摘要:研究了溶气气浮法对油田含油污水的处理效果。根据不同的工艺参数条件,包括斜板间距、回流比、表面负荷、絮凝剂投加、气泡层厚度等。设计试验,研究斜板溶气气浮法对舍油污水的处理效果变化，确定最优的参数值。针对莱油田的采油污,对比于传统的溶气气浮法,验证了斜板溶气气浮法处理含油污水的持续.稳定的优越效果.处理后水体含油量控制在10 mg/L以下。
油田含油污水，根据油田的地质条件，石油开采工艺、原油性质等特点,虽然略有不同，但是各油田含油废水具有有机物多、悬浮物多、含油量高、矿化度高、水质偏碱性等特征。含油废水来源多、数量大而且污染面广,其对环境将造成很大危害,进人其他水体,将会使水变臭,影响江河湖泊等水体的自净功能,同时污水中还含有对生物有毒物质,导致水中鱼、虾等生物大规模死亡。含油污水还会对土壤造成很大的危害。
目前，油田含油污水的处理中，溶气气浮法(DAF)在世界各国得到广泛应用。溶气气浮法可以快速、高效、可靠、安全地处理含油污水,使用方便，节约成本。溶气气浮法通过对含油污水增加压力并导人空气,使空气充分溶人污水,使污水中空气含量增加导人含有混凝剂的水中，当污水在气浮池中通过释放器突然降至常压时，水中过量的空气将会以微小气泡析出,并将水中杂质、污染物、含油颗粒、悬浮物等带到水面,达到固液分离。
其实验根据溶气气浮法,研究斜板溶气气浮法,设计溶气气浮装置和实验,确定斜板气浮的最佳工艺参数条件,处理油田含油污水,建立安全.有效的油田含油污水处理方法。
一、斜板溶气气浮实验装置与方法
斜板溶气气浮实验装置包括4个部分:
（1）配水系统:包括配水水箱、加压水泵、回流泵；
（2）混凝反应系统:加药装置管式反应器；
（3）溶气释放系统：空压机、溶气罐、溶气释放器；
（4）分离系统：气浮池。
该斜板溶气气浮装置平面尺寸为850 mm × 400 mm><900 mm，设计流量为0 • 8 m3 / h，接触区的尺寸为300 mm × 400 mm × 530 mm。
斜板溶气气浮实验装置的特点是在气浮池分离系统中，增加了斜板结构。当溶气水经过释放系统，在气浮池中与待处理的污水混合时，溶气水释放出的微小气泡与污水中的油质、杂质颗粒等混合、黏附。由于在气浮池增加了斜板，可以充分利用浅池原理，使污水中杂质、污染物、含油颗粒、悬浮物与水得到更加彻底的分离，污水处理效果更好。而且由于斜板溶气气浮法气浮池的深度浅，成本低，更容易推广和应用。图1为斜板气浮实验装置中斜板气浮池结构图。图2为斜板溶气气浮实验装置处理含油废水工艺方案。
二、工艺条件对气浮效果的影响
斜板溶气气浮实验过程包括两个阶段：
第一阶段含油污水破乳、混凝阶段；
第二阶段即油粒、悬浮物、杂质和水分离阶段。
实验过程中，研究了在不同的各工艺参数条件下，包括斜板间距、回流比、表面负荷、絮凝剂投加、气泡层厚度等，斜板溶气气浮法对含油污水处理的效果，确定了这些工艺参数的最优值。实验用含油污水由实验室条件下制备得到，利用油田原油和污泥得到的油样50mL，加人300mL水中，并加人6g的石油磺酸钠，水浴加热并高速搅拌30min，制备含油污水。
实验条件：水温25℃，溶气压力0.7MPa，气水体积比为15％，污水的絮凝反应时间为180s，管式反应器中水流速为1m/s。
2.1斜板板间距影响分析
分别研究了斜板间距为45、65、85 mm条件下，斜板间距对溶气气浮效果的影响，结果见图3。实验中均添加有聚合氯化铝（PAC）和阳离子聚丙烯酰胺（PAM)，回流比设定为30 ‰，表面负荷为9 m3 / ()2 • h)。由图3可知，当斜板间距为65 mm和85 mm时，随着进水含油量的增加，而出水含油量较小，且保持在一个稳定的水平，其斜板间距为6 5 mm处理效果最优。因此，斜板溶气气浮的斜板间距宜采用65 mm，溶气气浮处理效果最好。
2.2表面负荷影响分析
分别研究了在不同的表面负荷下，斜板溶气气浮法对含油污水的处理效果，结果见图4。试验初始条件为：污水中含油量为270mg/L左右，浊度为65~75 NTU。实验中均添加有PAC和PAM，回流比设定为30％，斜板间距为65mm.
