淺談天然氣處理廠含油污水處理氣浮技術(shù).doc

淺談天然氣處理廠含油污水處理氣浮技術(shù) 李 斌 郭文斌 索慧斌（長慶油田第二采氣廠長北天然氣處理廠 陜西榆林 719000）摘要：分析天然氣處理廠生產(chǎn)污水系統(tǒng)的氣浮工藝，對(duì)氣浮設(shè)備進(jìn)行解析，并提出了氣浮設(shè)備運(yùn)行時(shí)常見故障和排除方法。關(guān)鍵詞：油田污水處理；氣浮技術(shù) 1.氣浮技術(shù)的概述隨著我國油田開發(fā)的不斷深入，油田污水處理問題也隨之而生，其中氣浮作為一種凈水技術(shù)，越來越受到石油化工行業(yè)的重視。目前，國內(nèi)外除一些陸上油田尚未使用氣浮技術(shù)外，海上平臺(tái)、煉油及石油化工等含油污水的處理都采用了氣浮作為中間處理單元，天然氣處理廠也增加了氣浮裝置。氣浮技術(shù)基本原理是向水中通入空氣，使水中產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，并促使其粘附于雜質(zhì)顆粒上，形成比重小于水的浮體，上浮水面，從而獲得分離雜質(zhì)的一種凈水方法。按氣泡產(chǎn)生的方式，氣浮可分為溶氣氣浮、充氣氣浮、電解氣浮等。氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒(固體或液體)附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。實(shí)現(xiàn)氣浮法分離的必要條件有兩個(gè)：第一，必須向水中提供足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡，氣泡理想尺寸為15 30 m；第二，必須使目的物呈懸浮或疏水性質(zhì)，從而附著于氣泡上浮。影響氣浮的效果有以下四個(gè)因素：(1)微細(xì)氣泡的尺寸，決定于溶氣方式和釋放器的構(gòu)造；(2)氣固比，決定于向水中釋放的空氣量；(3)進(jìn)水濃度、工作壓力、上浮停留時(shí)間；(4)藥劑的作用。氣浮設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都很好地保證了氣浮工藝的必要條件。2.氣浮工藝原理采用高效溶氣裝置，將空氣（或其它凈化過的氣體）溶入部分凈化過的水（回流水）中，然后通過高效率的釋放器，將溶于水中的氣體釋放成粒徑小于10m的微氣泡。使這些微氣泡迅速吸附到污水中的懸浮物或油粒的表面上，減輕絮體的整體比重，從而達(dá)到迅速上浮，與水分離，便可達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。污水經(jīng)加藥（聚合氯化鋁PAC、聚丙烯酸鈉PAAS）流入設(shè)備前級(jí)混合反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)混合后流入浮選區(qū)，在浮選區(qū)經(jīng)過溶氣釋放、吸附、上浮、浮渣分離回收。溶氣水是由處理后的部分出水經(jīng)過回流泵和壓縮氣體，同時(shí)進(jìn)入溶氣罐充分溶解所得。水循環(huán)：經(jīng)上一級(jí)處理單元處理的污水帶壓進(jìn)入溶氣氣浮處理裝置管道系統(tǒng)，并在進(jìn)入氣浮罐罐體前與由加藥口先后加入的聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉藥劑；溶有藥劑的污水流經(jīng)管式混合器得到了充分的混合后，進(jìn)入溶氣氣浮裝置；回流水經(jīng)回流泵增壓，并在溶氣罐內(nèi)溶入氮?dú)夂?，通過釋放器在氣浮罐釋放，在釋放區(qū)，氮?dú)鈴娜軞馑蛛x出來，可以形成微氣泡；由于污水中的油粒和懸浮物為疏水性，且油粒比重小于1，便會(huì)立即吸附到微氣泡表面，并以0.50.9m/s的高速上浮分離，在液面形成浮渣層，浮渣在浮渣槽聚集自動(dòng)流到浮渣罐內(nèi)，在罐內(nèi)實(shí)現(xiàn)渣氣分離；而氣浮處理后的污水進(jìn)入中間水箱，以便提升進(jìn)入下一處理單元。氣循環(huán)：污水安全可靠流經(jīng)系統(tǒng)處理的一個(gè)重要條件是保證系統(tǒng)氣壓的平衡。溶氣氣浮裝置接通氮?dú)?，通過自力式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣浮罐內(nèi)氣壓，保證氣浮系統(tǒng)中有足夠的氮?dú)夤┫到y(tǒng)運(yùn)作。為保證氮?dú)庋h(huán)使用，節(jié)約資源，系統(tǒng)中設(shè)有空壓機(jī)對(duì)利用過的氮?dú)膺M(jìn)行增壓，使其進(jìn)入溶氣罐和進(jìn)水管線再利用。通過水循環(huán)、氣循環(huán)雙作用保證了系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定。4.