Cómo eliminar residuos oleosos en el tratamiento de aguas residualesTecnología de tratamiento de aguas residuales oleosas por flotación de aire 1 Introducción La flotación por aire consiste en introducir aire (o gas natural) en las aguas residuales oleosas o tratar de hacer que el agua produzca gas. A veces es necesario agregar gas. El agente flotante o coagulante hace que el aceite emulsionado y el aceite disperso en las aguas residuales con un tamaño de partícula de 0,25 a 25 um o las partículas suspendidas en el agua se adhieran a la capa de aire, salgan a la superficie con las burbujas y se reciclen. logrando así el propósito de eliminar el aceite y los sólidos suspendidos de las aguas residuales aceitosas. La tecnología de flotación por aire se desarrolló gradualmente con el desarrollo de la industria petrolera. En la década de 1960, el Instituto de Diseño de Yacimientos Petrolíferos de Daqing utilizó una máquina de flotación por aire con impulsor de fabricación propia para realizar experimentos de flotación por aire en la estación de aguas residuales de East Oil Depot y logró resultados satisfactorios. Agregar 100 mg/L de sulfato ferroso y mantener el agua en la celda de flotación durante 30 minutos puede reducir el contenido de aceite del agua descargada del deshidratador eléctrico con un contenido de aceite importado de 20 a 315 mg/1 (la temperatura del agua es de aproximadamente 50°C) después de la flotación 60,3 mg/L, y la eficiencia de eliminación de petróleo alcanzó 99,7. En 1991, el diseño de tratamiento integral de aguas residuales en el área sur del campo petrolífero de Dagang adoptó una máquina estadounidense de flotación con impulsor de cuatro etapas producida por. Fábrica de equipos especiales de Shenyang. La eficiencia de eliminación de aceite alcanzó 85 y el efluente se puso en operación de prueba. El contenido de aceite es de 18,8 mg/1 y el efecto de eliminación de aceite es bueno en las estaciones de tratamiento de aguas residuales oleosas como Zhongyuan Oilfield Wen'erlian, Shengli. La estación Oilfield 102 y un campo petrolero en Qinghai introdujeron un conjunto completo de instalaciones de tratamiento de los Estados Unidos, y todas utilizaron máquinas de flotación por aire con impulsor. Posteriormente, se instalaron sucesivamente en los campos petrolíferos de Shengli, Caoqiao, Binyizhu, Jidong Oilfield y Liuji Oil. Las estaciones y otras estaciones de tratamiento de aguas residuales utilizan máquinas de flotación de aire como equipos de tratamiento de aguas residuales aceitosas. 2 Clasificación de la tecnología de flotación por aire Según los diferentes métodos de generación de burbujas, la tecnología de flotación por aire se divide en los siguientes tres tipos. 2.1 Método de flotación por aire disuelto El método de flotación por aire disuelto utiliza una bomba para elevar el agua residual a un tanque de aire disuelto, la presuriza a 0,3 ~ 0,35 MPa (presión manométrica) e inyecta aire comprimido al mismo tiempo para dejarla en un estado sobresaturado. y luego reduce instantáneamente la presión y luego libera repentinamente una gran cantidad de microburbujas densas, lo que hace que las burbujas se combinen con el material eliminado, se separen rápidamente del agua y floten hacia la superficie del agua. 2.2 Flotación por aire con impulsor (flotación por aire mecánica) La flotación por aire con impulsor utiliza un impulsor giratorio de alta velocidad para cortar el aire aspirado por el agua en finas burbujas, de modo que la combinación de las burbujas y las sustancias eliminadas se eleva rápidamente del agua y se separa de el agua. 2.3 Flotación por aire a chorro La flotación por aire a chorro utiliza agua a alta presión (O.3~0.7MPa) para pasar a través del eyector. Bajo la presión negativa de la boquilla, el medio gaseoso es aspirado. Después de un fuerte corte del tubo de mezcla, el El medio gaseoso forma pequeñas burbujas. Las burbujas capturan las gotas de aceite y suben a la superficie del líquido para formar espuma. En los últimos años, varias tecnologías de flotación por aire se han utilizado cada vez más en el campo del tratamiento de aguas residuales oleosas porque algunos aceites con una densidad cercana al agua son difíciles de eliminar del agua mediante métodos de sedimentación por gravedad natural, y el método de flotación por aire lo es. más efectivo, especialmente Este es un obstáculo para el uso de dispositivos de flotación de aire inducido en el tratamiento de agua producido en plataformas marinas en lugar del método de sedimentación natural para la eliminación de petróleo. Esto se debe a que el efecto del tratamiento de flotación de aire es bueno y el equipo es de tamaño pequeño. que es adecuado para las condiciones de área de plataforma limitada. 