1.1技術(shù)研發(fā)理念氣旋浮含油污水復(fù)合處理技術(shù)并非將常規(guī)氣浮分離設(shè)備與水力旋流器相對獨(dú)立地串聯(lián)組合，也不是在常規(guī)水力旋流器單體入口污水中注氣或在旋流器腔體上打孔注氣，而是基于對湍流場和離心場內(nèi)微氣泡與油滴顆粒碰撞、黏附和分離過程全新認(rèn)識的結(jié)果。該技術(shù)在常規(guī)氣浮分離設(shè)備的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，將分離區(qū)的表面水力負(fù)荷率由2～7m3(m2·h)提高到20～40m3(m2·h)，利用適當(dāng)?shù)耐牧髯饔么龠M(jìn)油滴與微氣泡之間碰撞黏附形成“微氣泡-油滴黏附體”的幾率，同時(shí)利用低強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)離心力場(弱旋流)加速“微氣泡-油滴黏附體”的分離，以此來有效提高設(shè)備的分離性能，使最初的大容積、低表面水力負(fù)荷氣浮分離池型逐漸向集成、緊湊型立式結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，更能滿足陸上各類已建裝置區(qū)以及海洋石油平臺等環(huán)境空間受限場合后期增配相關(guān)處理設(shè)備的需要。

　　以美國Schlumberger公司的氣旋浮裝置(第一代產(chǎn)品為EpconCFU，第二代產(chǎn)品為EpconDualCFU)為例，該公司聲稱設(shè)備分離區(qū)的水力停留時(shí)間最低可至30s，有效容積僅2m3左右的設(shè)備處理量可達(dá)250m3h;當(dāng)入口含油濃度低于100mg�NL且原油密度較小時(shí)，單級CFU運(yùn)行可使出水口含油濃度低于20mgL，兩級CFU串聯(lián)運(yùn)行可使出水口含油濃度低至10mgL。截止到2009年10月，EpconCFU共在歐美近40個(gè)海上油田的采出水處理流程中得到安裝使用，中國海油西江(XJ)30-2油田于2008年第三季度耗資800多萬美元引進(jìn)了總處理量為3600m3h的EpconCFU。但由于技術(shù)保密等方面的原因，國內(nèi)目前很難從公開的科技文獻(xiàn)查閱渠道獲取國外各種氣旋浮裝置的技術(shù)研發(fā)細(xì)節(jié)，只能從一些公開的產(chǎn)品樣本和現(xiàn)場使用性能描述大致了解其研究動向和技術(shù)發(fā)展水平，導(dǎo)致迄今仍然缺乏大處理量自主品牌的工業(yè)化產(chǎn)品。另一方面，國內(nèi)外煉油企業(yè)一直未能對該技術(shù)予以必要關(guān)注，致使迄今尚沒有在該領(lǐng)域相關(guān)的工程應(yīng)用案例。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　1.2工藝流程與工作原理北京石油化工學(xué)院多相流高效分離技術(shù)與設(shè)備研究所自2005年以來在國內(nèi)率先關(guān)注并著手自主研究氣旋浮含油污水復(fù)合處理技術(shù)，在推出BIPTCFU-Ⅰ型、BIPTCFU-Ⅱ型可視化樣機(jī)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)的BIPTCFU-Ⅲ-4型氣旋浮含油污水處理樣機(jī)在中國石化中原油田、中國海油秦皇島(QHD)32-6油田和流花(LH)11-1油田等地成功進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，且在水力停留時(shí)間、除油率等性能指標(biāo)方面位居國內(nèi)前列。圖1為BIPTCFU-Ⅲ-4型氣旋浮含油污水處理樣機(jī)的工藝流程示意。樣機(jī)主要包括微氣泡發(fā)生器、氣液混合泵、氣旋浮罐等;采用撬裝模塊化設(shè)計(jì)，總體上采用兩級CFU串聯(lián)且各級可相對獨(dú)立運(yùn)行。核心設(shè)備氣旋浮罐主要由立式壓力容器罐體、內(nèi)部穩(wěn)流筒、污水切向入口、頂部排氣口、頂部排油口、底部排水口等組成，有效容積為0.17m3，內(nèi)徑為Ф400mm，高度為1675mm。樣機(jī)的設(shè)計(jì)處理量為4m3h，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為2.5min，旋流強(qiáng)度為35g，設(shè)計(jì)處理量下的表面水力負(fù)荷率為32.65m3(m2·h)。

　　工作過程中，首先利用微氣泡發(fā)生器向待處理含油污水中混入大量微氣泡。微氣泡與污水中的分散相油顆粒在入口管路內(nèi)進(jìn)行一定程度的碰撞黏附后，從罐體上部切向進(jìn)入氣旋浮罐內(nèi)的旋流區(qū)。在該區(qū)域內(nèi)一方面利用中低湍流作用促進(jìn)油滴與微氣泡的碰撞黏附，另一方面利用弱旋流促進(jìn)輕質(zhì)油相和微氣泡向罐中心運(yùn)移，該過程稱為“一次氣浮作用”。浮升到上部液面的“油-氣泡-水”多相混合物(或稱“富油相排出物”)自罐頂部出油口依靠壓力排出，處理后的水從罐底部排出。為進(jìn)一步改善氣浮分離效果，將部分處理后的排出水回流，利用氣液混合泵抽吸罐內(nèi)頂部氣相空間的氣體，產(chǎn)生帶有大量微氣泡的回流水并經(jīng)罐內(nèi)中下部的布?xì)庵信啪鶆蚍植迹�產(chǎn)生“二次氣浮作用”�？偟膩砜矗�含油污水相當(dāng)于在氣旋浮罐內(nèi)進(jìn)行了一次旋流分離與兩次氣浮分離，因此除油率較常規(guī)旋流分離設(shè)備和常規(guī)氣浮分離設(shè)備有較大幅度的提升。