Cómo eliminar residuos de aceite en el tratamiento de aguas residuales

Tecnología 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 intentar producir gas en el agua. A veces es necesario agregar un agente de flotación o coagulante. Se permite que el aceite emulsionado y el aceite disperso o las partículas suspendidas en agua con un tamaño de partícula de 0,25 a 25 um en las aguas residuales se adhieran a la capa de aire, floten hasta la superficie del agua con las burbujas y se reciclen, logrando así el propósito de eliminar el aceite. y sólidos suspendidos de aguas residuales aceitosas. La tecnología de eliminación de aceite por flotación por aire se ha desarrollado 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 con impulsor de fabricación propia en la Estación de Aguas Residuales de East Oil Depot para realizar experimentos de flotación y logró resultados satisfactorios. . Al agregar 100 mg/l de sulfato ferroso y el agua que permanece en la celda de flotación durante 30 minutos, el agua descargada del deshidratador eléctrico con un contenido de aceite importado de 20-315 mg/1 (temperatura del agua alrededor de 50 °C) puede contener aceite. después de la flotación, la cantidad cayó a 60,3 mg/l y la eficiencia de eliminación de aceite fue de 99,7. En 1991, el diseño de tratamiento de aguas residuales de la Estación Sur No. 1 del campo petrolífero de Dagang adoptó una máquina de flotación con impulsor de cuatro etapas de imitación estadounidense producida por la Fábrica de Equipos Especiales de Shenyang. Después de ser puesta en producción y operación de prueba, la eficiencia de eliminación de petróleo alcanzó el 85%. y el contenido de aceite en el efluente fue de 18,8 mg/1. El efecto es bueno. El campo petrolífero Wen'erlian de Zhongyuan, la estación petrolera 102 de Shengli, el campo petrolífero de Qinghai y otras estaciones de tratamiento de aguas residuales oleosas también son instalaciones de tratamiento totalmente importadas de los Estados Unidos. utilizan máquinas de flotación de impulsor. Posteriormente, se instalaron sucesivamente en Caoqiao del campo petrolífero de Shengli, Binyi Note, la estación de transferencia de petróleo de Liuyi y otras estaciones de tratamiento de aguas residuales en el campo petrolífero de Jidong. Todas utilizan máquinas de flotación como equipos de tratamiento de aguas residuales aceitosas. 2 Clasificación del método de flotación por aire Según los diferentes métodos de generación de burbujas, la tecnología de tratamiento por flotación por aire se divide en los siguientes tres tipos. 2.1 Flotación por aire disuelto La flotación por aire disuelto utiliza una bomba de agua 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 sobresaturarla y luego reducirla. Al instante, la presión libera repentinamente una gran cantidad de microburbujas densas, de modo que la combinación de burbujas y sustancias eliminadas se separa rápidamente del agua y flota 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 burbujas y sustancias eliminadas se eleva rápidamente y se separa del agua. 2.3 Flotación por aire a chorro La flotación por aire a chorro utiliza agua a alta presión (O,3 ~ 0,7 MPa) para pasar a través del eyector, generando presión negativa en la boquilla, aspirando el medio gaseoso y pasando a través del fuerte corte del tubo de mezcla. El medio gaseoso se forma en pequeñas burbujas. Después de que las pequeñas burbujas capturan las gotas de aceite, suben a la superficie del líquido para formar escoria. 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 productos derivados del petróleo con una densidad cercana a la del agua son difíciles de eliminar del agua mediante la sedimentación por gravedad natural. Más efectivos, especialmente los dispositivos de flotación de aire inducido, se utilizan a menudo en el tratamiento de agua producida en plataformas marinas en lugar de la sedimentación natural para eliminar el petróleo. Esto se debe a que el efecto del tratamiento de flotación de aire es bueno y el equipo es de tamaño pequeño y adecuado para condiciones con plataforma limitada. área. 3 Factores que afectan el efecto del tratamiento 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, más oportunidades habrá de entrar en contacto con las perlas de aceite. Aumenta la posibilidad de que las gotas 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 está limitada por la temperatura, la presión y otras condiciones. Cuando la temperatura del agua es superior a 40°C, la solubilidad del gas en agua disminuye aún más. Además, la cantidad de gas disuelto es proporcional a la presión del gas. El aumento de la presión del gas puede aumentar la relación gas-agua, pero una presión demasiado alta aumentará considerablemente los costos operativos y no es económicamente viable. 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 reciben diferentes fuerzas de flotación, su capacidad para adherirse a las gotas de petróleo también es diferente. Las burbujas pequeñas flotan lentamente y capturan fácilmente las gotas de petróleo (especialmente las pequeñas), mientras que las burbujas grandes flotan de manera rápida y grande. Las gotas de aceite son fácilmente capturadas por él. Sin embargo, las burbujas son demasiado grandes y la velocidad de flotación es demasiado rápida, lo que les dificulta adherirse a las gotas de aceite y es fácil de explotar, lo que da como resultado un efecto deficiente de eliminación de aceite. Cuando el contenido de aceite del medio de entrada es de 1,0 a 200 mg/l, la tasa de eliminación de aceite de la flotación por aire disuelto es la mayor.