氣浮工藝關(guān)鍵設(shè)備4.1加藥設(shè)備此套系統(tǒng)配置兩套加藥裝置（聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉加藥裝置），兩套裝置置于氣浮系統(tǒng)的進(jìn)水端，先對(duì)污水加藥處理后進(jìn)入氣浮裝置處理。污水由進(jìn)水口流入處理系統(tǒng)，在進(jìn)水端的管道混合器中使其與先后加入進(jìn)水管的聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉充分混合反應(yīng)，污水中的油和固體懸浮物SS在聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉作用下形成絮凝體（礬花）；當(dāng)加藥處理的污水進(jìn)入氣浮罐后，被釋放器產(chǎn)生的微氣泡攔截吸附，并隨氣泡快速上浮；在氣浮罐內(nèi)液面上形成浮渣層，浮渣由排渣系統(tǒng)進(jìn)入浮渣罐，處理后的污水由污水管排放到中間水箱；中間水箱中的污水再由提升泵提升進(jìn)入下一步處理單元。聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉固體藥劑分別加到其對(duì)應(yīng)的配藥箱，混合溶解，形成藥劑溶液；溶解后的混合液分別流入對(duì)應(yīng)的貯藥箱，加水稀釋到合適濃度，再分別由對(duì)應(yīng)計(jì)量泵投加到管道混合器中，在混合器的作用下與污水充分混合，為后面的氣浮做好準(zhǔn)備。4.2氣浮設(shè)備溶氣罐導(dǎo)入污水和壓縮氮?dú)?，使氮?dú)馊芙庥谖鬯兂扇軞馕鬯?，并達(dá)到飽和狀態(tài)。然后將溶氣污水引至浮選器，溶解氣體從水中逸出，形成水-氣-粒三相混合提下，細(xì)小氣泡的直徑為10100m。微小氣泡成為載體，氣泡從水中析出粘附水中的污染物質(zhì)形成氣-粒浮選體浮出水面變成浮渣，浮渣被刮去，生產(chǎn)污水被凈化排除。溶氣罐設(shè)有液位計(jì)，信號(hào)可遠(yuǎn)傳，控制進(jìn)氣電磁閥工作，當(dāng)溶氣罐液位低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉電磁閥，減少進(jìn)氣量，保證溶氣罐內(nèi)氣水比例最佳。當(dāng)設(shè)備壓力過高時(shí)，安全閥開啟，自動(dòng)減壓。氣浮罐出水設(shè)有氣動(dòng)調(diào)閥。通過調(diào)節(jié)閥控制罐內(nèi)的液位，使液位維持在最佳適合排渣的液位。當(dāng)進(jìn)水量大時(shí)，調(diào)節(jié)閥開啟度自動(dòng)開大，維持設(shè)定液位，不讓過多的水流入排渣槽進(jìn)入浮渣罐；當(dāng)進(jìn)水量小時(shí)，調(diào)節(jié)閥開啟度自動(dòng)變小，保證排渣時(shí)的液位不變，實(shí)現(xiàn)順利排渣。4.3中間水箱清水提升控制中間水箱設(shè)有液位計(jì)，信號(hào)可遠(yuǎn)傳控制兩臺(tái)提升泵。當(dāng)罐內(nèi)液位高時(shí)，液位控制兩臺(tái)提升泵同時(shí)工作；當(dāng)罐內(nèi)中液位時(shí)，液位計(jì)控制一臺(tái)提升泵工作；當(dāng)罐內(nèi)液位為低液位時(shí)，液位計(jì)控制兩臺(tái)提升泵停止待用。4.4系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行控制設(shè)備分為遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)和就地壓力開關(guān)控制啟動(dòng)。當(dāng)開關(guān)置于遠(yuǎn)程位置時(shí)，管道壓力開關(guān)信號(hào)為1時(shí)，遠(yuǎn)程信號(hào)置0， 設(shè)備不能動(dòng)作，因?yàn)闆]有命令。當(dāng)開關(guān)不置于遠(yuǎn)程位置，管道壓力開關(guān)信號(hào)為1時(shí)，開關(guān)不在遠(yuǎn)程，就是在現(xiàn)場控制位置，管道壓力信號(hào)為1是，設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)。壓力開關(guān)/遠(yuǎn)程控制都可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的開啟及停止。5.氣浮工藝故障原因及排除方法5.1水泵運(yùn)轉(zhuǎn)但壓力低原因：水泵沒有工作（不出水），一般情況進(jìn)氣壓力大于水泵的工作壓力，造成水泵不能有效工作。排除方法：立即將溶氣罐上面的液控閥開大，將溶氣罐內(nèi)的剩余氣體放掉，待水泵壓力上升后，且正常時(shí)，再恢復(fù)原來狀態(tài)。5.2氣浮罐內(nèi)出現(xiàn)大氣泡呈翻滾狀態(tài)原因：溶氣罐中的氣水比失調(diào)，氣大于水的體積。