3 Factores que afectan el efecto de flotación por aire 3 1 Relación gas-agua La relación gas-agua es un parámetro técnico importante de la máquina de flotación por aire (flotación). Cuanto mayor sea la proporción gas-agua, mejor será el efecto del tratamiento. Cuanto mayor sea el número de burbujas, mayor será la posibilidad de contacto con las perlas de aceite. Aumenta la posibilidad de que las perlas de aceite se adhieran a las burbujas de aire y mejora el efecto del tratamiento. Pero no es que cuanto mayor sea la relación gas-agua, mejor. En lo que respecta a la flotación por aire disuelto, la cantidad de gas disuelto en agua generalmente se ve afectada por la temperatura, la presión y otras condiciones. Cuando la temperatura del agua es superior a 40 ℃, la solubilidad del gas en agua disminuye más. Además, la cantidad de gas disuelto es proporcional a la presión del gas. Aumentar la presión del gas puede aumentar la relación gas-agua. Sin embargo, si la presión es demasiado alta, el costo operativo aumentará considerablemente y no se podrá calcular la economía. . Por supuesto, aumentar el tiempo de residencia también puede aumentar la relación gas-agua, pero este método reduce la eficiencia del equipo. 3.2 Tamaño de las burbujas Dado que las burbujas de diferentes tamaños están sujetas a diferentes fuerzas de flotación, su capacidad para adherirse a las gotas de petróleo también es diferente. Las burbujas pequeñas se elevan lentamente y capturan fácilmente las gotas de petróleo (especialmente las pequeñas), mientras que las burbujas grandes se elevan rápidamente y se separan. Capta fácilmente las gotas de aceite. Sin embargo, las burbujas son demasiado grandes y la velocidad de flotación es demasiado rápida, lo que dificulta que las gotas de aceite se adhieran y se rompan fácilmente, lo que da como resultado un efecto deficiente de eliminación de aceite. Cuando el contenido de aceite del medio de entrada está entre 1,0 y 200 mg/L, la tasa de eliminación de aceite de la flotación por aire disuelto es máxima. Sin embargo, la relación aire-agua producida por la flotación con aire disuelto es desfavorable para la eliminación del petróleo. Debido a que la solubilidad del gas en agua es muy limitada y el tamaño de burbuja de la máquina de flotación por aire con impulsor y la máquina de flotación por aire a chorro no es muy ideal, pero la relación gas-agua es mucho mejor que las dos primeras, cuando el contenido de aceite de las aguas residuales son > 200 mg/I, la máquina de flotación por aire con impulsor y la máquina de flotación por aire a chorro son más adecuadas.
3. El contenido de sal. El agua producida en los campos petrolíferos generalmente contiene sal, que oscila entre decenas y cientos de miles de mg/l. Los resultados experimentales muestran que un aumento en el contenido de sal en las aguas residuales oleosas contribuye a mejorar la eficiencia de eliminación de petróleo. 3.4 Agente de flotación por aire El efecto del tratamiento por flotación de aire de aguas residuales oleosas se ve afectado en gran medida por la dosis del agente, que a veces juega un papel decisivo. El uso de auxiliares de flotación por aire, coagulantes y espumas puede mejorar en gran medida la eficiencia del tratamiento por flotación de aire del agua producida en yacimientos petrolíferos. Los agentes extraños, especialmente los que ayudan a la flotación por aire, son en su mayoría polímeros compuestos, que tienen múltiples funciones como coagulación, demulsificación, formación de espuma y flotación. 4 Adaptabilidad de tres tipos de máquinas de flotación por aire a las fluctuaciones en las condiciones del proceso 4.1 Cambios en el contenido de aceite del agua de la viga Las máquinas de flotación por aire con impulsor tienen un mayor potencial de eliminación de aceite, y la capacidad de eliminación de aceite de la flotación por aire disuelto presurizado está estrechamente relacionada con el aceite Contenido del agua de alimentación. 4.2 Cambios en la temperatura del agua El inflado de la máquina de flotación por aire con impulsor no se ve afectado por la temperatura del agua y aún puede funcionar normalmente cuando la temperatura del agua es de 90 °C. Sin embargo, el inflado de la flotación por aire disuelto presurizado y la flotación por aire a chorro sí lo será. Se debilita significativamente cuando la temperatura del agua disminuye, lo que hace que el aire se reduzca. 4.3 Cambios durante el proceso de flotación La máquina de flotación con impulsor en sí tiene un fuerte efecto de agitación, por lo que no es necesario mezclar antes de los productos químicos y los productos químicos se pueden agregar en medio del proceso de flotación para facilitar el ajuste de los productos químicos. Este no es el caso de la flotación por aire a chorro y la flotación por aire disuelto presurizado. Tienen requisitos más altos para agitar el agente antes de agregar el agente al agua cruda, ajustar el valor del pH y agregar floculante. al mismo tiempo para precoagular completamente mejorar su efecto de procesamiento. 