斜板溶气气浮技术在杏西油田含油污水处理中的应用

徐桂霞（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

斜板溶气气浮技术在杏西油田含油污水处理中的应用

徐桂霞（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

杏西联污水处理站使用射流式浮选净化机处理污水的水质达标率低，为了从根本上解决这一问题，2 0 0 1年杏西联含油污水处理站采用斜板溶气气浮技术开展了不同药剂、不同加药比例、不同溶气比及不同来水水质的试验应用。应用结果表明，斜板溶气气浮技术对含油污水中的油和悬浮物的去除率均较高，在回流比为2 0%，加药量为无机2 0 m g/L、有机2 m g/L时运行效果最佳，油和悬浮物的去除率分别为5 1.7%、7 0.6%。斜板溶气气浮对来水水质的适应能力强，在切除混凝沉降罐运行时，通过相应地提高加药量，仍可使出水水质稳定达到滤前标准。斜板溶气气浮与原有射流气浮相比，降低运行费用0.1 2元/m3。

溶气气浮 污水处理 水质达标 油悬浮物

杏西联含油污水处理站污水处理采取射流式浮选净化机的方式去除水中悬浮颗粒，此种方法难以实现滤前水质的稳定达标。鉴于此种情况，开展了斜板溶气气浮技术处理含油污水现场试验。通过溶气气浮去除水中小油珠及难以沉降的细小颗粒悬浮物，达到了提高油田回注污水水质的目的。

1 斜板溶气气浮工艺原理及技术参数

斜板溶气气浮装置主要由管式反应器、溶气浮选机、溶气系统、排泥系统组成。污水通过管式反应器先后投加无机与有机絮凝剂后进入溶气浮选机，污水中悬浮物及污油与絮凝剂、溶气水充分混合，絮体附着在小气泡上，通过气浮的斜板与水分离后，上浮到浮选机的表面，被自动刮渣机刮走，浮选机底部沉淀物由排污阀排走，出水溢流出浮选机。工艺简图见图1。

图1 斜板溶气气浮工艺简图

斜板溶气气浮装置的技术参数如下：

◇进水压力：0.1～0.4 M Pa；

◇溶气水回流比：15%～20%；

◇溶气量：5.5L/min；

◇溶气泵压力：0.5～0.6M Pa。

2 试验区概况

杏西联含油污水处理站198 2年10月投产，2002年10月改造为污水深度处理站，注水水质指标“10、5、2”，即注水油含量、悬浮物含量和粒径中值分别≤10m g/L、≤5 m g/L和≤2μm。主要工艺流程为：混凝沉降→射流气浮除油→两级压力过滤处理，排泥工艺为负压排泥。

2008—2010年，滤后水悬浮物固体含量检测样次共计36次，合格26次，水质达标率72.2%，见表1。

表1 2008—2010年滤后水悬浮物达标情况 单位：mg/L

水质达标率低的主要原因是杏西联气浮装置为射流式浮选净化机，罐体ϕ1.4 m×4.8m，设计处理水量为300m3/d。2003年杏西联含油污水深度处理站日处理水量在290m3/d时，气浮选进出口含油量分别为56.4 m g/L和23.2m g/L，悬浮固体含量分别为48.6m g/L和26.4 m g/L，出口水质达不到滤前水质指标要求。

3 现场应用及效果分析

3.1 药剂筛选情况

絮凝剂选为CJJ型与LJJG型两种，根据不同加药浓度的处理效果进行优选，溶气气浮回流比为20%。

3.1.1 C J J型絮凝剂试验

应用CJJ型絮凝剂气浮水质情况见表2。

表2 应用C J J型絮凝剂气浮水质数据

气浮进水平均含油19.1m g/L、悬浮物48m g/L，气浮出水平均含油11.2m g/L、悬浮物14.6m g/L，油和悬浮物的去除率分别为41.3%和69.5%。

3.1.2 L J J G型絮凝剂试验

应用LJJG型絮凝剂气浮水质情况见表3。有机4 m g/L；加药比8∶1，无机20m g/L、有机2.5 m g/L；加药比10∶1，无机20m g/L、有机2m g/L；加药比10∶1，无机10m g/L、有机1 m g/L。每种情况取7组数据进行平均，见表4。

表3 应用L J J G型絮凝剂气浮水质数据

表4 气浮进出水水质数据

当回流比为15%时，油和悬浮物的去除率较低，主要原因是回流比过低，溶气水量不足导致溶气释放系统释放的微小气泡数量较少，所以气泡在上浮过程中携带水中小油珠和微细悬浮物质的量也较少，因此在回流比为15%时降低或提高加药量仍然不能解决水质较差的问题。

3.2.2 回流比1 7%试验情况

分别进行7种情况试验：加药比5∶1，无机20m g/L、有机4 m g/L；加药比10∶1，无机20m g/L、有机2m g/L；加药比5∶1，无机15 m g/L、有机3m g/L；加药比10∶1，无机10m g/L、有机1 m g/L；加药比8∶1，无机20m g/L、有机2.5m g/L；加药比5∶1，无机10m g/L、有机2m g/L；加药比10∶1，无机15 m g/L、有机1.5 m g/L。每种情况取7组数据进行平均，见表5。

表5 气浮进出水水质数据

气浮进水平均含油21.5 m g/L、悬浮物52.9m g/L，气浮出水平均含油7m g/L、悬浮物7.8m g/L，油和悬浮物的去除率分别为66.5%和8 5.2%。