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 chorro no es muy ideal, pero la relación gas-agua es mucho mejor que las dos primeras, por lo que cuando las aguas residuales contienen aceite > 200 mg/Cuando I, es más apropiado utilizar flotación por aire con impulsor y flotación con aire por chorro. 3 3 Contenido de sal El agua producida en los yacimientos petrolíferos generalmente contiene sal, que oscila entre decenas y cientos de miles de mg/1. Los resultados experimentales muestran que un aumento en el contenido de sal en las aguas residuales aceitosas es beneficioso para 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 aceitosas se ve afectado en gran medida por la adición del agente y, a veces, juega un papel decisivo. El uso de auxiliares de flotación por aire, coagulantes y agentes espumantes 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 de coagulación, demulsificación, formación de espuma y asistencia a la flotación. 4 La adaptabilidad de tres tipos de máquinas de flotación a las fluctuaciones en las condiciones del proceso 4.1 Cambios en el contenido de aceite del agua de la viga La máquina de flotación con impulsor tiene un mayor potencial de eliminación de aceite, y la capacidad de eliminación de aceite de la flotación con aire disuelto presurizado está relacionada con el contenido de aceite del agua entrante. La cantidad tiene una relación mayor. 4.2 Cambios en la temperatura del agua. El volumen de aireación de la máquina de flotación con impulsor no se ve afectado por la temperatura del agua y aún puede funcionar normalmente cuando la temperatura del agua alcanza los 90 °C. Sin embargo, el volumen de aireación de la flotación por aire disuelto presurizado y la flotación por chorro aumentará. cuando la temperatura del agua aumenta se reducirá significativamente, reduciendo el efecto de flotación. 4.3 Cambios en el proceso de flotación La máquina de flotación con impulsor en sí tiene un fuerte efecto de agitación, por lo que los requisitos de mezcla de los productos químicos antes pueden ser menores y se pueden agregar productos químicos 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. Los requisitos de mezcla para los productos químicos agregados antes son más altos. El agua cruda debe agregarse previamente con productos químicos, se debe ajustar el valor del pH y agregarlo. El floculante debe estar completamente coagulado de antemano. Mejorar su efecto de procesamiento. 5 Desarrollo de equipos de flotación por aire en el país y en el extranjero En los últimos años, con la amplia aplicación de equipos de flotación por aire en proyectos de tratamiento de aguas residuales, la estructura y los tipos de equipos de flotación también cambian y aumentan constantemente. La flotación por aire disuelto incluye principalmente: flotación por aire en piscinas poco profundas, flotación por aire de alta eficiencia, etc.; la flotación por aire mecánica incluye principalmente flotación por aire cóncava de vórtice, flotación por aire inducida y tipo hélice en espiral, etc. Estos tipos de equipos de flotación por aire se presentan a continuación. 5.1 Flotación por aire en tanques poco profundos La flotación por aire en tanques poco profundos se basa en la flotación por aire tradicional, utilizando la teoría de capas poco profundas y el "principio de velocidad cero" para integrar la condensación, la flotación por aire, el desnatado, la sedimentación y el raspado de lodo. El equipo general es cilíndrico. es compacto y la piscina es poco profunda. El cuerpo principal del dispositivo se compone de cinco partes, el mecanismo giratorio de distribución de agua, el mecanismo de liberación de aire disuelto, el mecanismo del marco, el mecanismo de recolección de agua, etc. En el mecanismo central del cuerpo de la piscina, el mecanismo de distribución de agua, el mecanismo de recolección de agua y el mecanismo de liberación de aire disuelto están estrechamente conectados con el marco y giran alrededor del centro del cuerpo de la piscina. Las ventajas son: la piscina es poco profunda, el tiempo de flotación de la materia suspendida 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 poca profundidad de la piscina también hace que el área de agua clara en la piscina no sea clara o no exista. 5.2 Flotación de aire de alta eficiencia La tecnología de flotación de aire de alta eficiencia y su conjunto completo de equipos fueron establecidos en 1981 por el Instituto de Investigación de la Construcción. del Ministerio de Industria Metalúrgica y son líderes a nivel internacional. Un proyecto de tratamiento de agua de alta tecnología de última generación. El diseño se basa en la teoría del valor de adsorción establecida por el inventor del proyecto. En comparación con la flotación de aire tradicional. -La flotación de aire de eficiencia tiene las siguientes diferencias principales: a. Mejora la eficiencia de eliminación de aceite en lugar de extender el tiempo de residencia b. La tasa de utilización de gas disuelto de la flotación de aire Gaosao es tan alta como 100. Según la teoría del valor de adsorción, solo microburbujas. Las partículas suspendidas más pequeñas que el tamaño de las partículas suspendidas pueden lograr el mismo efecto. La flotación de aire de alto tambor puede producir burbujas de lum, mientras que el diámetro de las burbujas producidas por la flotación de aire convencional es generalmente superior a 50 um. La flotación es un equipo mecánico típico de flotación por aire que comenzó a utilizarse en el procesamiento de minerales por flotación.

