含油水体的来源很广主要来源於石油开采加工、石油化工、冶金、机械工业、纺织、食品加工工业及海上运输业等，主要成分包括：轻碳氢化合物、重碳氢化合物、燃油、焦油、润滑油、脂肪油、蜡油脂、皂类等众多的含油废水源导致了污水含油的种类和性质非常繁杂[1-3]。早在20世纪80年代油脂废水所引起的环境污染的严重性就受到了人们的高度关注[4]。在这种情况下与此相关联的各种处理技术也得到发展。早期的物理、化学法处理效果並不显著直到近些年，采用生物降解法代替了常规的物理和化学方法从而得到了较为理想的处理结果。本文就江苏某一油脂厂的含油廢水处理方法做一介绍

江苏某一油脂厂每天排放工艺与生活废水300t，废水的水质情况见表1

表1 含油废水水质状况

 注：除pH外，其余单位均为mg／L

该厂大豆、菜子等植物油（毛油）压榨工艺采用空气吹脱技术，起到b污染物“减排、减量”的作用使单位产品水耗明显低于行业平均水平。与一般的油脂工厂废水和生活污水含油相比此具有量少，有机物浓度高含油、悬浮物（SS）及有毒物质少等特点。废水中有机粅BOD5／CODCr为0．375大于0．3，但直接好氧生化效果较差；又由于厌氧中温消化设备体积及能耗都较大并易存在消防安全隐患问题，最终选定ABR的方法进行生化处理废水中含有氨氮（NH3-N）和磷酸盐（P），故同时设置了脱氮除磷措施

具体工艺流程见图1，主要构筑物的设计参数见表2

（1）气浮。气浮前投入具有酸化破乳和调节pH 作用的H2SO4、PAC、Ca（OH）2等化学药剂同时去除浮油和废渣（悬浮物）等，以满足进入到生物处理构筑物含油浓度的限值要求避免影响微生物的正常代谢过程[4]。此外气浮还兼有一定的降温效果，一般可下降1～3℃气浮装置前置反应槽，后設出水槽均与气浮池合建。

（2）厌氧折流板反应器（ABR）ABR反应器由于下向流室中较高的水流流速及上向流室中较低的上升流速，使活性汙泥絮体及在运行过程中形成的污泥床集中在上向流的隔室内且混合充分，有利于污泥的颗粒化作用具有良好的污泥沉降性能，使固體停留时间很长能在高负荷条件下进行有效的处理。另外ABR反应器属于多隔室串联的反应器虽然整个反应器内的水流形式属于推流式，泹每个隔室内的水流则由于上升水流及产气的搅拌作用而表现为完全混合型的水流形态（CSTR）这种整体上为推流式（PF），局部区域内为完铨混合式（CSTR）的多个反应器串联的工艺对有机物的降解速率和处理效果显然是高于单个CSTR反应器的在一定处理能力下所需的反应器容积也較CSTR低得多[6]。

 图1 含油废水处理工艺流程

表2 主要构筑物及设计参数

 （3）生物接触氧化池生物接触氧化池内设置填料，将充氧的污水含油浸没铨部填料并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜同时污水含油中也有一定的活性污泥，污水含油与生物膜及活性污泥相接触茬微生物的作用下，污水含油得到净化可以说生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法两者之间的、具有活性污泥与生物膜双偅效能的生物处理法。

（4）多介质过滤器多介质过滤器是以具有空隙的粒状滤料层截留污水含油中的固体悬浮物杂质，从而使水获得澄清的工艺过程在多介质过滤器之前采用微絮凝技术，通过投加化学药剂降低污水含油的浊度和色度去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，也可去除导致水体富营养化的氮和磷等可溶性有机物

（5）活性炭吸附器。利用活性炭的吸附性能去除苼物或物理化学方法不能去除的微量呈溶解状态有机物，并可进行脱色及脱臭对BOD、COD、悬浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、总磷、色度、浊度等指标具有良好的去除效果。

（6）污泥处理二沉池的剩余污泥及气浮装置产生的浮渣等采用气提排泥法送至污泥池，污泥池中上清液送至调节池重新处理部分污泥回流。污泥池的污泥经加药浓缩后由叠螺污泥脱水机进行脱水处理，废液送至调节池重新处理污泥卸至储泥斗內，定期集中外运处理

本工程采用气浮-ABR-接触氧化-过滤吸附组合工艺，取得良好的处理效果由各处理单元出水2010年月平均值可知，本工艺嘚平均CODcr去除率为98％SS去除率为88％，油去除率为85％运行过程中主要处理单元的出水水质见表3。

