旋流溶氣氣浮在污水處理中的研究及應(yīng)用

陳國泉

摘要：遼河油田技術(shù)人員采用藥劑輔助+旋流溶氣氣浮+除鐵過濾器+含油污水快速過濾器的工藝解決聯(lián)合站水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題，本文對旋流溶氣氣浮在污水處理中的研究及應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：旋流溶氣氣浮? 污水處理? 聯(lián)合站

1、目的

聯(lián)合站目前采用預(yù)氧化污水處理技術(shù)和高效聚沉旋流污水處理技術(shù)進(jìn)行污水處理，停止加入氧化劑后，水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)。因此在不加入氧化劑的前提下，本著盡量減少污泥產(chǎn)生量的原則，在充分利用聯(lián)合站現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證采用藥劑輔助+旋流溶氣氣浮+除鐵過濾器+含油污水快速過濾器的工藝解決聯(lián)合站水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題。調(diào)儲罐污水從進(jìn)水口首先進(jìn)入水力旋流器，去除一部分水中的浮油和懸浮物，然后進(jìn)入旋流容器氣浮，經(jīng)旋流容器氣浮處理后，出水進(jìn)入除鐵濾器，去除水中的鐵，然后進(jìn)入纖維球設(shè)備，進(jìn)一步去除水中油類和懸浮物，出水進(jìn)入下一級系統(tǒng)。

2、研究內(nèi)容

2.2.1 旋流溶氣氣浮除油器

旋流溶氣氣浮除油器是緊湊型旋流溶氣氣浮裝置，將離心分離技術(shù)、溶解氣氣浮分離技術(shù)等有效的結(jié)合于一體，對含油、含懸浮物污水進(jìn)行高效分離的一種混合型裝置，裝置包含大氣泡分離器、混合器及反應(yīng)器。

裝置特點(diǎn)：

1、“結(jié)構(gòu)簡單”：結(jié)構(gòu)簡單，安裝快捷，操作、運(yùn)用和維護(hù)費(fèi)用低。

2、“油效率高”：單級除油效率>90%，最小去除粒徑≤ 3um，停留時(shí) 間僅1～5分鐘。

3、“體積小”：占地面積僅為傳統(tǒng)溶氣氣浮1/8 ～ 1/3。

4、“穩(wěn)定性強(qiáng)”：無濾網(wǎng)、聚結(jié)板及無或者少運(yùn)動(dòng)部件，不容易堵塞，能夠保證處理效果的穩(wěn)定。

5、“適應(yīng)性強(qiáng)”：能夠在不同水力載荷、油粘性以及含油比 重變化等情況下，有很強(qiáng)的適應(yīng)。

6、“自動(dòng)化”：自動(dòng)化控制、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠。

2.2.2 纖維球過濾器

該裝置采用了特殊的結(jié)垢設(shè)計(jì)配合使用一種新型的過濾材料，運(yùn)行時(shí)需過濾的水流入罐體，經(jīng)壓實(shí)濾料過濾后，凈水由收集器流出，完成過濾過程。

過濾時(shí)濾料壓板把纖維球壓緊，濾器進(jìn)水閥、出水閥打開，反沖洗出水閥關(guān)、反沖洗氣管閥門關(guān)閉，水由進(jìn)水口進(jìn)入濾器罐體，在罐體與濾料穿孔網(wǎng)之間有一圈50mm均勻布水空間，水通過穿孔網(wǎng)側(cè)壁穿過纖維球過濾層，進(jìn)入中間集水管，由濾器出口流出。

當(dāng)濾料截留物質(zhì)增多，水頭損失加大時(shí)，需要反沖洗。反沖水從水收集器流入松散的濾料，清洗濾料后從反沖出水口流出。

2.2.3 除鐵濾器

錳砂過濾器又稱除鐵錳過濾器，錳砂過濾器（除鐵錳過濾器）主要錳砂過濾器及除鐵錳過濾器是利用氧化法將水中低價(jià)鐵離子和低價(jià)錳離子氧化成高價(jià)鐵離子和高價(jià)錳離子，再經(jīng)過吸咐過濾去除，達(dá)到降低水中鐵錳含量的目地。

