涡凹-溶气组合气浮工艺在污水预处理中的应用
气浮+吸附处理输油站污水
★石油化工安全环保技术★2013年第29卷第3期P E T R O C H E M I C A L SA FE T Y A N D E N V I R O N M E N T A L PR O T E C T I O N T E C H N O L O G Y气浮+吸附处理输油站污水简作柱(中国石油化工股份有限公司管道储运分公司，湖北荆门448002)摘要：通过对石油管道输油站水质特性分析，采用隔油一气浮一吸附工艺处理洪湖站的生产废水。
实践表明，气浮一吸附工艺能有效地去除输油站废水中的C O D和N H3-N等污染物，使外排水水质优于国家《污水综合排放标准》中规定的二级标准。
关键词：输油站废水气浮吸附中国石化原油长输管道分布在全国14个省市自治区，大部分输油站地处偏僻农村，排放的污水成分复杂，其中含有大量的石油类、氨氮、悬浮物等¨j，直接排放将对周边环境造成污染。
中国石化管道储运分公司荆门输油处洪湖输油站采用隔油一气浮一吸附工艺对输油站污水进行处理，可有效地去除石油类、氨氮、悬浮物等，实现了达标排放，保护了周边生态环境。
1输油站污水的水量水质中国石化管道储运分公司荆门输油处洪湖输反冲洗油站排放的生产污水主要由原油罐区初期雨水、原油罐清洗污水组成，间断排放，水量平均200 m3／次。
原水水质见表1。
表1输油站污水原水水质m s／L 项目C O D N H3-N pH油悬浮物挥发酚范围1100。
50010～606～95～8050—3001～l O2污水处理工艺2．1工艺流程污水处理工艺流程如图1所示。
含油污水一调节池H一级提升泵H预处竖鎏坚叁璺l自来水达标排放．_—塥历西矗：i磊PA C、P A M加药装置堡量H鎏查坌童壁排油l自誊水田i{二级提升泵|．—■中间r—1’。
’———’’’。
一r。
‘‘一反冲洗图1污水处理工艺流程示意原油罐区初期雨水、清罐污水经收集后自流进入污水调节池。
调节池内设浮油收集器，收集表面浮油。
WQF涡凹气浮机
WQF涡凹气浮机
1.一、概述
涡凹气浮是一项优良的污水处理技术，设计合理，操作方便、运行经济，它由空气产生气泡，直接从废水中除去固体悬浮物。
涡凹曝气机将“微气泡”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“微气泡”均匀的分布于污水中，所以整个运行过程不会发生阻塞现象。
涡凹气浮机主要由箱体、曝气机、刮泥系统等组成，不需要压力溶气、空压机和循环泵等设备。
1.二、原理
未经处理的污水首先进入曝气区，与微气泡充分混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，刮泥机沿液面运行将悬浮物刮到倾斜的金属板上，再
将其推入污泥排放管槽，通过污泥排放管槽流入污泥收集器,刮泥机动力只有
0.5KW。
污水净化后在排放前会经过斜板下方的溢流槽，溢流槽用来控制气浮槽的水位，确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，开放的咽流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。
在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池子的底部回流到曝气区，然后又返回气浮段。
这个过程确保没有进流量的情况下，气浮仍不断进行。
本设备的处理量为
5-500m/每小时，处理费用为0.3元/吨废水左右。
1.三、性能
与常规气浮性能比较
注：以处理量100m3/h为基础
四、技术参数。
气浮机的种类及使用注意事项详解
气浮机的种类及使用注意事项详解气浮是指利用高度分散的微小气泡黏附污水中的污染物，形成密度小于水的气浮体，实现固-液分离和液-液分离的过程，适用于去除水中密度小于1t/m3的悬浮物、油类和脂肪，可用于污水处理的预处理与深度处理，气浮机在炼油、造纸、化工、焦化、洗涤、食品等行业的废水处理上应用十分广泛。
