摘要：采用涡凹-溶气组合气浮工艺对污水进行预处理，运行效果显示，该工艺对污水中的油和悬浮物具有显著的去除效果，对后续生化处理单元的稳定运行具有重要意义。
关键词：涡凹气浮；溶气气浮；组合气浮工艺；污水预处理
某污水处理场建有化工污水处理和腈纶污水处理两套污水处理装置，原设计均采用射流气浮分别作为来水中油和悬浮物的去除工艺，以达到后续生化系统所需要的进水水质的指标要求。但是，在实际运行过程中发现，射流气浮工艺存在溶气水不稳定、产生气泡大、溶气效果较差的问题，且溶气释放器经常堵塞影响形成有效的溶气水，导致射流气浮工艺对污染物的去除效率低。因此，为了提高装置运行水平，将原有射流溶气气浮工艺改造为涡凹气浮与溶气气浮组合的两级气浮工艺，提高了装置对污染物的去除效率。
1射流溶气气浮工艺介绍
射流溶气气浮工艺的工作原理主要为：空气通过溶气泵送入压力溶气罐内，在0.5MPa压力下被强制溶解在水中，在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量致密的微气泡群在缓慢上升过程中吸附在悬浮物密度下降而上浮，达到去除悬浮物、油和COD等污染物的目的[1-2]。工艺流程简图见图1。
图1 射流溶气气浮工艺流程简图
2涡凹-溶气组合气浮工艺介绍
涡凹-溶气组合气浮工艺分为前段CAF涡凹气浮段和后段DAF溶气泵气浮段。CAF段用于去除水中大部分的油和悬浮颗粒物，可应对高浓度废水及冲击负荷；DAF段用于进一步分离水中的细小絮体，保证高效稳定的出水效果。
CAF涡凹气浮段主要由曝气区、气浮区、回流管、刮渣系统等几部分组成，其工作原理为：加药混凝后的污水首先进入涡凹曝气区，通过涡凹曝气机底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成了一个真空区，此时水面上的空气通过涡凹曝气机的中空轴抽送至水下，并在底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下被粉碎成微气泡。分散后的气泡主要粒径在30～110μm之间，其中80～100μm的主要起气浮作用的气泡比例达到85%以上。微气泡与污水中的油和悬浮颗粒物有机地结合在一起并上升到液面，到达液面后污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，通过刮渣机将浮渣刮入前段浮渣收集槽，前段浮渣收集槽内的螺旋排渣机将浮渣排出。
图2 涡凹-溶气组合气浮工艺流程简图
DAF溶气气浮工作原理为：气浮出水的一部分（15-20%）作为溶气水，由溶气泵（多项流泵）送入溶气罐与通入的非净化风溶解，溶气压力0.50～0.60MPa。气体在泵进口管道处依靠泵前真空直接吸入，再经泵的叶轮交切，泵在建立压力的过程中产生气液两相充分的溶解并达到高压饱和。在接触区，减压释放溶解的气体以微气泡的形式逸出并弥散在气浮装置中形成乳白色的溶气水，溶气水与污水充分接触，小气泡黏附着污水中的絮凝颗粒，使絮凝颗粒上浮，使得固液分离，从而达到净化的目的。工艺流程简图见图2。
3涡凹-溶气组合气浮工艺运行情况及分析
3.1涡凹-溶气组合气浮工艺对污水中油的去除效果
化工污水处理装置中采用涡凹-溶气组合气浮工艺主要用于污水中油的去除。根据水质和水量情况，聚丙烯酰胺药剂投加由自动投料机投加，投加浓度为每吨废水2-3g；聚合氯化铝铁药剂投加浓度为每吨废水20-50g[3]。气浮池需要进行密封，运行过程中产生的废气通过废气收集管线分别进入废气处理设施进行集中处置后排放。气浮出水中油含量见图3。
图3 涡凹-溶气组合气浮工艺出水中油含量
装置标定期间，化工污水气浮装置上游来水中油含量在40.5mg/L到72.3mg/L之间的情况下，出水中油含量平均值达到18.06mg/L，低于装置设计指标（≤50mg/L）。
3.2涡凹-溶气组合气浮工艺对污水中悬浮物的去除效果
腈纶污水处理装置中采用涡凹-溶气组合气浮工艺主要用于污水中短纤维丝等悬浮物的去除。根据水质和水量情况，聚丙烯酰胺药剂投加由自动投料机投加，投加浓度为每吨废水0.5-1.0g；聚合氯化铝铁药剂投加浓度为每吨废水25-50g[4]。气浮池需要进行密封，运行过程中产生的废气通过废气收集管线分别进入废气处理设施进行集中处置后排放。气浮出水中悬浮物含量见图4。
图4 涡凹-溶气组合气浮工艺出水中悬浮物含量
装置标定期间，腈纶污水气浮装置上游来水中悬浮物在39mg/L至170mg/L之间的情况下，出水悬浮物平均值为11.7mg/L，低于装置的设计指标（≤20mg/L）。其中，出水悬浮物的最大值为24mg/L，是因为加药线出现漏点，期间对加药管线进行处理，停止加药2个小时导致的异常数据。
4结论及建议
4.1采用涡凹-溶气组合气浮工艺对于化工污水中的油和腈纶污水中的悬浮物均具有良好的去除效果。
4.2采用涡凹-溶气组合气浮需要综合考虑运行过程中废气的集中收集和处理。
4.3气浮系统由于采用密闭方式运行，因此需要考虑刮渣机等池内设备的抗腐蚀性能，降低设备故障率。
参考文献：
[1] 大庆石化公司污水一车间操作规程 2007年
[2] 张莉莉，米治宇．炼油污水浮选系统的问题分析与对策[J]．炼油与化工，2014，3（25）：10～11．
[3] 大庆石化公司水气厂化工污水处理场完善改造项目基础设计 2011年1月
[4] 大庆石化公司水气厂腈纶污水处理场完善改造项目可行性研究报告 2014年6月
作者简介：陈福霞，女，高级工程师，2007年毕业于中国石油大学（北京）环境工程专业，现从事石化企业环保管理工作。
论文作者:陈福霞,王忠庆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：气浮论文; 组合论文; 悬浮物论文; 污水论文; 工艺论文; 装置论文; 射流论文; 《基层建设》2019年第13期论文;