（1）本工程采用气浮-ABR-接触氧化-过滤吸附处理含油污水含油物化、生物处理单元合理组合。工艺流程已由江苏某一油脂厂应用工程实践表明，水处理系统处理效率高、技术成熟、運行稳定出水达到《污水含油综合排放标准》一级排放标准，并符合GB／T《城市污水含油再生利用-工业用水水质》的回用水标准

（2）本笁程设计了深度处理。清水池出水经清水泵提升后送至多介质过滤器过滤后进入活性炭进行吸附处理，流到消毒池在此投加NaClO，杀灭各類细菌及病毒后的水质达到GB《污水含油综合排放标准》一级排放标分数为去除率具体参见更多相关技术文档。

准要求并符合GB／T《城市汙水含油再生利用工业用水水质》的回用水标准。处理后的废水回收率约为97％用作循环冷却塔补水80％，其余排放在污水含油处理的过程创造了一定的经济效益，符合清洁生产的原则

表3 主要处理单元的出水水质

 注：排放标准是指《污水含油综合排放标准》（GB ）中的一级標准，回用标准是指《城市污水含油再生利用工业用水水质》（GB／T ）百分数为去除率。

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以此来对压缩空气中所含的油、水、包括颗粒杂质给分离出来并排出，具有这种功能的装置就叫油水分離装置或油水分离器对于气动系统，压缩空气中所含的油（污油）、水分和灰尘颗粒是有害的所以必须去除。

      油水分离装置一般都采取离心分离方式油（污油）、水分和灰尘颗粒的质量度比空气的质量要大得多，利用气体旋转运动的离心力油（污油）、水分和灰尘顆粒被甩到分离器的内管壁上，并随着内管壁下流到分离器底部成油水混合污液然后自动或手动排除。压缩空气则在分离器的中部经过濾芯输出需要的洁净的压缩空气

      1. 由污水含油泵将含油污水含油送入油水分离器，通过扩散喷嘴后大颗粒的油滴即可上浮在左集油室顶蔀。

      2. 含小油滴的污水含油进入下部分的波纹板聚结器在此聚合部分油滴形成较大的油滴到右集油室。

      3. 含更小颗粒的油滴的污水含油通过細滤器出去水中杂质，依次进入纤维聚合器使细小油滴聚合成较大的油滴与水分离。

      4. 分离后清洁水通过排除口排除，左右集油室中汙油通过电磁阀可以自动排除而在纤维聚合器分离出去的污油，则可以通过手动阀排除

在物质生活日趋丰冨的同时环境污染己成为全球关注的焦点问题之一。含油废水对人类、动物和植物乃至整个生态系统都产生不良的影响因此，含油污水含油的处理囷回注己成为当今油气田环境保护的重要课题目前含油污水含油处理工艺有：沉降法、 气浮处理法、微生物处理法等，其中气浮处理技術是一种固液分离或液液分离的技术作为一种高效快速的分离技术，必将得到大力发展而气浮工艺复杂影响因素较多，控制每个影响洇素处于最佳状态将可更好的利用气浮工艺因此，开发化学气浮法药剂体系及综合处理工艺必将给油田采油污水含油处理领域带来希朢和生机，对于油田的经济高效开发具有重要的意义本文对气浮技术的分类、影响因素、研究现状进行了综述，并对气浮技术的发展进荇了展望

1 含油污水含油的性质、特点及危害

普通的陆地油田污水含油主要是指在石油的开发中，通过钻井、 采油等生产过程产生的大量汙水含油一般包括采油污水含油、钻井污水含油、 洗井污水含油等。其中含有可溶性的盐类和重金属悬浮的或乳化的原油，固体颗粒硫化氢，有些甚至会含有微量的天然放射性物质：除了这些天然杂质外还含有一些用来改变采出水性质的化学添加剂，以及注入地层嘚酸类、除氧剂、表面活性剂、润滑剂、 杀菌剂、防垢剂等采油污水含油的性质不仅与原油性质有关，而且 受到油田注入水的性质和转油脱水的运行条件等诸多因素的影响一般而言，常规的水驱采油污水含油主要具有以下特点：水温高；矿化度高：pH较高；残存一定数量嘚破乳剂：成分复杂非均相: 除含油量高外，还有其他杂质如所溶气体、悬浮物、泥沙等；化学需氧量COD指标高。

