海上油田含油污水旋流气浮一体化处理设备及其应用

低强度旋流离心力场与气浮组合是一种高效的含油污水处理技术,目前在国外已有较为成熟的产品,尤其是挪威M-I SWACO公司开发的Epcon紧凑型气浮装置已经在海上油田含油污水处理的应用方面取得了众多成功的案例。从Epcon紧凑型气浮装置的基本结构及其工作原理入手,简要叙述了该设备的工艺流程和性能特点,重点介绍了其在世界范围内尤其是在中国西江30-2采油平台上的测试和应用状况,最后介绍了新一代CFU设备的研发动向,为国内自主设计研发含油污水旋流气浮一体化处理设备提供必要的理论指导。     

微生物絮凝法处理养鱼污水

以枯草杆菌为絮凝产生菌,优化养鱼污水对其培养条件,探讨其降解污水有机物效果及增殖变化,并讨论分析絮凝活性分布、成分组成。结果表明：pH 6.7～7.8、碳氮比20～40、COD≥85 mg/L养鱼污水（灭菌）培养该菌36 h,其培养液（2 mL投量）对高岭土悬液的絮凝率达39.5%,养鱼污水COD去除率达47.2%,絮凝菌生长良好;该絮凝菌其絮凝活性物质是菌体分泌物,成分主要为多糖。     

超小型液体旋流分离器的研究

这是用超小型液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验。在旋流分离器下向流排出口内插入一个圆锥流量调节器。实验中使用的固体粒子为玻璃球，平均粒子径为4．84μm。通过实验发现了装有圆锥流量调节器旋流分离器有较好的性能，与普通型的相比，其压力损失约减少7％，分离效率增加10％。     

二次旋流强化型气旋浮技术的分离特性

现有气旋浮装置在运行过程中普遍存在旋流强度衰减程度过大等问题,限制了其分离性能的提升,基于此,分析了二次旋流强化作用对气旋浮罐内旋流强度和分离性能的影响特性;借助CFD数值模拟方法和响应曲面法等手段对基于二次旋流强化气旋浮罐主要结构的参数进行了优化,对比分析了常规气旋浮罐和二次旋流强化气旋浮罐的内部流场和油水分离特性。结果表明,采用二次旋流强化结构可以有效提高旋流强度,加速“油滴-微气泡黏附体”向旋流中心汇聚,优化后的气旋浮罐油水分离效率提高至94.5%,较常规单级气旋浮罐提高了10%;二次旋流强化结构是提升气旋浮分离过程中旋流强度和提高气旋浮装置分离性能的有效途径。以上结果可进一步推动气旋浮装置性能的优化和结构创新,可丰富完善该技术设计的理论体系。     

旋流诱导介质振荡再生增强含油污水微通道分离

受微通道分离介质再生后截滤残留污染物影响,常规微通道分离效率持续衰减,成为抑制微通道分离广泛高效应用的关键瓶颈。通过开发旋流振荡再生单元,研究了旋流振荡再生强度和振荡再生结构对微通道分离装置过滤介质再生效率的影响,由此集成研发沸腾床分离器,考察了装置对实际含油污水的分离效率,并分析了微通道振荡再生对沸腾床分离的强化原理以及装置的分离经济性。结果表明,当再生强度为5.0 L·(s·m²)⁻¹时、再生15 min后采用轴向振荡再生结构,沸腾床分离器达到最佳再生工况。在最佳再生工况下开展10 m³·h⁻¹实际含油污水连续处理实验,针对油质量浓度为30~200 mg·L⁻¹、悬浮物质量浓度为25~200 mg·L⁻¹的来水,装置出水平均油分和悬浮物质量浓度分别降至11.4 mg·L⁻¹和23.5 mg·L⁻¹,并可在来水最高油质量浓度和悬浮物质量浓度接近50 000 mg·L⁻¹的冲击工况下,确保出水平均油分和悬浮物质量浓度降至15.9 mg·L⁻¹和29.8 mg·L⁻¹。利用沸腾床分离器再生结构中旋流诱导的过滤介质表界面污染物振荡运动,分离过程中截滤残留的油分和悬浮物等污染物被及时脱附,实现颗粒介质表界面彻底更新,确保装置长周期稳定运行。以200 m³·h⁻¹规模实际含油污水处理为例,沸腾床分离工艺相对涡凹气浮和溶气气浮的组合工艺,可完全取消化学絮凝药剂消耗且不产生化学浮渣,且具有显著的经济环保效益。     

液体旋流分离器分离效率的研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一.分离效率是衡量液体旋流分离器分离过程进行完善程度的最重要的技术指标,它能从质与量两方面反映出设备性能的优劣.当前液体旋流分离器设计过程还缺少具体量化的理论依据,为了给液体旋流分离器的设计提供理论依据,通过液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验,得出了液体旋流分离器各部结构尺寸、形状、相对比例对分离效率的不同影响程度,提出了结构参数的最佳取值范围.按照本研究提出的设计原则和方法,可以制造出性能优良的液体旋流分离器.     