5 Desarrollo de equipos de flotación de aire en el país y en el extranjero En los últimos años, con la amplia aplicación de equipos de flotación de aire en proyectos de tratamiento de aguas residuales, la estructura y los tipos de equipos de flotación de aire también cambian y aumentan constantemente. Flotación por aire disuelto: flotación por aire en piscinas poco profundas, flotación por aire de alta eficiencia, etc., la flotación por aire mecánica incluye principalmente flotación por aire en vórtice, flotación por aire inducida y propulsión en espiral. Estos tipos de equipos de flotación por aire se presentan a continuación. 5.1 Flotación por aire en piscinas poco profundas La flotación por aire en piscinas poco profundas se basa en la flotación por aire tradicional, utilizando la teoría de capas poco profundas y el principio de "velocidad cero, cohesión, flotación por aire, desnatado de lodo, sedimentación y raspado de lodo como uno solo". Todo el equipo es cilíndrico, de estructura compacta y el cuerpo de la piscina es poco profundo. El cuerpo principal del equipo consta de cinco partes principales: cuerpo de la piscina, mecanismo giratorio de distribución de agua, mecanismo de liberación de aire disuelto, mecanismo de marco, mecanismo de recolección de agua, etc. La entrada de agua 13, la salida de agua 13 y el puerto de descarga de escoria 13 están todos concentrados en el medio del cuerpo de la piscina. El mecanismo de distribución de agua, el mecanismo de recogida de agua y el mecanismo de liberación de aire disuelto están todos estrechamente conectados con el marco y giran alrededor del centro. el cuerpo de la piscina. El volumen efectivo de agua en la piscina; Jenn} es de 400 a 500 mm y el tiempo de retención hidráulica en la piscina es de 3 a 5 minutos. Sus ventajas son: la piscina es poco profunda, el tiempo de flotación de los sólidos suspendidos se acorta y las deficiencias de la mala estabilidad después de la espuma flotante se superan en cierta medida. Las desventajas son la alta presión (0,4 ~ 1,0 MPa) y las burbujas grandes (30). ~100 um), y la piscina poco profunda. También hace que el área de agua clara de la piscina no esté clara o no esté clara. 5.2 La tecnología de flotación de aire de alta eficiencia y su conjunto completo de equipos es un proyecto de tratamiento de agua de alta tecnología líder a nivel internacional creado en 1981 por el Instituto General de Investigación de la Construcción del Ministerio de Industria Metalúrgica. Xu Zhi, el inventor del proyecto, estableció la teoría del valor de adsorción como base para el diseño. En comparación con la flotación por aire tradicional, las principales diferencias son las siguientes: a. La flotación por aire de alta eficiencia mejora la eficiencia de eliminación de petróleo al expandir el área de contacto gas-líquido, en lugar de extender el tiempo de residencia. b. La tasa de utilización del gas disuelto de la flotación por aire Gaosao puede alcanzar el 100%. Según la teoría del valor de adsorción, solo las microburbujas más pequeñas que el tamaño de las partículas suspendidas pueden adsorber eficazmente las partículas suspendidas. La flotación de aire de tambor alto puede producir burbujas de lum, mientras que el diámetro de las burbujas de la flotación de aire convencional es generalmente superior a 50 um. 5.3 Flotación por aire inducida La flotación por aire inducida es un equipo típico de flotación por aire mecánica, que se utilizó inicialmente en la industria de procesamiento de flotación. El impulsor instalado en la máquina crea presión negativa a través de la rotación de alta velocidad para aspirar aire hacia las aguas residuales. Al mismo tiempo, el efecto de corte de su rotación de alta velocidad se utiliza para triturar el aire en pequeñas burbujas en lugar de disolver el gas y. luego, al soltarla, el diámetro de la burbuja es generalmente > 50 um, el volumen de inflado puede alcanzar 3,2 m/min, que es mucho mayor que el de la máquina de flotación de aire disuelto presurizado. En comparación con la flotación por aire disuelto, la flotación por aire inducida ocupa un área pequeña y tiene bajos costos operativos. La desventaja es que la agitación a alta velocidad es perjudicial para la eliminación de gotas de aceite con un tamaño de partícula <30 um. 5. 4 Flotación de aire cóncava por vórtice La flotación de aire cóncava por vórtice también se desarrolla sobre la base de la flotación de aire con impulsor. Flotación de aire, el impulsor no está instalado. En cambio, se instala en el medio del tanque de flotación de aire en el extremo de entrada de agua del tanque de flotación de aire. Depende de la rotación y la acción de corte del impulsor para llevar aire al aire. área de flotación y separarla del área de entrada de agua para lograr el propósito de separación sólido-líquido (líquido-líquido).