由图4可知，当表面负荷增大时，实验对含油污水中油量的去除效果一直保持稳定。但是，对于含油污水中浊度的去除，则效果较差。但表面负荷大于9 m3/()2 • h）时，处理后污水中的浊度则快速升高，处理效果显著下降。表面负荷低于9 m3/()2 • h）时，则处理后污水中含油量和浊度都很理想。
2.3回流比影响分析
分别研究了在不同的回流比下，斜板溶气气浮法对含油污水的处理效果，结果见图5。试验初始条件为：污水中含油量为230mg/ L左右，浊度为45、55 NTU。由图5可知，当回流比大于30％时，含油污水处理效果较为理想，出水中含油量和浊度都保持在较低水平。当回流比为40‰、50‰时，出水中含油量和浊度已经保持在稳定水平。而当回流比为10％、3 0％时，出水中含油量和浊度则较大，但是随着回流比的增大，出水中含油量和浊度均下降很快。因此，最佳回流比为30‰。
2.4分离区气泡层厚度影响分析
分别研究了在不同的分离区气泡层厚度下， 斜板溶气气浮法对含油污水的处理效果.试验初始条件为：污水中含油量为2 3 0 mg/ L 左右，浊度为65、70 NTUO分离区气泡层中存在着气态、液态和固态《一《相混合，主要作用是使污水中含油物质、悬浮物等与清水分离。由图6可知，当气泡层增大时，出水含油量和浊度变得越来越低。而出水中浊度对气泡层厚度的增加更敏感、更剧烈，气泡层越厚，出水浊度将显著的降低。但是，当气泡层厚度大于15 cm时，出水中含油量变化较小。因此，如果含油污水浊度较大，则分离区气泡层厚度应达到30 cm以上。
2.5絮凝剂影响分析
采用常用的混凝剂聚合氯化铝（PAC）和阳离子聚内烯酰胺（PAM）分别进行了3种试验，结果见表 1。试验初始条件为：污水中含油量为70、130 mg/ L，浊度为6 5、8 5 NTU。由表1可知，添加絮凝剂可以显著地改善气浮效果，而且添加了PAC和 PAM之后，污水处理效果更好。
2.6 斜板溶气气浮与传统溶气气浮处理
效果比较分别研究了在不同的污水初始含油量和表面负荷因素下，斜板溶气气浮法和传统的溶气气浮法对含油污水的处理效果对比，结果见图7和图8。传统溶气气浮法是指在污水和溶气水混合的气浮池中，无斜板结构的气浮装置。由图7和图8可知，在污水初始含油量和表面负荷因素变化时，斜板溶气气浮法对含油污水的处理效果显著优于传统溶气气浮法。
三、斜板溶气气浮装置应用分析
将斜板溶气气浮装置应用于某油田含油污水处理，验证斜板溶气气浮装置实际的含油污水处理效果，同时对比传统的溶气气浮法，验证斜板溶气气浮法的优越性。
3.1实验方法及流程
实验采用处理水量0 • 5 m3 /h的斜板溶气气浮装置进行试验，而含油污水为该油田采出水处理站的进水，其中油的质量浓度不大于200 mg/Lo斜板溶气气浮装置在现场连续进行45 d，每天24 h连续运行，每隔2 h记录装置运行参数，并对污水进行采样分析。预期含油污水处理效果为油的质量浓度不大于10 mg/Lo
3 .2实验结果分析
表2为斜板溶气气浮法和传统溶气气浮法处理污水前后水质变化。由表2可知，针对同一种油田含油污水，斜板溶气气浮法比传统的溶气气浮法处理效果更好，处理效率更高。斜板溶气气浮法处理后得到的水体含油量均值为7 • 3 mg / L，而传统溶气气浮法处理得到的水体含油量均值为26 • 5 mg/Lo 同时，在连续4 5 d的运行过程中，斜板溶气气浮法得到的水体的含油量始终维持在最大值10 • 3 mg/ L、最小值4．2 mg/ L、均值为7 • 3 mg/ L的水平，说明斜板溶气气浮装置处于稳定运行中，含油污水处理效果稳定。
因此，根据本次现场实验结果，可得斜板溶气气浮装置可以有效地处理油田含油污水，污水处理效果稳定且优秀，处理后水体水质满足要求，实现了良好经济效益和环境效益。
四、结论
本文对斜板溶气气浮法处理含油废水的机理进行了研究，根据试验结果，可知该斜板溶气气浮法处理油田含油污水时的最佳参数：PAC与PAM添加量为6 0mg/L和1mg/L，斜板间距60mm，回流比30%，表面负荷9m3/m2.h，气泡层厚30cm。
通过对某油田含油废水的处理实验验证，结果表明，对比于传统的溶气气浮法，斜板溶气气浮法可以获得更好的处理效果，而且对含油污水的处理能力稳定，连续45d不间断实验表明，在连续运行下，斜板溶气气浮法处理后水体含油量能够一直维持在10 mg/L以下。因此，斜板溶气气浮法可广泛应用于油田含油污水的处理。