在来水水质大致相同时，LJJG型絮凝剂与CJJ型絮凝剂相比，气浮出水中油和悬浮物的去除率分别提高了25.2%和16.7%，LJJG型絮凝剂处理效果优于CJJ型。

3.2 回流比试验

3.2.1 回流比1 5%试验情况

分别进行4种情况试验：加药比5∶1，无机20m g/L、

当回流比为17%时，通过对3种加药比、7种加药浓度的处理效果进行对比，在来水水质相对较差时，加药比为5∶1，无机20m g/L、有机4 m g/L时，气浮对油和悬浮物的去除率较高，气浮出水水质较好。

3.2.3 回流比2 0%试验情况

分别进行7种情况试验：加药比5∶1，无机20m g/L、有机4 m g/L；加药比10∶1，无机20m g/L、有机2m g/L；加药比5∶1，无机15 m g/L、有机3m g/L；加药比10∶1，无机10m g/L、有机1 m g/L；加药比8∶1，无机20m g/L、有机2.5m g/L；加药比5∶1，无机10m g/L、有机2m g/L；加药比10∶1，无机15 m g/L、有机1.5m g/L。每种情况取7组数据进行平均。

当回流比为20%时，通过对3种加药比、7种加药浓度的处理效果进行对比，在来水水质大致相同时，加药比为5∶1，无机20m g/L、有机4 m g/L，与加药比为10∶1，无机20m g/L、有机2m g/L的处理效果基本相同，气浮对油和悬浮物的去除率较高，气浮出水水质较好。因此，回流比为20%，加药量为无机20m g/L、有机2m g/L时运行效果最佳。

3.3 来水冲击试验情况

为验证气浮对来水的适应能力，开展了来水冲击试验，来水跨越混凝沉降罐直接进入气浮，设定回流比为20%，根据来水水质情况调节加药量，见图2。

图2 冲击试验流程

1）加药比10∶1，无机20m g/L、有机2m g/L。当气浮进水平均含油38.4 m g/L、悬浮物36.3m g/L时，气浮出水平均含油9.1 m g/L、悬浮物7.9m g/L，油和悬浮物的去除率分别为76.3%和78.2%。当气浮进水平均含油59.4 m g/L、悬浮物58.8m g/L时，气浮出水平均含油14.4 m g/L和悬浮物20.9m g/L，油和悬浮物的去除率分别为75.7%和64.6%。来水冲击试验时，来水含油与悬浮物含量小于40m g/L时，气浮出水水质较好；来水悬浮物含量高于50m g/L时，气浮出水悬浮物含量不达标。

2）加药比10∶1，无机30m g/L、有机3m g/L。当气浮进水平均含油53.1 m g/L、悬浮物51.2m g/L时，气浮出水平均含油11.12m g/L和悬浮物9.5 m g/L，油和悬浮物的去除率分别79.1%和8 9.4%。来水冲击试验时，当来水含油与悬浮物含量高于40m g/L时，加药量为无机30m g/L、有机3m g/L，气浮出水水质较好。

由于杏西联含油污水深度处理站来水水质较好，油和悬浮物均不超过60m g/L，不能充分验证斜板溶气气浮的处理效果。为此，开展了人为破坏来水水质试验，使四合一分离出水直接进入斜板溶气气浮，相应提高加药量，考察气浮处理效果。

加药比10∶1，无机40m g/L、有机4 m g/L时，气浮进水平均含油112.3m g/L、悬浮物8 8.5 m g/L，气浮出水平均含油18.9m g/L、悬浮物17.9m g/L，油和悬浮物的去除率分别为8 3.1%和79.3%；加药比10∶1，无机50m g/L、有机5 m g/L时，气浮进水平均含油112.5 m g/L、悬浮物8 9.9m g/L，气浮出水平均含油11 m g/L、悬浮物9.8m g/L，油和悬浮物的去除率分别为90.2%和8 9.1%。

气浮进水含油超过100m g/L、悬浮物含量超过8 0 m g/L，加药浓度为无机40 m g/L、有机4 m g/L时，气浮出水能够达到滤前标准；上调加药量至无机50m g/L、有机5 m g/L时，气浮出水能够达“10、10”标准。（油含量≤10m g/L，悬浮物≤10m g/L）。

杏西联含油污水处理站斜板溶气气浮装置自2011年投产后，见到较好的处理效果，滤后水含油达标率为100%，悬浮物含量达标率为91.7%。

4 几点认识

1）斜板溶气气浮前增加了高效管式加药反应器，使得水中杂质与药剂、溶气水气泡充分混合，同时气浮内设置的斜板可以提高杂质和水的分离效率，对含油污水中的油及悬浮物的去除率较高，适用于杏西联污水处理站的污水水质。

2）通过开展斜板溶气气浮现场试验，确定了适合杏西联处理含油污水的最佳运行参数，为今后的推广应用提供了借鉴。在回流比为20%，加药量为无机20m g/L、有机2m g/L时运行效果最佳，油和悬浮物的去除率分别为51.7%、70.6%。

3）斜板溶气气浮对来水水质的适应能力强，在切除混凝沉降罐运行时，通过相应地提高加药量，仍可使出水水质稳定达到滤前标准。以处理规模3000m3/d为例，与两级沉降罐工艺相比，节省建设投资102万元。

4）斜板溶气气浮运行费用低，在正常来水情况下吨水处理费用包括药剂费和电费，为0.5元/m3，斜板溶气气浮与原有射流气浮相比，降低运行费用0.12元/m3。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.017

2012-04-25）

徐桂霞，2006年毕业于东北石油大学，工程师，从事技术管理工作，E-mail：xuguixia@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田第九采油厂，163000。