氣浮法處理含油污水的工藝優(yōu)化研究
摘要：步入新發(fā)展時(shí)期以后，我國(guó)各行業(yè)需要的能源與資源量逐年提升，這種情況直接導(dǎo)致石油開(kāi)采量增高，含油污水無(wú)可避免，與十九大生態(tài)經(jīng)濟(jì)的理念不相適應(yīng)；诖，文章首先簡(jiǎn)單介紹了氣浮法的類(lèi)型及原理，隨后給出氣浮技術(shù)的影響因素及當(dāng)前我國(guó)處理污水常用的氣浮工藝與優(yōu)化措施，以此來(lái)供相關(guān)人士進(jìn)行交流參考。
關(guān)鍵詞：氣浮法；含油污水；工藝優(yōu)化
開(kāi)采石油的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生油污，而又因?yàn)槭偷男纬煞绞捷^為復(fù)雜，導(dǎo)致油污成分一般較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含細(xì)菌、固體顆粒物等原油分子。這些油污的存在會(huì)因自然與人類(lèi)活動(dòng)作用而擴(kuò)大污染面，嚴(yán)重干擾人民群眾的生產(chǎn)和生活。所以，有關(guān)部門(mén)與工作人員必須采用合適的方式處理污水，而氣浮法因其優(yōu)越性，成為當(dāng)前我國(guó)處理石油污水的首選措施。
1 氣浮法的類(lèi)型及原理
1.1 電解氣浮法
電解氣浮法，將物理學(xué)中的正負(fù)電極原理引入污水處理，即相關(guān)工作人員將正負(fù)極裝入含油污水后，接通電源，借助電子“同性相斥、異性相吸”的原理，發(fā)生電解反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程伴隨氣體產(chǎn)生，氣體具有一定的吸附作用，可以將油珠和雜質(zhì)結(jié)合，最終這些物質(zhì)團(tuán)結(jié)在一起形成油渣，漂流到污水表面。在此之后，工作人員只要利用簡(jiǎn)單的刮渣工具，就能清除污水中大部分的廢棄物，最終保證清潔的能力和效果[1]。
1.2 誘導(dǎo)氣浮法
誘導(dǎo)氣浮法，是一種借助儀器設(shè)備來(lái)排污的措施，設(shè)備進(jìn)入水中后通電，借助儀器震動(dòng)攪拌的工作方式，成功的將稍大的氣泡劃分成眾多小型氣泡，氣泡重新凝聚時(shí)會(huì)帶動(dòng)污漬的粘結(jié)作用，提升含油污水處理的效率，因此，這種措施又被稱作布?xì)鈿飧》，因其操作步驟簡(jiǎn)單，使用較為普遍。
1.3 溶氣氣浮法
溶氣氣浮法有兩種，一種是真空溶氣氣浮法，而另一種則是壓力溶氣氣浮法。前者，指的是工作人員借助真空操作的手段，對(duì)含油污水施加負(fù)壓，這樣以后，污水中的氣泡被分解成微小氣泡，進(jìn)而根據(jù)上文所闡述的原理分離油污。而后者，則是以含油污水具有水的一般特點(diǎn)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同壓強(qiáng)情況下，氣泡溶解度差異大的特征，給含油污水增大壓強(qiáng)，最終實(shí)現(xiàn)氣泡微小化的目標(biāo)。
1.4 生物氣浮法
生物氣浮法，是將生物學(xué)與化學(xué)的知識(shí)理論和氣浮法相結(jié)合的一種措施手段。技術(shù)人員首先借助粒子分析器和波譜儀等工具，借波普特征圖來(lái)分析污水的主要構(gòu)成。其次，生化工程人員對(duì)污水濃度展開(kāi)測(cè)算，統(tǒng)計(jì)出不同重金屬離子的濃度。最后，相關(guān)工作者根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，例如，沉淀反應(yīng)對(duì)污水污染環(huán)境的離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，借助離子沉淀來(lái)降低濃度，并能以反應(yīng)中產(chǎn)生的微小氣體吸附其他雜質(zhì)，加快污水處理的效率。
2 氣浮技術(shù)的影響因素
氣浮技術(shù)受到的影響因素有很多，包括氣浮技術(shù)差異、氣浮周邊自然環(huán)境因素以及有無(wú)催化的影響因素。首先，不同氣浮技術(shù)的工作效率不同，因?yàn)闅飧》ǖ母驹硎俏⑿馀莸妮d粘能力，浮力大于重力的作用效果，所以，微小氣泡產(chǎn)生速度高低直接影響含油污水處理速度的快慢。例如，誘導(dǎo)氣浮法產(chǎn)生微小氣泡的速率，要高于一般的電解氣浮法，但是電解氣浮法產(chǎn)生的氣泡更為精密且反應(yīng)更加徹底。周邊自然環(huán)境的影響，包括四周溫度與壓強(qiáng)狀況等環(huán)境干擾作用，溫度較高，污水分子的內(nèi)容也較大，分子移動(dòng)速度快，反應(yīng)時(shí)間相比低溫情況要快一些。而壓強(qiáng)與海拔密切相關(guān)，海拔越高，氣壓越低，則工作人員必須加大對(duì)污水的升壓或降壓工作來(lái)控制水壓，保證水壓處于合理的狀態(tài)。催化劑指的是那些不參加反應(yīng)，或者是反應(yīng)前后狀態(tài)、特質(zhì)均不發(fā)生改變，但卻能在一定程度上提升反應(yīng)速率。氣浮法同樣也需要催化劑，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)的技術(shù)人員會(huì)借助化學(xué)藥劑來(lái)提升氣浮技術(shù)的速率，化學(xué)物質(zhì)可以幫助維持氣泡的穩(wěn)定性，在更短的時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)工作，降低成本[2]。而針對(duì)氣泡本身，氣浮技術(shù)的影響因素體現(xiàn)在氣泡與污染物的顆粒直徑。在多年的污水處理實(shí)驗(yàn)對(duì)比后，我國(guó)專(zhuān)業(yè)認(rèn)為40 um 的氣泡具有最強(qiáng)的吸附能力，但是這個(gè)尺寸在具體工作中較難保證，所以，工作人員只需要將氣泡尺寸限制在10～100 um 范圍內(nèi)，即能提高效率。而絮凝體顆粒直徑與微氣泡的尺寸接近度越高，氣浮技術(shù)的效果就越明顯。
