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)致石油開采量增高，含油污水無可避免，與十九大生態(tài)經(jīng)濟(jì)的理念不相適應(yīng)?；诖?，文章首先簡單介紹了氣浮法的類型及原理，隨后給出氣浮技術(shù)的影響因素及當(dāng)前我國處理污水常用的氣浮工藝與優(yōu)化措施，以此來供相關(guān)人士進(jìn)行交流參考。

開采石油的過程中會(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)前我國處理石油污水的首選措施。

1 氣浮法的類型及原理

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》ǎ蚱洳僮鞑襟E簡單，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，借波普特征圖來分析污水的主要構(gòu)成。其次，生化工程人員對污水濃度展開測算，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污水的升壓或降壓工作來控制水壓，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，一般來說，當(dāng)前我國的技術(shù)人員會(huì)借助化學(xué)藥劑來提升氣浮技術(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)對比后，我國專業(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)程加快了科技在國家之間的傳播速度，為了避免傳統(tǒng)氣浮法對水壓的依賴性，當(dāng)前國內(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)的葉輪對含油污水產(chǎn)生負(fù)向的水壓，并在此過程中吸入氣體以剪碎大氣泡，最終形成微小的氣泡來完成凈化污水的目標(biāo)。這種技術(shù)的優(yōu)勢體現(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弊端為基礎(chǔ)展開優(yōu)化，設(shè)備開始逐步推廣[3]。

編輯：王媛媛