2.2.4 水力旋流裝置

該裝置是一種根據(jù)離心力場遠(yuǎn)大于重力場的原理來分離液體混合物的設(shè)備，上世紀(jì)50年代水力旋流器開始應(yīng)用于選礦，其后陸續(xù)出現(xiàn)大量有關(guān)水力旋流器的操作性能、內(nèi)流場分布、分離效率和結(jié)垢優(yōu)化方面的研究，目前水力旋流器己廣泛應(yīng)用于礦冶、船舶、石油、化工、食品等行業(yè)。水力旋流分離在液.液分離方面的應(yīng)用要比固-液分離晚很多，這主要是因?yàn)橐?液分離的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固-液分離。

本水力旋流器經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)，兩相分離的時(shí)間約兩秒，僅為常規(guī)液-液分離設(shè)備所需要時(shí)間的幾十分之一;具有分離性能好，處理量大，體積小重量輕，操作費(fèi)用低，對安裝環(huán)境無特殊要求等特點(diǎn);此外，液.液旋流器無運(yùn)動(dòng)件，工作可靠，操作方便，維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用極低。隨著液.液旋流器結(jié)垢的不斷改進(jìn)，其使用范圍不斷擴(kuò)大，除常用于含油污水處理外，還可用于油田采出液預(yù)分離和原油脫水，以及在含油污水的處理。

2.2.5 工藝流程

3、現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場裝置

現(xiàn)場應(yīng)用設(shè)備由旋流溶氣氣浮、纖維球?yàn)V器、錳砂過濾器及水力旋流器四套設(shè)備組成（見圖2），設(shè)計(jì)成四個(gè)橇塊，每套設(shè)備各一個(gè)撬塊。

3.2 應(yīng)用節(jié)點(diǎn)

1、第一階段設(shè)備采用：水力旋流器+旋流溶氣氣浮+除鐵過濾器+含油污水快速過濾器工藝，處理流量4-5m3/h;

2、第二階段設(shè)備采用：旋流溶氣氣浮+除鐵過濾器+含油污水快速過濾器工藝，處理流量13-13.5m3/h;

3、第三階段設(shè)備采用：旋流溶氣氣浮+除鐵過濾器+含油污水快速過濾器工藝，溶氣氣浮加混凝劑和助凝劑提高氣浮效果，處理流量20-22m3/h。

3.3 應(yīng)用效果

圖3-5依次為三個(gè)階段應(yīng)用效果圖，每一張圖從左至右依次為進(jìn)口、水力旋流出口、氣浮出口、除鐵罐出口、含油污水快速過濾器出口。

4、結(jié)論

現(xiàn)場經(jīng)過三個(gè)階段運(yùn)行，設(shè)備的處理量、處理效果、對進(jìn)水含油高，水質(zhì)差的耐沖擊性能、設(shè)備的穩(wěn)定性、設(shè)備操作方便性得到有效驗(yàn)證。第三階段開始在進(jìn)口加入混凝劑和助凝劑，氣浮出口水質(zhì)得到改善，對進(jìn)水水質(zhì)差的耐沖擊性能明顯增強(qiáng)，減輕后端除鐵過濾器、含油污水快速過濾器壓力，保障設(shè)備能長期穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)應(yīng)用效果，得出以下結(jié)論：

（1）氣浮增加少量混凝劑和助凝劑時(shí)，有助于機(jī)雜和油形成絮體上浮上端排油排出，強(qiáng)化了氣浮處理效果;

（2）除鐵過濾器利用氧化法將水中低價(jià)鐵離子氧化成高價(jià)鐵離子，再經(jīng)過吸咐過濾去除，達(dá)到降低水中鐵含量的目的;

（3）本套裝置可自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，操作自動(dòng)化程度高，出水指標(biāo)穩(wěn)定;可有效地減輕現(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及運(yùn)營成本的穩(wěn)定。

[作者簡介]陳國泉，男，工程師，大學(xué)本科，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），長期從事油田化學(xué)研究工作。

中石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