臭氧气浮工艺处理城市合流制溢流污染

合流制溢流(CSO)污水具有水质水量波动大、非连续产生的特点,采用臭氧气浮技术对CSO污水进行处理,研究该技术对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、悬浮固体(SS)等污染指标的控制效果。实验室小试结果表明,在最适工艺条件下,混凝-臭氧同步处理对CSO实际污水SS、TP、COD去除率分别为77.8%、73.6%和57.9%,显著削弱了腐殖质类有机物荧光强度,混凝与臭氧氧化之间表现出良好的协同作用,能够实现CSO污染的有效控制。进一步设计了臭氧气浮撬装式设备,并在武汉市开展了CSO处理现场实验研究,运行结果表明,臭氧气浮工艺系统对SS、TP、COD的平均去除率分别为81.8%、75.4%和61.7%,净化效果良好,实现了对CSO典型污染物的协同治理。通过实验室研究和工程实验结果,证实了臭氧气浮工艺用于CSO污水治理的工程可行性,上述研究结果可为CSO污水的多水质目标协同控制提供理论指导和技术参考。     

旋流场超细颗粒聚集实验研究

不同粒径分布和浓度的催化裂化(FCC)三旋回收超细催化剂颗粒在旋流场中经过50 h循环回流,颗粒中值粒径变化明显。物料中分散相越多、颗粒粒径越小时,颗粒碰撞越频繁,其聚集趋势越明显。颗粒聚集体在旋流场内不够稳定,通过对比不同进料速率下的旋流场聚集效果,得到最适合颗粒聚集的旋流场雷诺数为20 000。颗粒聚集体存在聚集极限粒径,其最佳聚集时间约为40 h,颗粒聚集后的旋流分离效率提高近5%。     

旋流板式气液分离器减阻杆实验研究

实验研究了不同条件下减阻杆对分离器分离效率及压降的影响。研究结果表明,在旋流板式气液分离器内安装减阻杆可以在不减小分离效率的前提下降低阻力,减阻幅度的大小与减阻杆的轴向长度、径向位置和分离器内的空速有关;减阻杆对于分离效率的影响在实验范围内很小。研究结果可为分离器的优化设计提供建设性指导。     

高效旋流分离-生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流应用研究

设计高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流。确定高效旋流分离器的最优进水压力为0.03MPa,生态砾间接触氧化装置的最优水力停留时间(HRT)为8h,模拟初期雨水SS、COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到93.00%、91.00%、74.00%、95.00%和83.00%。该联合装置主要通过离心力作用,填料层吸附和过滤作用,微生物的同化和异化作用,植物根系的吸收、截留和降解作用将污染物去除。构建中试系统应用至实际初期雨水径流的处理,中试系统运行稳定,出水SS、COD、TN、氨氮和TP平均分别为89.00、42.00、3.97、1.84、0.42mg/L,有效削减初期雨水径流污染物的排放量,从而缓解天津市滨海新区的面源污染。     

优化组合型液体旋流分离器的实验研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一。在以前的液体旋流分离器分离效率和压力损失等实验研究中,提出了液体旋流分离器的优化组合的设计方法,为了验证该设计方法对微粒子的分离性能,按照该设计方法中各部分结构参数的选取原则及合理搭配优化组合,制作了一台优化组合型液体旋流分离器并进行了性能实验,通过从水中分离脱硫石膏的实验方法,得出了优化组合型液体旋流分离器的分离效率、分割尺寸和压力损失的实验结果。从而验证了优化组合型液体旋流分离器的分离性能。     

用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究

建立了气浮旋流耦合装置。测试了气浮旋流耦合装置的分离效果，实验表明，在加气量质量比为0．003-0.020，含油污水浓度为50—300mg／L条件下，气浮旋流耦合装置可比单纯的旋流分离装置的分离效率提高10％，50％。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究

建立了气浮旋流耦合装置.测试了气浮旋流耦合装置的分离效果,实验表明,在加气量质量比为0.003～0.020,含油污水浓度为50～300 mg/L条件下,气浮旋流耦合装置可比单纯的旋流分离装置的分离效率提高10%～50%.     

石膏浆液旋流器的分离性能实验研究

通过理论分析及工程经验对石灰石/石膏法烟气脱硫工艺中石膏浆液脱水系统的旋流器进行优化设计,在与工业实际相近的操作条件下,优选出了一根综合性能较好的旋流器。考察了该旋流器的压力、流量与分离效率之间相互关系,与常规石膏浆液旋流器的分级效率进行了比较,确定了最佳操作条件。结果表明,旋流器的进口流量随着进出口压力差的增大而增大,分离效率随着流量增加先上升后下降。在进口硫石膏颗粒平均粒径为24μm,流量为11.8~14.8 m3/h时,分离效率在85%以上,底流出口10μm、15μm以下的颗粒分别占底流出口颗粒总体积的1%、10%左右,起到了很明显的分级浓缩作用,分离性能也优于常规使用的石膏浆液旋流器。     

超小型液体旋流分离器的研究

这是用超小型液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验。在旋流分离器下向流排出口内插入一个圆锥流量调节器。实验中使用的固体粒子为玻璃球 ,平均粒子径为 4 84 μm。通过实验发现了装有圆锥流量调节器旋流分离器有较好的性能 ,与普通型的相比 ,其压力损失约减少 7% ,分离效率增加 10 %。     

液体旋流分离器内部流场分布的测试与研究

改变传统的利用皮托管插入法对流场分布的测试方法 ,利用激光流速计分别对两种具有代表性的液体旋流分离器的切线方向和轴线方向的流场分布进行了测试 ,得到了精确的结果。为分析、研究和提高旋流分离器的性能 ,提供了最基本的和最有效的数据     

旋流器用于气体吸收的试验研究

旋流器中流体沿切向进入腔体,旋转产生离心力场或超重力场,可探索将旋流器用于强化热质传递方面.试验中采用一小型旋流器系统对二氧化碳进行了吸收的试验研究,测定和分析了气液相界面积及扩散时间,并计算了脱碳效率,对于旋流器在强化热质传递方面的应用具有一定的意义.     

重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为：进口流量0.7 m3·h-1,分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%。对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(VI)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(VI)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。