气浮法处理含油污水的工艺优化研究

开采石油的过程中会产生油污，而又因为石油的形成方式较为复杂，导致油污成分一般较多、结构复杂，包含细菌、固体颗粒物等原油分子。 这些油污的存在会因自然与人类活动作用而扩大污染面，严重干扰人民群众的生产和生活。 所以，有关部门与工作人员必须采用合适的方式处理污水，而气浮法因其优越性，成为当前我国处理石油污水的首选措施。

1 气浮法的类型及原理  

1.1 电解气浮法

电解气浮法，将物理学中的正负电极原理引入污水处理，即相关工作人员将正负极装入含油污水后，接通电源，借助电子“同性相斥、异性相吸”的原理，发生电解反应。 反应过程伴随气体产生，气体具有一定的吸附作用，可以将油珠和杂质结合，最终这些物质团结在一起形成油渣，漂流到污水表面。 在此之后，工作人员只要利用简单的刮渣工具，就能清除污水中大部分的废弃物，最终保证清洁的能力和效果[1]。

1.2 诱导气浮法

诱导气浮法，是一种借助仪器设备来排污的措施，设备进入水中后通电，借助仪器震动搅拌的工作方式，成功的将稍大的气泡划分成众多小型气泡，气泡重新凝聚时会带动污渍的粘结作用，提升含油污水处理的效率，因此，这种措施又被称作布气气浮法，因其操作步骤简单，使用较为普遍。

1.3 溶气气浮法

溶气气浮法有两种，一种是真空溶气气浮法，而另一种则是压力溶气气浮法。 前者，指的是工作人员借助真空操作的手段，对含油污水施加负压，这样以后，污水中的气泡被分解成微小气泡，进而根据上文所阐述的原理分离油污。 而后者，则是以含油污水具有水的一般特点为基础，根据不同压强情况下，气泡溶解度差异大的特征，给含油污水增大压强，最终实现气泡微小化的目标。

1.4 生物气浮法

生物气浮法，是将生物学与化学的知识理论和气浮法相结合的一种措施手段。 技术人员首先借助粒子分析器和波谱仪等工具，借波普特征图来分析污水的主要构成。 其次，生化工程人员对污水浓度展开测算，统计出不同重金属离子的浓度。 最后，相关工作者根据化学反应原理，例如，沉淀反应对污水污染环境的离子进行化学反应，借助离子沉淀来降低浓度，并能以反应中产生的微小气体吸附其他杂质，加快污水处理的效率。

2 气浮技术的影响因素  

气浮技术受到的影响因素有很多，包括气浮技术差异、气浮周边自然环境因素以及有无催化的影响因素。 首先，不同气浮技术的工作效率不同，因为气浮法的根本原理是微小气泡的载粘能力，浮力大于重力的作用效果，所以，微小气泡产生速度高低直接影响含油污水处理速度的快慢。 例如，诱导气浮法产生微小气泡的速率，要高于一般的电解气浮法，但是电解气浮法产生的气泡更为精密且反应更加彻底。 周边自然环境的影响，包括四周温度与压强状况等环境干扰作用，温度较高，污水分子的内容也较大，分子移动速度快，反应时间相比低温情况要快一些。 而压强与海拔密切相关，海拔越高，气压越低，则工作人员必须加大对污水的升压或降压工作来控制水压，保证水压处于合理的状态。 催化剂指的是那些不参加反应，或者是反应前后状态、特质均不发生改变，但却能在一定程度上提升反应速率。 气浮法同样也需要催化剂，一般来说，当前我国的技术人员会借助化学药剂来提升气浮技术的速率，化学物质可以帮助维持气泡的稳定性，在更短的时间内完成相关工作，降低成本[2]。 而针对气泡本身，气浮技术的影响因素体现在气泡与污染物的颗粒直径。 在多年的污水处理实验对比后，我国专业认为40 um 的气泡具有最强的吸附能力，但是这个尺寸在具体工作中较难保证，所以，工作人员只需要将气泡尺寸限制在10～100 um 范围内，即能提高效率。 而絮凝体颗粒直径与微气泡的尺寸接近度越高，气浮技术的效果就越明显。

3 油污水常用气浮工艺及优化  

世界经济一体化的进程加快了科技在国家之间的传播速度，为了避免传统气浮法对水压的依赖性，当前国内外的工作人员已经改进气浮技术，并将此优化技术传播，提升排污质量，并能很好地避免因杂质过多而造成的仪器堵塞与气压范围196~392 kP 的限制。 以下为现如今优化的气浮工艺技术。

3.1 叶轮浮选法除油

叶轮浮选法除油，是诱导气浮法的一种优化形式，它凭借高速转动的叶轮对含油污水产生负向的水压，并在此过程中吸入气体以剪碎大气泡，最终形成微小的气泡来完成净化污水的目标。 这种技术的优势体现在叶轮工作的高效性，且不容易因为污水中的颗粒物而造成仪器设备故障与堵塞，避免因仪器检修问题耗费的时间和资金降低去污的效率。 与传统的溶气气浮法不同，叶轮浮选法除油是借助自主吸气并分散气体的方式运转，确保污水中气泡数量较为充足，提升效率。 不仅如此，借助这种手段，工作人员可以不考虑气体水溶性的问题，因为气泡产生速度要高于吸附速度，也就能源源不断地保证除油能力。 但是这种方式有一定的局限性，一是，叶轮运转的高效性导致污水停留时间短暂，不能充分反应，这也给分离工作带来一定的局限性;二是，叶轮气浮池的局限性，叶轮转动后必然导致气浮池的水质产生变化，即在短时间内，污水由原本的混合不均状态变为紊流态，这在一定程度上使水与油混合均匀，不利于油和水的分离;三是，成本问题，叶轮浮选机工作效率高，则意味着制造成本高，维修费用大，能源消耗比其他仪器多，因此，射流气浮装置以此类弊端为基础展开优化，设备开始逐步推广[3]。

3.2 射流气浮除油

射流气浮除油，是叶轮浮选法除油的优化方式，射流浮选装置与叶轮机类似，但工作能力更强。 其工作原理为喷射泵技术，工作人员以污水为喷射的流体，趁水喷出至吸入的时间范围内形成负压，并借助负压的作用成功吸入空气并剪碎气泡，完成工作目的。 而在浮选室，气泡与颗粒物和油污接触的时间增多，反应更为充分。 除此之外，此装置以液气射流泵装置取代叶轮，为节省资源消耗创造条件，改进后装置的能耗仅为叶轮机的50%，为企业降低了成本，提升了经济效益。 更重要的是，这种仪器维修方法较为简单，维修费用与可替代零件数都更多，前景较好。

3.3 加压溶气气浮除油

加压溶气气浮除油的优化处，体现在技术人员能更高效地控制含油污水的气压，并将气压限制在196～392 kP 的范围内，在这个水压范围内达到小气泡的饱和状态，污染物就能在恢复常压前被更全面地清除。 然而，此举的缺陷也是存在的，即加压设备不稳定性与污染物的堵塞作用，都会在一定程度上降低最终的清理效果，甚至影响系统其它方面的工作，因此，还有一定的进步与完善空间。

4 结语

含油污水处理质量的好坏，直接与我国自然环境状况的优劣密切相关，同时，含油污水处理工作也是现如今油田及其周边环保保护的重要措施。 气浮法具有高效分离的功能，可以完成油污沉淀、澄清的工作，还能对含油的污水开展预处理工作，因此，着重研究含油污水的气浮法处理技术，对我国经济发展与生态发展均有较大的意义。