1、气浮机的种类目前市场上常见的气浮机有溶气气浮机、涡凹气浮机，浅层气浮机。
本期详细介绍一下这几种气浮机的原理及使用范围。
（1）压力溶气气浮机压力溶气气浮（DAF）主要由溶气泵、释放器、刮渣机、空压机、加药系统、配电系统等组成。
适用于处理低浊度、高色度、高有机物含量、低含油量、低表面活性物质含量或具有富藻的水，广泛用于造纸、印染、电镀、化工、食品、炼油等工业污水处理。
适合小水量小于500m3/d 的污水处理。
相对于其他的气浮方式，它具有水力负荷高、池体紧凑等优点，但是它的工艺复杂、电能消耗较大、空压机的噪声大等缺点也限制着它的应用。
溶气气浮工艺段分：混/絮凝区、溶气释放区、沉淀区、溶气水回流区、污泥槽、清水槽。
（2）涡凹气浮机涡凹气浮机是一种主要用于去除工业或城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物而设计的新型污水处理设备，系统主要由曝气装置、刮渣装置和排渣装置组成，其中曝气装置主要是带有专利性质的涡凹曝气机，刮渣装置主要由刮渣机和牵引链条组成。
涡凹曝气系统结构示意图。
工作原理为：溶气设备由电机带动高速旋转（旋转速度一般控制在1000~3000r/min），利用底部扩散叶轮（该叶轮的叶片为空心状）的高速转动在水中形成一个负压区，使液面上的空气沿着“涡凹头”的中空管进入扩散叶轮释放到水中，并经过叶片的高速剪切而变成小气泡。
小气泡在上浮的过程中黏附在絮凝体上而形成新的低密度絮凝体，靠水的浮力将水中的悬浮物带到水面，然后靠刮渣装置除去浮渣。
其工艺流程如下：经过预处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型曝气段，涡凹曝气机底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，从而将液面上的空气通过抽风管道输入水中，由叶轮高速转动而产生的三股剪切作用把空气粉碎成微气泡，空气中的氧气也随之溶入水中；固体悬浮物与微气泡黏附后上浮到水面，并通过呈辐射状的气流推动力将其驱赶到刮泥机附近。
涡凹气浮设计说明
涡凹气浮设计说明涡凹气浮适用于处理中等规模水量、对于含有较高浓度悬浮物沉淀性差的废水分离效率较高。
涡凹气浮池的结构顺水流方向包括配水段、曝气段、气浮段、沉淀排泥段和溢流出水段、配曝气机、刮渣机、浮渣收集、污泥输送和液位控制系统。
在设计涡凹气浮时。
给供货商的设计条件包括废水处理规模、水质、特点、腐蚀性、pH、温度、负荷及处理要求。
曝气段由若干共壁的方形曝气格并联组成，曝气格数量与曝气机数量相等，每台曝气机安装在每格方池曝气格内，曝气格的池边尺寸不大于叶轮直径的6倍。
气浮段—般负荷取4~6m"/（h.m2），有效水深 1.5～2.0m 为目不值招过3m。
停留时间15～20min。
气浮段长宽比不小于4∶1。
管道接口包括进水口、出水口、排渣口和排泥放空口、进水为已和混凝剂混合反应后形成矾花后的进水.排渣管坡度0.02，排入浮渣池，浮渣外运。
池体材质根据水质和规模确定。
可以建成钢混或者碳钢（内壁防腐，可采用环氧煤沥青漆）。
涡凹曝气机的底部散气叶轮高速转动。
在水中形成一个真空区。
液面上的空气通过曝气机进入水中、产生微气泡，并在叶轮的强力搅动下螺旋地上升到水面。
在产生微气泡的同时。
涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池子的底部回流到曝气区，然后又返回气浮段。
叶轮直径、转速、叶轮与导向叶片的间距及吸气管安装位置是设计的关键。
设计中应和供货商多沟通。
其中，叶轮直径200～400mm，最大不应超过600mm;叶轮转速900～1500r/min，圆周线速度10）～15m/s;叶轮与导向叶片的间距应调整小于7～8mm。
池内设爬梯，自带现场控制箱，易起泡沫的废水需要加装喷淋消泡装置。
涡凹气浮机的优点与工作原理
涡凹气浮设备的工作原理