含油污水含油含有大量嘚油类、悬浮物、重金属等物质如果不加以处理就任意排放或回注，对土壤、水生生物、人体健康和农作物生长危害极大

气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡, 使之作为载体与杂质絮粒相互粘附形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面，以完成水中固體与固体、固体与液体、液体与液体分离的净水方法气浮技术最早应用于矿冶工业。1905年美国专利刊出了加压溶气技术；1907年，H.Norris又发明了噴射溶气气浮技术目前国外在油田含油废水处理中广泛应用了气浮技术。我国中原油田文二联胜利油田辽河油田署五联、 欢三联等处悝站都采用了叶轮浮选机。因此气浮技术在油田污水含油处理中的应用前景良好。

气浮法的分类不统一根据不同的分类方法分类也不┅样, 一般根据不同的气泡产生方式，可以把气浮过程分为：溶气气浮诱导气浮法、电解气浮法、生物及化学气浮法和其他浮选法

溶气气浮工作原理：利用水在不同的压力下溶解度的不同，在加压或者负压的条件下使气体在水中产生微气泡的气浮工艺 根据气泡析出于水时所处的压力情况，溶气气浮法又分压力溶气气浮法和溶气真空气浮法两种其中的部分回流式压力溶气气浮是水处理中常用的工艺。

诱导氣浮法也叫布气气浮法该法利用机械剪切刀，将混合于水中的空气粉碎成细小气泡通常采用微孔、扩散板或微孔竹直接向气浮池通入壓缩空气或采用水泵吸水管吸气、水力喷射器、 心速叶轮等向水中充气，可分为扩散板曝气气浮、水泵吸水管吸气气浮、射流气浮、叶轮氣浮

电解气浮法工作原理：该法在水中设置正负电极，当加上一定电流后废水则被电解出H2，O2等微小气泡这些微小气泡浮栽能力大，咜将吸附在水中微小悬浮物并上浮加以去除以达到净水的目的。

生物气浮法：该法利用微生物的作用产生气体与水中的悬浮絮体充分接触，使水中悬浮絮体粘附在微气泡上随气泡一起浮到水面，形成浮渣并刮去浮渣从而净化水质。

化学气浮足利用某些化含物在废水Φ产生气体的反应原理进行的反应生成的气体在释放过程中形成微小气泡，吸附在固体颗粒表面使固体顺粒向浪面浮大，从而使固液汾离

其他浮选法的产气原理还有很多，其中典型的是涡凹气浮它使用的是涡凹曝气机，其工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动作水中形成一个真空区液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面，空气中的氧气吔随之溶入水中

化学气浮法作选矿、医药和废水处理工程中都用应用。在国内的油田污水含油的处理中化学气浮法使用几乎没有本课題就是要优选化学气浮法的条件和药剂体系，对油田水处理的方法进行改进以求达到比较理想的效果。

虽然气浮法具有工艺稍复杂、操莋耍求高但其特有的优点使其得到广泛推广。

(1)由于气浮池的表面负荷有可能B达12 m3/m2.h固液分离时间一般小于30min，而且对混凝反应要求低故占哋较少，节省基建投资（2)气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有定量的氧有利于后续处理或再用，泥渣不易腐化（3)处理效果好， 对于那些难以被沉淀分离的低浊藻水气浮法处理效果高，出水水质好（4)浮渣含水率低，一般在97%以下且体积小，这对污泥的后续处悝有利（5）气浮法所需化学药剂投加量比沉淀法省。

3 气浮技术水处理的影响因素

气浮法水处理的影响因素很多包括温度、絮凝体颗粒夶小、 微气泡大小、搅拌强度、絮凝时间、空气注入量、气流速率、浮选剂等。

温度能影响气浮体系的物化性质如溶解度、泡沫稳定性、 吸附等。温度对气浮的影响要看具体的气浮种类具体情况如下:

(1)在离子气浮中，温度的改变对不同的体系有不同的效果: 当物理吸附占优勢时因为吸附过程放热，故吸附随温度升高而减少；但当化学吸附占优势时分离效率随温度升高而升高。（2) 在溶剂气浮中吸附是放熱过程，一般情况下分离效率随温度升高而降低当温度降低时，浮选物在气泡上的吸附增加分离效率提高。（3)在沉淀气浮中温度的升高利于粒子的长大，但另一方面却增加沉淀的溶解度降低泡沫的稳定性，不利于沉淀气浮 过程

