逆流絮凝气浮技术处理含油污水的实验研究

论文摘要

气浮法是一种高效的固液或液液分离方法。在对气浮工艺尤其是溶气气浮工艺的发展现状系统总结的基础上,基于气浮理论的最新进展,本文提出并设计了一种新型逆流接触式气浮装置,并对该装置处理油田含油污水的性能进行了深入的实验研究。气浮装置采用竖流圆柱形式,气泡与絮体在柱体内逆流接触,发生碰撞并相互粘附,形成气泡-絮体共聚体,共聚体上浮从而从排渣口排出。溶气系统采用压缩空气与水在溶气罐中压力溶气方式,溶气水经节流阀减压释放。排渣形式采用水力自动排渣。气泡与絮体的相互作用是决定气浮操作处理效果的关键因素,本文从理论方面分析了气泡、絮体的特性及两者之间的相互作用机理,并通过释气量、气泡粒径等参数分析了溶气-释放系统的性能,确定了溶气系统的最佳运行工况,当溶气压力为0.280.3MPa,溶气罐进水流量为160L/h时,溶气系统产生的大部分气泡的粒径满足气浮实验要求。利用自行设计制造的新型逆流接触式气浮装置,对含油污水的处理性能进行了实验研究。实验用含油污水含油量在150-200mg/L范围内,实验中选用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂,聚丙烯酰胺（PAM）作为助凝剂。实验表明,反应柱中存在着气泡-絮体悬浮层,这个悬浮层对气浮过程有重要作用。针对影响气浮效果的污水处理量、溶气压力、系统回流比、反应区高度、药剂投加量、原水pH值等参数进行了实验研究。结果表明:PAC用量为50mg/L,PAM用量为1mg/L,溶气压力为0.3Mpa,回流比为70%,处理水量为200400L/h,pH值为68时,实验装置具有较好的处理效果。在自配污水实验确定的最佳运行条件下对胜利油田东辛污水处理站的采油污水进行气浮实验,结果表明,在PAC加入量为40mg/L时,除油率可达到79.5%。实验表明,逆流絮凝气浮装置对含油污水有很好的处理效果,而且占地面积小,运行费用低,是一种高效、节能的水处理设备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 含油污水的来源及危害
• 1.2 水处理方法
• 1.2.1 物理处理法
• 1.2.2 化学处理法
• 1.2.3 物理化学法
• 1.3 气浮法的分类及特点
• 1.4 气浮工艺的发展概况
• 1.4.1 气浮法总体发展概况
• 1.4.2 溶气气浮工艺的发展
• 1.4.3 气浮柱的研究概况
• 1.5 本课题研究内容
• 第二章 气浮基本原理
• 2.1 水中气泡的形成及特性
• 2.2 胶体的特性及絮体的形成
• 2.3 气泡与絮体的相互作用
• 2.3.1 混凝作用机理
• 2.3.2 气泡与絮体的接触絮凝作用
• 2.3.3 接触絮凝悬浮层
• 2.3.4 气泡-絮体共聚体上浮规律
• 本章小结
• 第三章 逆流式气浮反应器的设计及特点
• 3.1 逆流式气浮反应器设计思路
• 3.2 逆流式气浮反应系统结构及尺寸设计
• 3.2.1 反应分离系统
• 3.2.2 溶气系统
• 3.2.3 混凝进水系统
• 3.2.4 加药系统
• 3.3 气浮除油工艺流程
• 3.4 逆流式气浮反应器的特点
• 3.4.1 反应器构造
• 3.4.2 反应器运行方式
• 本章小结
• 第四章 溶气系统性能测试
• 4.1 溶气系统性能评价的主要参数
• 4.1.1 释气量
• 4.1.2 气泡粒径
• 4.1.3 气泡粒径分布
• 4.2 评价参数测定方法
• 4.2.1 释气量测定方法及装置
• 4.2.2 气泡粒径测定方法
• 4.3 测试结果及分析
• 4.3.1 释气量测试结果及分析
• 4.3.2 气泡粒径测试结果
• 本章小结
• 第五章 气浮法处理含油污水的实验研究
• 5.1 实验分析方法
• 5.1.1 油含量分析方法
• 5.1.2 pH 值测定方法
• 5.2 实验准备
• 5.2.1 自配污水
• 5.2.2 烧杯混凝实验
• 5.3 原理性气浮实验
• 5.3.1 实验过程
• 5.3.2 实验结果分析
• 5.4 逆流气浮装置实验
• 5.4.1 气浮时间的确定
• 5.4.2 混凝剂投加量的影响
• 5.4.3 气浮柱不同高度处出水含油量的变化
• 5.4.4 原水-溶气水进口间距的对运行效果的影响
• 5.4.5 回流比对运行效果的影响
• 5.4.6 处理水量对运行效果的影响
• 5.4.7 溶气压力对运行效果的影响
• 5.4.8 投加聚丙烯酰胺（PAM）对运行效果的影响
• 5.4.9 pH 值对运行效果的影响
• 5.5 现场污水气浮实验
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