El impulsor giratorio de alta velocidad instalado en la máquina crea una presión negativa 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 del proceso de disolución. El aire y luego liberándolo El diámetro de las burbujas generalmente >50um, el volumen de aireación 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 tiene las características de ocupa poco espacio y tiene bajos costos operativos. Su desventaja es que la agitación a alta velocidad es perjudicial para la eliminación de gotas de aceite con un tamaño de partícula de 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. La flotación es que el impulsor no está instalado. Está instalado en el medio del tanque de flotación, sino en el extremo de entrada de agua del tanque de flotación. La rotación del impulsor introduce aire y lo corta en la zona de flotación de aire y en la zona de separación. con el agua entrante para lograr el propósito de separación sólido-líquido (líquido-líquido). En comparación con la flotación por aire disuelto y la flotación por aire inducida, la flotación por aire vórtice tiene las características de ocupa poco espacio y bajo consumo de energía 5. La flotación de aire propulsada por espiral se originó en los Estados Unidos. Se basa principalmente en la propulsión de la espiral para introducir aire y cortar y dispersar burbujas para lograr el propósito de eliminar los sólidos suspendidos. 5.6 Máquina de flotación por aire a chorro La flotación por aire a chorro es una nueva tecnología de tratamiento de aguas residuales que ha surgido recientemente. Utiliza aguas residuales o agua purificada como fluido de chorro. El fluido forma una presión negativa en la cámara de succión del eyector e inhala el gas transportado en pequeñas capas de aire al pasar a través de la sección de mezcla del eyector. Suben en la cámara de flotación de aire. Las perlas de aceite y las partículas sólidas se adhieren al medio y suben al nivel del líquido para lograr el propósito de eliminar los residuos de aceite. Puede tratar diversas aguas producidas en yacimientos petrolíferos con un contenido de aceite no superior a 200 mg/l. Comparado con el método de flotación por aire con impulsor, sus ventajas son: a. El consumo de energía es bajo, equivalente solo al 33% del método de flotación por aire con impulsor; No hay partes giratorias en el flujo de líquido y la fuerza de corte es muy pequeña; El diámetro de las burbujas producidas es pequeño, por lo que la eficiencia de eliminación de aceite en las condiciones operativas requeridas es mayor que la del tipo impulsor. Sin embargo, dado que el dispositivo de flotación por aire a chorro tiene altos requisitos en cuanto a presión, calidad del agua, potencia y otras condiciones operativas del fluido del chorro, no se usa tan ampliamente en el tratamiento de agua producida en yacimientos petrolíferos como el dispositivo de flotación por aire con impulsor. De acuerdo con las características del método de flotación por chorro, este proceso es más adecuado para el tratamiento de agua producida en campos petroleros remotos con pequeñas cantidades de agua producida y bajos requisitos de calidad del agua. 6 Conclusión Hay muchos tipos de equipos de flotación por aire y la elección del equipo de flotación por aire depende de la calidad específica del agua. Actualmente se utiliza en el tratamiento de aguas residuales de producción de yacimientos petrolíferos, la flotación inducida se utiliza con más frecuencia y la tecnología es relativamente madura. La flotación de aire cóncava de vórtice se ha utilizado en aguas residuales petroquímicas y el efecto es bueno, pero no se utiliza en el tratamiento de aguas residuales de yacimientos petrolíferos. El agua producida. La flotación de gas disuelto no se ha utilizado antes. También se usa ampliamente en el tratamiento de aguas residuales petroquímicas debido a que el gas disuelto no se libera por completo y el oxígeno disuelto generalmente excede el estándar, rara vez se usa en el tratamiento de agua producida en campos petroleros. La flotación por chorro se ha utilizado en campos petroleros, como la estación de tratamiento de aguas residuales de la estación conjunta Wenmi en el campo petrolífero Tuha de Xinjiang, el efecto es muy bueno.