CAF涡凹气浮在炼油废水预处理中的应用

卢婷婷 吴金亮 杨学远

陕西延长石油（集团）有限公司永坪炼油厂

前言

气浮净化工艺能有效去除污水中的石油类物质和固体物质，被广泛用于石化污水生化处理前的预处理工艺段。它是利用高度分散的微气泡作为载体粘附废水中的悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面以实现同液分离过程。涡凹气浮工艺采用机械曝气与化学絮凝相结合的原理处理水质不同的各类污水，是目前普遍采用和推广的一种投资少、效率高、处理成本低、效率好的污水处理设备。

一、涡凹气浮工艺原理

经预处理后的污水流入有曝气机的气浮箱，曝气机将“微泡”直接注入污水中而不需要事先进行溶气，然后通过散气叶轮把“微泡”均匀的分布于污水中，污水在上升的过程中通过充气段与微气泡充分混合，形成浮渣上浮至污水表面，由连续运转的刮板进行刮渣至收渣管，螺旋推进器将浮渣送至排渣管进入污泥处理系统。

工艺原理如图1所示：

图1 涡凹气浮工艺原理

二、涡凹气浮的应用

二污水处理场负责全厂污水处理，由于近年来污水成份越来越复杂，污水中的乳化油、悬浮物、COD含量等污染物逐年增加。为提高外排污水合格率，于2008年对污水预处理系统进行改造。通过分析，现有的加压溶气气浮预处理系统易造成压力释放器的堵塞和结垢，日常维护较为困难，进而影响到加压溶气气浮的处理效果，造成浮选出水合格率时高时低，进而影响生化处理及总排出水达标排放。经过多方面的比较论证，最终在原有流程的基础上加入涡凹气浮工艺。原预处理流程如图2。

图2 改造前污水预处理工艺流程

1.工程改造

该套CAF涡凹气浮装置于2009年完工，污水预处理部分设计水量为200m3/h，污水通过泵提升至调节罐，经隔油后进入CAF涡凹气浮系统预处理，与高效混凝剂(改良型聚合氯化铝，下同PAC)、高分子有机絮凝剂(聚丙烯酰铵，下同PAM)混合后依次进人二、三级气浮池，三级气浮出水再进人生化处理系统。涡凹气浮、二级气浮、三级气浮浮渣经排渣管道送入污泥处理系统。其工艺流程如图3。

图3 改造后污水预处理工艺流程

2.涡凹气浮调试

改造完成后，涡凹气浮系统进水运行。在不投加药剂的条件下观察气浮效果，微气泡大量产生，浮渣显得疏散。在经过静态试验初步确定药剂用量后，对气浮系统投加药剂，观察并测定进出水水质。结果表明，随着药剂用量的增加，石油类的去除率逐渐上升。

3.运行阶段存在问题及原因分析

（1）PAC加药管线腐蚀

由于PAC投加浓度大，溶解性差，易沉积，易对设备、管线造成腐蚀，增加设备的维护难度。在实际运行中，多次出现因加药管线腐蚀泄露影响正常加药的情况。

（2）涡凹气浮机结垢

由于污水中一般会含有相当比例的Ca2+、SO42-，而且在气浮过程中会投加一些浮选药剂，涡凹气浮系统运行一段时间后，气浮机轮、轴承处附着一层垢，会使气浮系统的效率降低。将垢清除后，恢复正常。

4.优化、改造

（1）PAC加药管线改造

为解决加药管线易腐蚀的问题，将PAC加药管线由DN40无缝钢管改造成DN40的内衬管。

（2）涡凹气浮机故障处理

为了解决气浮机的结垢问题，将定期进行叶轮清理，同时减少涡凹气浮无机聚合铝药剂的使用量，增加有机絮凝剂的使用量，涡凹气浮机结垢的现象大为减少。

结论

1.涡凹气浮工艺作为一种高效的气浮工艺，在水处理、污泥处理方面有着广阔的应用。CAF涡凹气浮装置投用后，二级气浮进水油含量28.63mg/L，去除效果明显，有效改善了浮选出水水质，对后续设施提高处理效果奠定了基础。

2.气浮效果的好坏除了受气浮设备性能的影响外，还与药剂的投加量有关。絮凝剂投加量并不是越多越好。经过调试运行，根据来水水量大小，及时调整药剂投加量，控制PAC单耗为0.145 mg/L，PAM单耗为0.015mg/L，处理效果最佳。

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[2]朱兆亮，曹相生，孟学征，张杰．气浮净水工艺述评[J]．环境科学与技术，2008，31(8)：55—58．

[3]李健光．涡凹气浮在石化污水预处理中的应用[J]．石油化工安全环保技术，2007，23(3)：38—40．