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絮凝气浮中气泡分布与絮凝剂配伍性研究

范欣  
【摘要】: 气浮技术是一种正在深入研究和不断推广的水处理技术。本文以多相流泵溶气气浮实验装置为基础,设计搭建了显微摄像测量系统和激光衍射测量系统,并从气泡粒径分布和絮凝剂-污水水质配伍性两个方面入手,对影响气浮分离效率的因素进行了实验研究。 气浮过程中气泡的粒径分布是气浮分离效率的重要影响因素。实验采用显微摄像系统和激光衍射测量系统对气泡粒径进行了测量,然后通过激光衍射测量系统,对气浮过程中影响气泡粒径分布的因素如压力、气液比、矿化度、表面张力等参数进行了研究,并将两种方法的测量结果进行了比较。结果显示,两种测量方法具有较好的一致性;气泡粒径随压力升高而逐渐减小,当压力高于0.5MPa时,继续提高压力已无明显作用;气液比升高导致气泡粒径减小,直至溶气水达到饱和;流量增大会降低溶气水的溶气时间,增强管道内流体的紊流强度,进而对气泡粒径产生影响;矿化度的升高使气泡从更多的气泡核位析出,从而降低了气泡粒径;表面张力的降低可以有效地抑制气泡间的相互聚并,从而使气泡粒径减小。 絮凝剂-污水水质配伍性是实现对含油污水有效破乳、促进气泡与油滴/絮体有效粘附的关键因素。实验在对油田污水水质进行深入调研的基础上,模拟配制了各种水质含油污水,并考察了pH、温度、表面活性剂浓度、矿化度、油滴粒径等污水特征参数对絮凝剂除油效率的影响。研究发现,污水水质的特征参数会从絮体的生长、油水乳状液的破乳和油滴的聚结等方面对气浮效果产生影响;复配实验筛选得到最佳复配比:当阴离子聚丙烯酰胺投加量为6mg/L、PAC或PAFC为30mg/L,以及阳离子聚丙烯酰胺投加量为6mg/L、PAC为30mg/L时,可以实现对含油污水经济、高效的处理。显微观察实验表明,气泡与油滴的直接粘附较为困难,主要是通过气泡形成的尾流对油滴的携带作用来促进分离。混凝处理后,气泡与油滴/絮体可以形成单气泡/油滴/絮体共聚体和多气泡/油滴/絮体共聚体,有效地促进了油水分离。


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