xiàn)場試驗

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1中國石化河南石油工程設(shè)計有限公司2中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司3中國石化河南油田采油二廠

近年河南油田開展了雙級氣浮的現(xiàn)場試驗研究工作并取得了較好的效果。雙級氣浮由渦凹?xì)飧『腿軞鈿飧煞N氣浮方式組合而成，能夠在不加藥的情況下較好地去除污水中的浮油、細(xì)分散油和乳化油。在溶液氣壓力0.4MPa，溶氣量7%～9%左右，來水含油量≤150mg/L時，出水含油量可穩(wěn)定降至20mg/L以內(nèi)。過濾前將污水中的污油通過氣浮去除，可改善過濾罐的工作狀況，減少污油黏附在濾料上，可使過濾罐真正實現(xiàn)截流機械雜質(zhì)、易返沖洗功能并達(dá)到延長濾料使用周期的效果。

雙級氣??；含聚污水；除油；不加藥方式；現(xiàn)場試驗

河南油田雙河聯(lián)合站目前采用二級沉降＋兩級過濾工藝處理聚合物驅(qū)地層產(chǎn)出液。近年來產(chǎn)出液逐年增加，且其物理化學(xué)性質(zhì)隨著多元驅(qū)的不斷深入而發(fā)生了很大變化，具體為乳化油含量增高、乳化顆粒Zeta電位增高、污水黏度增高，使得現(xiàn)有脫水系統(tǒng)能力不足、脫水效果差的問題日益顯現(xiàn)。污水黏度增加，降低了油珠浮升速度[1]；油珠顆粒變細(xì)小，乳化程度增高，導(dǎo)致其難以聚結(jié)。在水中呈懸浮狀態(tài)的懸浮物個體顆粒細(xì)小，其穩(wěn)定性就好，但其沉降特性變差，現(xiàn)有的沉降罐僅僅靠重力作用來達(dá)到使油、水、懸浮物分離，并使出水水質(zhì)達(dá)到過濾所要求的條件已不可行。為此，近年河南油田開展了雙級氣浮的現(xiàn)場試驗研究工作并取得了較好的效果。

1 影響氣浮處理效果的因素

（1）污水中油的存在狀態(tài)。當(dāng)油滴以乳化狀態(tài)存在于污水中時，油滴的表面呈親水疏油性且具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，它在碰到氣泡是不易被其吸附。特別是極細(xì)（粒徑小于1μm）的油滴分散開來且其數(shù)目驟增時，是難以捕回聚攏的，致使除油速度變慢、除油效率變低。

（2）氣浮裝置的吸氣量及氣泡尺寸。氣浮裝置采用溶氣方式且提供穩(wěn)定的高濃度溶氣水，這是提高氣浮池分離效果的關(guān)鍵，亦是氣浮裝置的一個重要技術(shù)指標(biāo)，故溶氣比是影響除油效果的因素之一。氣泡的大小以及氣泡在氣浮槽里的分布情況都會對浮選過程產(chǎn)生影響。氣泡小、浮速快，對水體的擾動較小，就不會撞碎絮粒，可增大氣泡和絮粒的碰撞機率；但氣泡過細(xì)又會影響其上浮速度，需要增大氣浮池，而增大氣浮池則增加工程造價。因此氣浮裝置的吸氣量及氣泡尺寸都要合適，才能達(dá)到較好的處理效果。

（3）氣浮裝置的處理能力。氣浮裝置的處理能力是指單位時間通過該裝置的污水體積。污水在氣浮裝置中的停留時間越長，污水中的油滴被氣泡帶出的機會就越多，但處理量也降低。此外，污水在氣浮槽里的循環(huán)情況以及采出污水中所含表面活性劑的品種和數(shù)量等，都會影響到氣浮裝置的處理量和處理效果。

