渦凹氣浮系統在生活污水處理中的應用
摘要:主要介紹了渦凹氣浮的工藝流程、工作原理以及在生活污水處理工程中的應用,分享了在實際運行中的管理經驗。
關鍵詞:渦凹氣;懸浮物;生活污水
渦凹氣浮技術是近年來發展起來的一種新的氣浮技術,相對于傳統的溶氣氣浮具有設備簡單、操作方便、占地小、節能等優點,已在石化行業污水處理中廣泛應用[1- 3],但在城市生活污水中的應用鮮有報道。結合大慶石化公司生活污水處理工程,介紹渦凹氣浮在生活污水處理工程中的應用情況。
1 工程概況
該污水處理場主要負責公司周邊居民小區生活污水處理,原設計規模1000m3/h。目前,實際污水處理量為500~600m3/h。裝置預處理工藝流程如圖1。
2 渦凹氣浮系統工藝流程及原理
2.1 工藝流程
氣浮系統入水SS、油、總磷濃度平均值分別為195.5mg/L、13.3mg/L、3.21 mg/L,工藝流程如圖2。
氣浮系統分兩個部分,分別為混凝反應池和渦凹氣浮池。在混凝反應池前端投加混凝劑PAC,通過池內的一級攪拌和二級攪拌,來水與藥劑進行充分的混凝反應,而后進入渦凹氣浮池,污水在進入渦凹氣浮池前投加絮凝劑PAM。渦凹氣浮出水進入提升水池,經提升泵輸送至生化處理系統。
2.2 工藝原理
渦凹氣浮機主要是通過安裝于液下高速旋轉的葉輪將空氣輸送到污水下部,并將加過藥的原水高速攪勻。葉輪內的空氣被高速甩出時產生10~100μm 的霧化氣泡溶于水中,在專門制作的氣浮箱內與水中的油脂和絮粒等相互粘附形成比重小于水的浮體,快速浮出水面,然后由刮渣機刮至集渣槽內,從而完成污水的凈化[4]。
3 在城市生活污水處理工程中的應用
隨著企業環境意識的增強以及環保對排污要求的提高,現有的污水處理設施不能滿足達標排放的要求。大慶石化公司于2009 年對其下屬的生活污水處理場進行了改造,廢除了原預處理池,新增一套渦凹氣浮系統對來水進行預處理。
3.1 應用效果
SS 去除率達80%以上,總磷、油類的去除率達到70%以上,COD、BOD 去除率也達到60%以上,有效緩解了后續生化處理單元的壓力,終水水質得到很大改善,達到國家一級B 類排放標準。
3.2 運行調試及管理
裝置改造完成后,先投加單藥劑PAC 進行試驗,發現氣浮出水渾濁,水中含有大量細小絮凝體,此時氣浮機出口含大量白色泡沫,氣浮池表層浮泥很少。進而投加絮凝劑PAM,此時氣浮機出口立即出現黑色泡沫最后形成浮泥漂浮于水體表層,氣浮出水變得清澈透明。說明,雙藥劑運行對氣浮處理效果影響明顯。
氣浮系統的加藥量需先做靜態試驗,隨后在實際運行中逐步進行調試以達到最佳效果(出水最佳,用藥最少)。本裝置的PAC 最佳投加量為12mg/L,PAM的最佳投加量為4mg/L。試驗時需注意,先在水樣中投加PAC,確定其最佳量后,然后再在投加過最佳量PAC 的水樣中投加PAM,對水樣劇烈震蕩溶氣后觀察污泥上浮速度,一般在7~10 秒之內就能看到明顯泥水分層的即可確定為PAM的最佳試驗量。
污水流量變化意味著需要處理的水量和污染物量發生變化,需要及時改變藥劑投加量才能取得最佳的處理效果。此外當污水的流量過大時會引起分離區水流紊動加大而造成泡絮結合體破碎,氣浮池水平流速加快,停留時間縮短,對絮凝體上浮分離不利,此時應及時調整出水堰高度以防止污水進入浮渣系統。
3.3 應用效益
改造后氣浮系統比原預處理系統年運行費用節省23.5 萬元,終水COD 由原來的年平均56mg/L 降低為36mg/L,達到了國家一級A類排放標準的要求,創造了良好的社會效益。
4 總結
綜合以上工程建設和運行管理經驗,渦凹氣浮在生活污水處理中有以下幾個優點:
4.1 設備投資少,占地面積小。渦凹氣浮沒有壓力容器、空壓機、循環泵等設備,因而設備投資少。Q=200m3/h 的渦凹氣浮(CAF)設備占地面積僅為36.15m2。
4.2 操作簡單、運行費用低。渦凹氣浮系統沒有復雜的設備,非常容易操作;整個系統僅由兩個機械部分組成,運行維護費用低。4.3 處理效果顯著。固體懸浮物(SS)的去除率超過80%,總磷、油類的去除率達到70%以上,COD、BOD 去除率也達到60%以上,有利于后續生化處理單元運行。
4.4 適應性強。渦凹氣浮機對污水的來量和水質的變化有很強的適應性,根據來水量的變化,可輕易調節出水堰板高度來適應變化情況。
4.5 耐腐蝕、使用壽命長。渦凹氣浮機主要部件采用耐腐蝕材料制成,具有機械強度高、抗沖擊、耐腐蝕、使用壽命長的優點。
參考文獻
[1]鄒茂榮,李長青,張葦. 渦凹氣浮(CAF)在石化廢水處理中的應用[J].工業用水與廢水,2000.
[2]冉祥軍. 渦凹氣浮(CAF)系統在處理石化廢水中的應用[J]. 油氣田環境保護,2000.
[3] 何峰. 渦凹氣浮機在煉油廠污水處理中的應用[J]. 中國設備工程,2006.
[4]王靜超,馬軍,韓宏大. 探討氣浮工藝的若干技術參數[J].中國給水排水,2004.
作者簡介:李昂,男,助理工程師,2007 年畢業于中國石油大學環境工程專業,現從事生產管理工作。
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