气浮工艺
一、气浮技术的概述
随着我国油田开发的不断深入，油田污水处理问题也随之而生，其中气浮作为一种净水技术，越来越受到石油化工行业的重视。目前，海上平台、炼油及石油化工等含油污水的处理都采用了气浮作为中间处理单元，天然气处理厂也增加了气浮装置。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理，即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。含油量较少的时，可直接进行气浮，污染严重时可经过絮凝沉淀、除油后进行气浮。
气浮技术基本原理是向水中通入空气，使水中产生大量的微细气泡，并促使其粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的浮体，上浮水面，从而获得分离杂质的一种净水方法。按气泡产生的方式，气浮可分为溶气气浮、充气气浮、电解气浮等。气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒(固体或液体)附着以及上浮分离等连续步骤。
实现气浮法分离的必要条件有两个：必须向水中提供足够数量的细而均匀的微细气泡，微气泡量越多则气泡与被浮物质的接触、粘附的机会也越多，气浮效果越好。气泡理想尺寸为15～ 30μm；第二，必须使目的物呈悬浮或疏水性质，从而附着于气泡上浮。对于亲水性物质，需在混凝脱稳剂的作用下变为疏水性方能被气泡粘附。
影响气浮的效果有以下四个因素：
(1)微细气泡的尺寸，决定于溶气方式和释放器的构造；
(2)气固比，决定于向水中释放的空气量； 水中的空气溶解度受温度与压力影响，遵循亨利定律
(3)进水浓度、工作压力、上浮停留时间；
(4)药剂的作用：表面活性剂、絮凝剂等
二、气浮工艺原理
气浮除油原理主要是利用油水间表面张力大于油气间表面张力，油疏水而气相对亲水的特点，将空气通人污水中，同时加人浮选剂(主要为表面活性剂和聚合物)使油粒粘附在气泡上，气泡吸附油及悬浮物上浮到水面从而达到分离的目的，气浮法主要去除的是残余浮油和不含表面活性剂的分散油。
采用高效溶气装置，将空气(或其它净化过的气体)溶入部分净化过的水(回流水)中，然后通过高效率的释放器，将溶于水中的气体释放成粒径小于10μm的微气泡。使这些微气泡迅速吸附到污水中的悬浮物或油粒的表面上，减轻絮体的整体比重，从而达到迅速上浮，与水分离，便可达到净化水质的目的。
这一过程大体由四个步骤完成①向处理水中投加混凝剂--反应池(沉底池)②使污水中微细油粒及悬浮物凝聚成为大的含油絮凝体③溶入空气的水减压时放出大量分散的细微气泡④细微气泡与油及悬浮物组成的絮凝体碰撞粘附(接触池)；粘附的絮凝体在气泡的带动下，漂浮于处理水的表面，刮渣机除杂。
三、气浮工艺的形式
气浮净水工艺已开发出多种形式。按其产生气泡方式可分为：布气法气浮、溶解空气法气浮、电解气浮，生物气浮法
3.1. 布气法气浮
包括转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等，利用机械剪切 力，将混合于水中的空气碎成细小的气泡，以进行气浮的方法。
优点是设备简单，易于实现。但其主要的缺点是空气被粉碎的不够充分，形成的气泡粒度较大，一般都不小于0.1mm 。这样，在供气量一定的条 件下，气泡的表面积小，而且由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的接触时间短，这些因素都使布气浮达不到高效的去除效果。
3.2. 溶解空气气浮
包括真空气浮法、压力气浮法的全溶气式、部分溶气式及部分回流溶气式，加压溶气气浮法在国内外应用广泛此处主要介绍加压溶气气浮法。
3.2.1主要工艺设备
压力溶气气浮法工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。
(A)压力溶气系统。它包括水 泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。采用空压机供气方式的溶气系统是目前应用泛的压力溶气系统。气浮法所需空气量较少，可选用功率小的空压机，并采取间歇运行方式。此外空压机供气还可以保证水泵的压力不致有大的损失。一般水泵至溶气罐的压力约0.5MPa ，因此可以节省能耗。
(B)溶气释放系统。它一般是由释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速而均 匀地与水中杂质相粘附。
(C)气浮分离系统。它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积，使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附，以保证带气絮凝体与清水分离。
3.2.2工作方式
(1)全流程溶气气浮法
全流程溶气气浮法是将全部 废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送人气浮池。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮 物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽， 经浮渣管排出池外， 处理后的废水通过溢流堰和出 水管排出。
全流程溶气气浮法的优点：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池 小，从而减少了基建投资。但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消 耗较大。
(2)部分溶气气浮法
部分溶气气浮法是取部分废 水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池并在气浮池中与溶气废水混合。其特点为：①较全流程溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；②压力泵所造成的乳化油量较全流程溶气气浮法低：③气浮池的大小与全流程溶气气浮法相同，但较部分回流溶气气浮法小。
(3)部分回流溶气气浮法
部分回流溶气气浮法是取一 部分除油后出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合和气浮。回流量一般为含油废水的25%～100%。其特点为：①加压的水量少，动力消耗省；②气浮过程中不促进乳化；③矾花形成好，出水中絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。 为了提高气浮的处理效果，往 往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。
3.2.3优势
评价溶气系统的技术性能指标主要有两个：溶气效率和单位能耗。与其他方法相比，它具有以下优点：
ν 在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多，能够确保气浮效果；
ν 溶入的气体经骤然减压释放， 产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大、而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；
ν 工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护； 特别是部分回流式，处理、稳定，并能较大地节约能耗。