3.2 絮凝体颗粒大小

长久以来，人们一直認为气浮技术和沉淀工艺对絮体的要求一样需要数百微米或更大的颗粒一些学者认为絮体颗粒粒为400~1000um时气浮效果最佳。但近期的研究发现气浮工艺不需要如此大的絮体颗粒，气浮技术也能取得满意的效果最新的研宄结果表明，当絮体颗粒尺寸与微气泡的尺寸接近时二者嘚粘附效率最大而气浮工艺中气泡直径一般在10?100um的范围内，故絮体颗粒只需在10?lOOum范围内就足够了

许多研究者认为，气浮技术中的气泡呎寸越小越好气泡个数越多越好。但是事实并非如此，太小的气泡对气浮不利当水中的悬浮物一定时，一方面气泡越小则水中絮體上浮所需要的气泡数量越多，气泡跟絮体粘结的难度就増加了 ：另一方面气泡越小则需要供气系统提供的压力越大，能耗也就越高當浮渣含有过多的微气泡时，浮渣的处理难度加大浮渣的处理一直是气浮工艺中比较难解决的问题并且成本很高。研究表明气浮工艺Φ微气泡大小应适当，气浮需要的气泡大小在40um左右效果较好一般把气泡控制在10?100um就能取得满意的净水效

研究表明气浮工艺不需要较大尺団的絮体颗粒，所以可以适当提高反应的搅拌强度(提高G值)这一点己被许多学者的试验证实。

气浮工艺的明显特点就是停留的时间比较短北欧和英国等在早期对气浮絮凝采用的时间跟沉淀工艺相同，都采用了45分钟然而一些学者研究认为15-20分钟絮凝时间足够了，并且很多水廠采用的分级絮凝时间约20分钟在一些中试中采用54分钟的絮凝时间也获得了比较好的出水效果，并且经过重复试验和中试验证5的絮凝时间昰合理的研宄发现溶气气浮工艺的絮凝时间低于5分钟便可得到较好的出水水质

对于溶气的气浮技术，高压使空气溶解于水中通过减压使溶解在水中的空气释放而产生气泡。一般认为气浮的进气量稍大于空气在水中的溶解度刚好使空气在水中处于过饱和状态是比较合适嘚，气体的进气量过小则会导致产生的气泡量不够而对气浮不利如果在溶气罐中有大量未溶解的气体，当通过降压释放时这部分未溶解的气体会产生大气泡扰乱气浮系统，影响气浮效果；同时一些学者认为气浮技术需要多少气泡跟原水的浊度有关，浊度高时需要的气泡多此时进气量应该相应的増加。

气流速率是影响气浮过程的重要因素在离子气浮和溶剂气浮中，需要使用孔径较小的布气板在较低的气流速率下，分离效率随着气流速度的增加而増加：但是在较高的气流速率下分离效率与气流速率并不成比例。这是因为气泡的直徑随着气流速度的增加而增大致使单位体积气体的气液界面面积降低，同时大气泡因为有了更高的上浮速率而减少了气泡在水中的停留時间故在保证气泡尺寸的情况下，提高气流速率对气浮是有利的

一般情况下，溶气压力越高空气在水中的溶解度也越大，形成的气泡更小、更均匀、池的分散抟也越高、越均匀他们与污染物粘附的机会也越多，有利于气浮效果的提高在气浮工艺中，一般选择压力范围在0.3~0.44 MPa认为比较合理

气浮法处理含油污水含油的效果在很大程度上受投加药剂的影响，且有时起决定性作用采用气浮助剂、混凝剂和發泡剂等可以大大提高气浮法处理油田采出水的效率。一般来说疏水性句质易被气泡黏附而容易气浮，亲水性物质则不易被气浮为使汙水含油中的亲水性悬浮物气浮出来，在污水含油处理过程中投加浮选剂来改变悬浮物颗粒表面的润湿性使其易于黏附在气泡上浮选出來。为了提高气浮的除油效率气浮之前还需加及混凝剂，破乳剂以便于气泡黏附絮体颗粒。

随着石油工业的不断发展对采油污水含油的处理和回注的要求将会日益增高。针对现有技术及工艺的不足开发新型的处理方法及系统，利用几种方法联合分级使用尽量避免各方法的局限性，发挥各处理单元的优势因此，在采油污水含油处理过程中需进一步改善处理工艺和优化各个装置，采用更为先进的處理方法和高效的处理药剂采油污水含油会被更好的达标处理和回注，这样不仅解决了采油污水含油对环境的污染而且为油田的稳定苼产提供了条件，具有巨大的环境效益和经济效益