气浮法处理含油污水影响因素分析

杨洪泽

(乌鲁木齐铁路局节能环保监测站，新疆 乌鲁木齐 830011)

气浮法作为典型的含油废水处理工艺在乌鲁木齐铁路局得到广泛应用。部分设备取得了良好的效果。但是，影响气浮处理效果的因素较多，如果控制不好，会影响气浮设备运行的稳定性和可靠性，并导致气浮效率下降，影响水质达标，或造成运行费用的不合理增加。为了提高气浮法处理含油废水的效果，根据有关试验结果和监测数据，本文分析了混凝、空气注入量、进水水质等主要因素对气浮处理效果和运行费用的影响，并有针对性的提出了应对措施。

1 气浮的基本原理

溶气气浮(以下简称气浮)的原理是:压力溶气水与经过混凝的废水混合时释放出大量微气泡，并迅速吸附到水中的絮体上，使絮凝体上浮与水快速分离［1］。

气浮池示意见图1。

2 气浮工艺的影响因素

2.1 混凝

图1 气浮池示意图

混凝效果的好坏对气浮出水水质有很大的影响，直接将溶气水加入未混凝的原水中，几乎不会形成浮渣层，出水水质与进水相比没有大的改变，这是因为稳定存在于水中的胶体和悬浮物较难吸附气泡发生气浮。在水中加入混凝剂，使胶体或悬浮物、油珠脱稳并生成带有憎水基团的絮体，吸附气泡，是气浮工艺的关键过程［2］。

2.1.1 混凝药剂的选择

混凝剂的选择主要取决于胶体等细微污染物的性质、浓度。如果胶体等颗粒表面有亲水性质，则应投加动物胶、松香等药剂，将颗粒的表面转化为疏水性而易于粘附气泡。带较多憎水基团的大矾花捕捉气泡的机会大，吸附的微气泡也多，更容易上浮，因此将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明显提高混凝效果。如机务段哈密污水处理站在投加混凝剂的同时加入有机高分子助凝剂PAM，有效增大了矾花，处理效率提高了10%左右(监测数据见表1)。

我局含油废水中的胶体有较强的憎水性，混凝剂目前使用较多的是聚合氯化铝(PAC)，效果较好。它具有以下优点:对pH值适应范围广，在5～9之间均可;对温度的适应性强，当水温在5～25℃的情况下，投药量及混凝效果变化不大，净化效率高，耗药量小，出水浊度低，色度低;药剂制备、操作管理都比较方便。

表1 助凝剂对气浮进出水处理效果

2.1.2 混凝剂用量

混凝剂用量是影响矾花特性的重要因素，最终影响气浮出水水质。乌铁局节能环保监测站对含油废水的气浮处理优化调试的实验数据见图2。由图2可见，在原水水质不变的前提下，混凝剂(PAC)用量对气浮效果的影响很明显，过高和过低PAC用量都可造成出水SS的增加。当PAC为100 mg/L时，浮渣层很稳定，即使4 h不刮渣，清水区也无明显的失气颗粒;而PAC为20 mg/L时，运行时间超过1 h，出水中会带有较多的失气颗粒，致使SS增加。究其原因，较高混凝剂用量条件下形成的矾花特性好，絮体容易吸附气泡;絮凝体体积大，吸附的气泡数量多，絮凝体不容易因失气而沉淀。由此可见，使用较高的混凝剂量对来水进行完全的混凝，有利于气浮处理，但应注意过量的混凝剂不仅增加了运行成本，还可能使矾花失稳，导致处理效率下降。

目前我局PAC投加量在50 mg/L左右。但一些单位加药位置不妥，如乌西车辆段洗罐站污水处理站、车轮检修车间污水处理站气浮加药均采用直接滴入气浮混合室，不利于药剂与原水的快速充分混合，通常在原水进水管内加药效果较好。

2.2 空气注入量

图2 混凝剂用量对气浮出水的影响

空气注入量的调节是气浮操作的另一关键因素，与污水水质、混凝剂、溶气压力有关，通常应根据污水水质、气固比(溶解空气量与原水中悬浮固体含量的比值，一般可选0.005～0.06)［2］、溶气压力与回流比共同确定。溶气压力0.4 MPa时，空气注入量控制在加压废水量的6% ～11%间效果较好，原水SS较高时，应选择较大的空气注入量，但不宜超过加压废水量的13%，否则将有大量的不溶解气体以大气泡的形式在接触区释放，破坏气浮效果。如哈密机务段一段时间内因前处理效果差，气浮进水SS高达520 mg/L，空气注入量达到回流加压废水量的12%，依然有大量矾花不能浮起并随水出流，且气浮运行不稳定，接触区不时出现大气泡，处理效果较差，在增大回流加压水量，然后增加空气注入量后成功解决问题(数据见表2)。溶气系统如采用溶气罐，应定期(建议2天)排放罐内不溶解气体，每运行12个月应检修罐内填料，防止填料堵塞及加压水短流，而影响溶气效果。

表2 不同空气注入量气浮处理效果

2.3 对前处理的要求

气浮法成本的80%左右为药剂费用，而混凝剂投加量与进水污染物浓度在一定范围内成正比关系。我局处理每吨水投加混凝剂(投加量50 mg/L左右)的成本平均为0.25元，而库尔勒机务段新建污水处理设施因前处理效果较差，进入气浮的污水水质很差，混凝剂投药量在一段时间内高达180 mg/L，处理每吨水仅投加混凝剂的费用就高达0.9元。气浮系统的前处理通常有:调节、隔油、沉淀，以物理方法为主，基本不发生直接处理费用，因此为节约运行费用，应提高前处理的效果。

气浮机的实际分离负荷与进水水质有关。如果原水中SS、胶体等污染物很高，使气浮机实际分离负荷超过其设计负荷，将导致气浮效率下降。气浮法的去除能力与池体结构有关，还受空气注入量的较大影响，如果原水水质较差，混凝剂投加量必然加大，此时就需要更多的溶气释放出来将其浮上水面。当混凝后矾花增加到足够多时，将导致部分矾花因附着不到足够的气泡导致上升速度下降，甚至小于水流的速度而无法去除，致使出水SS超标。例如:乌西机务段污水处理站，因隔油沉淀池较小，水利停留时间＜20 min，去除效果很差，导致进入气浮机的悬浮油、乳化油很高，超过了气浮的设计负荷，致使大量矾花随出水排出，导致SS、COD经常超标。因此为保证气浮的运行效果，应保证气浮机进水符合要求。

3 结论

3.1 混凝反应对溶气气浮效果有很大的影响。要达到较好的气浮效果，混凝反应必须完全，混凝剂量过低和过高都会造成气浮出水SS增加，投加量通常应由实验确定;同时投加方式应利于药剂与原水的快速充分混合。

3.2 应根据污水水质、混凝剂、溶气压力确定控制空气注入量，通常控制在废水量的6% ～11%效果较好，应定期排出系统中不溶解气体。

3.3 为保证气浮的运行效果，节约运行费用，应保证前处理的效果。

［1］ 唐受印，戴友芝.水处理工程师手册［M］.北京:北京化工出版社，2000.

［2］ 陈杰瑢，王成瑞，王毅，等.环境工程技术手册［M］.北京:科学出版社，2008.