孔板型空化装置处理油田污水的初步试验的研究.pdfVIP

石油机械 一10一 CHINAPETROLEUMMACHINERY 2008年第36卷第9期 ．．试验研究◆ 孔板型空化装置处理油田污水的初步试验研究+ 马红莲 董守平 冯高坡 翟 磊 (中国石油大学(北京)机电工程学院) 摘要 针对油田开采后期，污水成分复杂且各种常规水处理方法都有其局限性的问题，提出 了水力空化技术用于污水处理的设想。利用空化的化学效应，采用4种不同结构的孔板，建立了 水力空化污水处理系统，对油田现场污水水样进行了尝试性的试验研究。分析了相同作用时间下， 各孔板结构的空化数以及入口压力对水样COD去除率的影响，结果表明，空化数为0．65～0．85 时，污水COD的去除率较佳；当有效过流面积与管截面积的比值拉近0．12时，可以在较低的入 口压力下得到相对较高的COD去除率；孔板装置对降低油田污水COD含量具有一定的促进作用， 但去除率并不高。研究结果对分析水力空化技术作为油田污水辅助处理技术的可行性，具有一定 的参考价值。 关键词孔板空化技术油田污水水处理试验研究 规模化处理等特点，受到了学术界和工业界的广泛 引 言 关注。笔者研究的目的是考证水力空化技术为油田 污水处理提供辅助技术支持的可行性。 传统的油田污水处理方法有物理法、化学法以 及生物法。因油田污水成分复杂且各种方法都有其 空 化 机 理 局限性，在实际应用中通常是几种方法联合使用， 以提高处理效果。随着科技的发展，为了满足新的 1．水力空化 环境标准，各国在传统水处理方法的基础上，研究 水力空化的作用机理与超声空化类似，只是二 了其他的一些二级以及三级水处理方法，如臭氧氧 者形成空化的形式不同。 化、湿空气氧化…、空化技术【2’以及如声光化学 水力空化是利用几何学原理通过使流体速度发 法[31和声电化学法【4o等的复合处理法。 生变化引起压力变化而产生的空化。例如，通过孔 空化技术是一种物化水处理技术，能有效地用 口收缩、文丘里管流动等实现压能和动能的相互转 于复杂有机物以及生物难降解物质等的降解。20 换怕J。流体流过一个收缩装置时产生压降，当压 世纪90年代以来，国内外学者纷纷致力于超声波 力降至操作温度下液体的蒸汽压甚至负压时，溶解 降解有机物的研究，开始将超声波应用于控制水污 在流体中的气体会释放出来，同时流体汽化而产生 染，尤其是治理废水中难以降解的有毒有机污染 大量空泡，空泡在随流体进一步流动的过程中，周 物。研究结果表明，超声波法是在声空化效应及由 围的压力逐渐恢复，空泡体积将急剧缩小直至溃 空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用下对 灭。空泡形成、膨胀、收缩以及溃灭的过程称为空 污水进行降解，且证实该方法对分散油及乳化油的 化现象。 分离效果较好，但存在成本高、难于大规模处理等 空化数是为建立流动条件和空化强度之间的关 缺点‘51。 系而定义的，用or来表示，可表示为 与超声波法(即超声空化技术)相比，水力 空化技术具有结构简单、易实现、成本低、可实现 盯=(圹¨(如；)～ 。 ·基金项目：北京市重点学科建设资助项目“机械设计及理论”(XKI 2008年第36卷第9期 马红莲等：孔板型空化装置处理油田污水的初步试验研究 一1l一 式中p2——下游