污水中的污染物分为溶解性有机物和非溶解性物质（即SS），溶解性有机物在一定条件下，可以转化为非溶液解性 物质，污水处理的方法之一就是加入混凝剂和絮 凝剂使大部分溶解性有机物转达化为非溶解性物质，再将全部或大 部分非溶液解性物质（即SS）去除以达到净化污水的目的，而去除SS的主要方法就是利用气浮的方法。 SJYWF是由空气产生气浮的过程。涡凹曝气机将“微气泡”直接注入污水中而不需要事先进1865叁763叁17行溶 气，然后通过精铸不锈钢散气叶轮把“微气泡”均匀地分布于污水中，所以不会发生阻塞现象，本设备不需要压力 容器、空压机和循环泵等辅助设备。 未经处理的污水首先进入曝气充气段，与“微气泡”充分混合，“微气泡”在上升的过程中，将固体悬浮物带到水 面。刮泥机沿液面运动，将悬浮物刮到倾斜的金属 板上，再将其推入污泥排放管道。污泥排放管道里有水平的螺旋 推进器，将所收集的污泥送入污泥收集器，推进器和刮泥机由同一个马达驱动。净化后的污水在排放前会经由斜板 下方的溢流槽，溢流槽用来控制气浮槽的水位，确保槽中的液体不会流入污泥排放管道。 开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一负 压区，这种负压作用会使水从池子的底部回流至曝气区，然后又返回气浮段，回流管道上设有单向阀，使进入曝气 槽的污水不至于不经处理就从回流管直接进入气浮槽。整个过程确保了在没有进流量的情况下，气浮仍不断进行。
涡凹气浮设备的优点
石油化工企业污水处理技术简析
石油化工企业污水处理技术简析作者：张晨来源：《科学与财富》2018年第15期摘要：石油化工企业污水处理场一般分为三部分：预处理部分、生化处理部分、其它处理部分（包括污油、污泥处理、废气处理等）。
预处理部分污水的调节、隔油、气浮、匀质等过程。
生化处理部分包括A/O生化池、沉淀池、催化氧化BAF、砂滤池、监控池等。
其它处理部分污油脱水罐、污泥浓缩脱水罐、废气处理设备等。
关键词：涡凹气浮、溶气气浮、A/O生化、内循环BAF池石油化工企业污水处理工艺（1）设置调节罐，用于均衡调节水量的变化，降低来水不均匀性对后续处理设施的冲击。
总停留时间应达到36小时，为避免后续处理单元受到冲击提供了保障。
调节罐安装浮动收油设备，可以有效收集浮油，从而减轻隔油、气浮设备的负荷。
（2）采用油水分离器代替传统的隔油池，具有出水效果好、占地面积小的优点。
（3）采用两级气浮串联工艺，强化石油类的去除效果，确保生化进水油含量不超标。
（4）一级气浮采用涡凹气浮技术，具有充气量高、自动内回流，不设置回流泵、占地省、能耗低的特点。
二级气浮采用部分回流加压溶气气浮，充分发挥气泡细微特点，可进一步降低乳化油及溶解油的含量，强化油的去除效果。
气浮加药充分考虑污水的特点，保证除油效果，又可降低COD值，减轻生化池负荷。
（5）采用臭氧催化+曝气生物滤池工艺，可提高污水的可生化性，进一步去除COD等有机物，确保污水出水的水质。
工艺流程简述污水经系统管道压力进入污水处理场的污水调节罐，进行均衡水质、调节水量。
调节罐内设有环流浮动收油器和刮泥机，在罐内对污水进行初步隔油及罐底排泥。
调节罐出水经泵提升至除油设备框架三层油水分离器CPI，进行油水分离，进一步去除浮油。
CPI出水利用重力依次流经CAF涡凹气浮设备、DAF溶气气浮设备，进一步除乳化油和细分散油。
气浮出水用泵提升进入匀质罐，匀质罐出水自流进入A/O生化池进行处理，二沉池出水提升进入臭氧催化氧化池，臭氧加入量为15-20mg/l，再进入内循环式BAF曝气生物滤池进一步生化处理。
污水处理工艺流程和工艺单元功能
工艺流程和工艺单元功能处理规模根据建设单位提供的排水量，确定处理规模为：Q d＝3360m3/d Q h＝140m3/h（按24小时连续排水计）。
设计进水水质根据建设单位提供的资料，原水水质如表2-1所示。