3 油污水常用氣浮工藝及優(yōu)化
世界經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快了科技在國(guó)家之間的傳播速度，為了避免傳統(tǒng)氣浮法對(duì)水壓的依賴性，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的工作人員已經(jīng)改進(jìn)氣浮技術(shù)，并將此優(yōu)化技術(shù)傳播，提升排污質(zhì)量，并能很好地避免因雜質(zhì)過(guò)多而造成的儀器堵塞與氣壓范圍196~392 kP 的限制。以下為現(xiàn)如今優(yōu)化的氣浮工藝技術(shù)。
3.1 葉輪浮選法除油
葉輪浮選法除油，是誘導(dǎo)氣浮法的一種優(yōu)化形式，它憑借高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪對(duì)含油污水產(chǎn)生負(fù)向的水壓，并在此過(guò)程中吸入氣體以剪碎大氣泡，最終形成微小的氣泡來(lái)完成凈化污水的目標(biāo)。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在葉輪工作的高效性，且不容易因?yàn)槲鬯械念w粒物而造成儀器設(shè)備故障與堵塞，避免因儀器檢修問(wèn)題耗費(fèi)的時(shí)間和資金降低去污的效率。與傳統(tǒng)的溶氣氣浮法不同，葉輪浮選法除油是借助自主吸氣并分散氣體的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，確保污水中氣泡數(shù)量較為充足，提升效率。不僅如此，借助這種手段，工作人員可以不考慮氣體水溶性的問(wèn)題，因?yàn)闅馀莓a(chǎn)生速度要高于吸附速度，也就能源源不斷地保證除油能力。但是這種方式有一定的局限性，一是，葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性導(dǎo)致污水停留時(shí)間短暫，不能充分反應(yīng)，這也給分離工作帶來(lái)一定的局限性；二是，葉輪氣浮池的局限性，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)后必然導(dǎo)致氣浮池的水質(zhì)產(chǎn)生變化，即在短時(shí)間內(nèi)，污水由原本的混合不均狀態(tài)變?yōu)槲闪鲬B(tài)，這在一定程度上使水與油混合均勻，不利于油和水的分離；三是，成本問(wèn)題，葉輪浮選機(jī)工作效率高，則意味著制造成本高，維修費(fèi)用大，能源消耗比其他儀器多，因此，射流氣浮裝置以此類(lèi)弊端為基礎(chǔ)展開(kāi)優(yōu)化，設(shè)備開(kāi)始逐步推廣[3]。
3.2 射流氣浮除油
射流氣浮除油，是葉輪浮選法除油的優(yōu)化方式，射流浮選裝置與葉輪機(jī)類(lèi)似，但工作能力更強(qiáng)。其工作原理為噴射泵技術(shù)，工作人員以污水為噴射的流體，趁水噴出至吸入的時(shí)間范圍內(nèi)形成負(fù)壓，并借助負(fù)壓的作用成功吸入空氣并剪碎氣泡，完成工作目的。而在浮選室，氣泡與顆粒物和油污接觸的時(shí)間增多，反應(yīng)更為充分。除此之外，此裝置以液氣射流泵裝置取代葉輪，為節(jié)省資源消耗創(chuàng)造條件，改進(jìn)后裝置的能耗僅為葉輪機(jī)的50%，為企業(yè)降低了成本，提升了經(jīng)濟(jì)效益。更重要的是，這種儀器維修方法較為簡(jiǎn)單，維修費(fèi)用與可替代零件數(shù)都更多，前景較好。
3.3 加壓溶氣氣浮除油
加壓溶氣氣浮除油的優(yōu)化處，體現(xiàn)在技術(shù)人員能更高效地控制含油污水的氣壓，并將氣壓限制在196～392 kP 的范圍內(nèi)，在這個(gè)水壓范圍內(nèi)達(dá)到小氣泡的飽和狀態(tài)，污染物就能在恢復(fù)常壓前被更全面地清除。然而，此舉的缺陷也是存在的，即加壓設(shè)備不穩(wěn)定性與污染物的堵塞作用，都會(huì)在一定程度上降低最終的清理效果，甚至影響系統(tǒng)其它方面的工作，因此，還有一定的進(jìn)步與完善空間。
4 結(jié)語(yǔ)
含油污水處理質(zhì)量的好壞，直接與我國(guó)自然環(huán)境狀況的優(yōu)劣密切相關(guān)，同時(shí)，含油污水處理工作也是現(xiàn)如今油田及其周邊環(huán)保保護(hù)的重要措施。氣浮法具有高效分離的功能，可以完成油污沉淀、澄清的工作，還能對(duì)含油的污水開(kāi)展預(yù)處理工作，因此，著重研究含油污水的氣浮法處理技術(shù)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)發(fā)展均有較大的意義。
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