[发明专利]一种含油污水旋流气浮评价装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含油污水旋流气浮评价装置及方法，以针对不同含油浓度和油滴粒径的含油污水进行旋流强度、气泡粒径和溶气量等旋流气浮工艺关键参数的评价，属于油气集输系统多相分离技术领域。

背景技术

国内外油田普遍采用注水开采方式，油田采出液的含水率迅速增加，并产生大量的含油污水。含油污水直接回注地层，则会导致地层堵塞，降低地层的吸水性，从而造成产量的下降。含油污水不经过处理直接排放，则会对生态环境产生严重的污染。因此，对含油污水进行有效的处理，对于保障油田的可持续发展和保护环境都具有重要意义。

气浮技术是处理油田含油污水的有效方法，通常作为重力沉降的后续处理或过滤等深度分离的预处理。气浮技术的基本原理是通过气泡粘附油滴，并携带油滴浮升，实现油水分离。气浮技术发展的重要方向是将气浮技术与其它分离技术相结合，强化浮选分离效果。其中，旋流气浮技术是一种将旋流分离技术与气浮技术有机结合的浮选技术，通过适当的离心力强化气泡与油滴的碰撞和粘附来提高浮选效率。离心力强化气浮的作用主要体现在两方面：一方面，在重力场中，气泡与油滴的碰撞具有随机性；而在离心力场中，气泡和油滴沿径向方向做“向心运动”，这种定向运动显著提高两者的碰撞几率。另一方面，在重力场中，密度低的油滴惯性较小，难以偏离液相的流线与气泡碰撞；而离心力场可以提高油滴运动的惯性，促使其偏离流线与气泡发生碰撞与粘附。

旋流强度是影响旋流气浮技术除油性能的关键因素。由于离心力直接作用于气泡和油滴的碰撞与粘附过程，旋流强度决定了旋流气浮的除油效果，是旋流气浮装置的核心参数。同时，在旋流气浮过程中，气泡特性(溶气量、气泡粒径)与污水特性(含油浓度、油滴粒径)等因素也对除油效果产生重要影响。因此，需要评价旋流强度、气泡特性、污水特性对除油性能的综合影响，进而准确评估旋流气浮工艺最优参数。

旋流气浮装置通过内筒转动使污水做旋流运动，并形成轴向均匀的旋流场，旋流场强化气泡和油滴碰撞与粘附，从而实现油水高效分离。通过调速电机调节内筒的转速实现旋流强度的改变，用于评价旋流强度对旋流气浮除油性能的影响。气泡通过气泡制备模块制备，通过调节溶气泵的流量与压力，控制气泡粒径和溶气量等参数，分析气泡特性(气泡粒径、溶气量)与污水特性(油滴粒径、含油量)的适配性，用于评价气泡特性对旋流气浮除油性能的影响。

为了优化旋流气浮技术的工艺参数，评估含油污水旋流气浮工艺的除油效果，有必要发 明一套旋流气浮评价装置。该装置可针对不同含油浓度和油滴粒径的含油污水进行旋流强度、气泡粒径和溶气量等旋流气浮技术关键参数的评价，实现对旋流气浮关键参数的优选，为旋流气浮设备的优化设计和高效运行提供依据。

发明内容

本发明目的是提供一种含油污水旋流气浮评价装置，能够针对一定特性(油滴粒径、含油量)的含油污水，评价旋流强度与气泡特性(气泡粒径、溶气量)对旋流气浮除油性能的影响，解决生产中旋流强度的选择、气泡特性与污水特性的适配性问题，为旋流气浮装置的结构参数、流场特征、气泡特性的优选提供参考依据。

本发明另一目的是提供一种上述评价装置的测试方法，该方法以含油污水的含油浓度作为浮选性能指标，可得到污水含油浓度经过一定浮选时间后的变化规律，准确地评价不同参数条件下的除油性能。

一种含油污水旋流气浮评价系统，其特征在于包括气体引入管路、污水管路、气泡制备管路和旋流气浮装置，其中旋流气浮装置包括设有内筒的旋流筒，且旋流筒与内筒同轴设置，旋流筒顶部设有用于驱动内筒的调速电机，所述旋流筒顶部设有带阀门I的注水口和带阀门J的排气口，旋流筒内还设有撇油板和布气板，且撇油板和布气板分别位于内筒的上方和下方，旋流筒侧面设有污水引出口、带阀门K的排油口和带阀门L的处理水取样口，且排油口位置高于所述撇油板，处理水取样口位置低于所述布气板，旋流筒底部还设有溶气污水入口和带阀门M的排水口；

所述的污水引出口排出的污水依次通过污水管路、三通、阀门E、气泡制备管路、溶气污水入口而进入旋流筒，所述的三通还连接有气体引入管路，从而使旋流筒内的污水循环流动，并且利用循环流动的污水制备气泡；

所述污水管路自污水引出口至三通依次为阀门A、污水流量计、阀门B；所述气体引入管路自其气体引入口至三通依次为阀门C、气体流量计、阀门D和真空表；所述气泡制备管路自阀门E至溶气污水入口依次为过滤器、多相溶气泵、单向阀、扩张管、阀门H；其中所述扩张管底部设有带阀门G的溶气取样口、顶部设有压力表和带阀门F的余气排出口。

所述的布气板和撇油板是多孔板。