表2-1设计进水水质设计出水水质污水经污水处理场处理后需要达到《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》第三时段二级标准，具体水质标准如表2-2所示：表2-2 设计出水水质工艺流程石油化工行业加工原油产生的污水种类多、污染物浓度高、成分复杂、水质波动大、大多为连续排放。
针对此类污水，首先采用物化方法：调节均质罐+隔油+两级气浮，努力降低二级气浮出水的油含量，减少由于水量和水质的波动对生化部分的冲击。
污水经提升进入水解酸化池提高可生化性，然后进入A/O+沉淀工艺降解水中大部分的有机物、氨氮等，使污水达到设计的污水处理场出水水质要求。
污水处理场具体工艺流程如下：污水排放或焚烧污水处理场工艺流程图2.5工艺单元功能介绍污水站运行管理调节均质罐调节均质罐顶部设有固定集油槽，须定期排油；罐底设有排泥管，须定期排泥；冬季生化池进水温度低于15度时，可开启蒸汽阀门，对罐内污水进行加热。
平流隔油池刮油刮泥机须24小时运行，防止油泥及污油进入后续的气浮机。
集油管出口阀门24小时开启，连续排油；平流隔油池须每日定期排泥。
涡凹、溶气气浮及附属设备提升泵应保证来水量与抽升量一致，并控制水泵的开停次数不要过于频繁，否则易损坏电机并降低使用寿命，同时三台水泵投运次数及时间保持基本均匀。
水泵开机前检查运转（手盘动）和润滑情况，检查相关阀门是否处于正常位置。
严禁空泵运转和超载，正常运转温度应不大于65℃，防止设备事故。
不要随便拆卸电泵零件，需拆卸时不要猛敲、猛打，以免损坏密封件。
正常条件下工件一年后进行一次大修，更换已磨损的易磨损件并检查紧固件的状态。
涡凹气浮应严格按照使用说明书进行操作、维修及保养，出现使用问题即使解决，超出工作能力范围之外的应及时与设备生产厂商联系，协商解决。
污水处理-气浮机沉淀器设备解析
气浮机沉淀器设备解析平流式溶气气浮机结构特点平流式溶气气浮机主体为长方形钢制结构。
主要部件由溶气泵、空压机、溶气罐、长方形箱体、气浮系统、刮泥系统等组成。
1.溶气罐产生气泡细小，粒径为20-40Unb粘附絮凝物牢固，能够达到良好的气浮效果；2.絮凝剂使用量少，成本降低；3.操作规程易于掌握，水质水量易于控制，管理简单。
4.设有反冲洗系统，释放器不易堵塞。
5、克服传统气浮装置运行不稳定、气泡大及释放头堵塞等诸多问题。
6、由于气浮过程是一个好氧过程，使污泥产生的臭气问题得到了很好的解决。
优点溶气气浮机的几个优势，如下：(1)溶气气浮机长期稳定性能、易操作、易维护、低噪音；(2)溶气气浮机(溶气气浮设备)微气泡与悬浮颗粒的高效吸附，提高了SS的去除效果；(3)气浮机自动控制及简便的维护，使其成为真正的“傻瓜”式处理系统。
(4)溶气气浮机多相流泵可取代加压泵、空压机、大型溶气罐、射流器及释放头等；(5)溶气水溶解效率80-100%,比传统溶气气浮效率高3倍；(6)溶气气浮机可以边吸水边吸气、泵内加压混合、气液溶解效率高、微细气泡W20um;(7)多层排泥，确保出水效果；(8)低压运行，溶气效率高达99%,释气率高达99沆工作原理溶气罐产生溶气水，溶气水通过释放器减压释放到待处理的水中。
溶解在水中的空气从水中释放出来，形成20-40Unl的微小细泡，微气泡同污水中的悬浮物结合，使悬浮物比重小于水，并逐渐浮到水面形成浮渣。
水面上备有刮板系统，将浮渣刮入污泥池。
清水从下部经溢流槽进入清水池。
使用范围1.用于去除污水中固体悬浮物、油脂和各种胶状物，如：石化、煤矿、造纸、印染、屠宰、酿造等工业企业的污水处理；2.用于回收有用物质，如：造纸白水中细小纤维的收集。
安装步骤与维护安装步骤：溶气气浮机广泛应用于给排水及废水处理中，它可以有效地去除废水中难以沉淀的轻浮絮体。
它的安装步骤应该如下：(1)溶气气浮机的电器箱一般应放置在扶梯侧面，环境应干净、清洁。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
涡凹-溶气组合气浮工艺在污水预处理中的应用
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。