2 現(xiàn)場試驗及結(jié)果

雙級氣浮由渦凹?xì)飧『腿軞鈿飧煞N氣浮方式組合而成，能夠在不加藥的情況下較好地去除污水中的浮油、細(xì)分散油和乳化油[2]，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，兩級氣浮可以單獨開啟。不同藥劑種類和添加量下其處理效果見表1。在僅開啟渦凹?xì)飧〉墓r條件下，對二級沉降罐污水進(jìn)行加藥處理，發(fā)現(xiàn)加藥后水質(zhì)也沒有顯著改善，而且還產(chǎn)生大量的浮渣，造成回收污油品質(zhì)降低，難以處理，因此在雙級氣浮處理工藝中采用不加藥方式。

圖1 雙級氣浮結(jié)構(gòu)

表1 不同藥劑種類和添加量下處理效果比較

具體的試驗方法及結(jié)果是：將雙級氣浮裝置安裝在二次沉降罐后，控制溶液氣壓力0.4MPa，溶氣量7%～9%左右，在二次沉降罐出水口連續(xù)3天共取樣15個，含油量最高88.6mg/L，最低43.9mg/L，平均為59.14mg/L；懸浮物含量最高39mg/L，最低31.1mg/L，平均為34mg/L。經(jīng)渦凹+溶氣雙級氣浮處理后出水含油量最高18.3mg/L，最低2.34mg/L，平均為9.88mg/L；除油率最高94.8%，最低67.3%，平均為83.3%；出水懸浮物含量最高14.82mg/L，最低11.45mg/L，平均為13.09mg/L；懸浮物去除率最高63.18%，最低57.93%，平均為61.5%。經(jīng)過雙級氣浮處理后的污水含有油量可以穩(wěn)定降至20mg/L以內(nèi)，滿足過濾進(jìn)水要求[3]。這無疑減小了過濾系統(tǒng)的污染負(fù)荷，而且可以將懸浮物降低到15mg/L以下，過濾罐的運行負(fù)荷得到有效減緩，其運行周期亦延長。

3 結(jié)語

（1）對于含聚污水，單級溶氣氣浮即使在加浮選藥劑情況下，其處理后水中含油量仍然較高，而且還產(chǎn)生大量的浮渣，造成回收污油品質(zhì)降低，難以處理，因此在雙級氣浮處理工藝中采用不加藥方式，該方法是可行的。

（2）采用兩級浮選對含聚污水有較好的處理效果。在溶液氣壓力0.4MPa，溶氣量7%～9%左右，來水含油≤150mg/L時，出水含油量可穩(wěn)定降至20mg/L以內(nèi)，有效地降低了過濾系統(tǒng)的污染負(fù)荷，為實現(xiàn)系統(tǒng)整體達(dá)標(biāo)創(chuàng)造了條件。

（3）過濾前將污水中的污油通過氣浮去除，可改善過濾罐的工作狀況，減少污油黏附在濾料上，可使過濾罐真正實現(xiàn)截流機械雜質(zhì)、易返沖洗功能并達(dá)到延長濾料使用周期的效果。

（4）目前的除油設(shè)備雖然較多，但其適應(yīng)性都有一定的局限性，應(yīng)因地制宜，在實驗的基礎(chǔ)上選擇合理的設(shè)備。河南油田現(xiàn)場試驗結(jié)果已證明，雙級氣浮在含聚合物污水除油處理中效果較好，具有推廣應(yīng)用價值。

[1]谷玉洪，劉凱文，周光元．3種氣浮設(shè)備處理油田污水的試驗[J]．油氣田地面工程，2000，19（4）：21-22．

[2]邱里，來遠(yuǎn)，朱海山，等．串聯(lián)氣浮工藝處理海上油田含聚污水的試驗研究[J]．石油天然氣學(xué)報，2013，35（7）：148-151．

[3]金勝男．喇嘛甸油田污水處理新技術(shù)[J]．油氣田地面工程，2012，31（7）：58-59．

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.011