氣浮法處理含油污水影響因素分析

楊洪澤

(烏魯木齊鐵路局節(jié)能環(huán)保監(jiān)測站，新疆 烏魯木齊 830011)

氣浮法作為典型的含油廢水處理工藝在烏魯木齊鐵路局得到廣泛應(yīng)用。部分設(shè)備取得了良好的效果。但是，影響氣浮處理效果的因素較多，如果控制不好，會影響氣浮設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性，并導(dǎo)致氣浮效率下降，影響水質(zhì)達標，或造成運行費用的不合理增加。為了提高氣浮法處理含油廢水的效果，根據(jù)有關(guān)試驗結(jié)果和監(jiān)測數(shù)據(jù)，本文分析了混凝、空氣注入量、進水水質(zhì)等主要因素對氣浮處理效果和運行費用的影響，并有針對性的提出了應(yīng)對措施。

1 氣浮的基本原理

溶氣氣浮(以下簡稱氣浮)的原理是:壓力溶氣水與經(jīng)過混凝的廢水混合時釋放出大量微氣泡，并迅速吸附到水中的絮體上，使絮凝體上浮與水快速分離［1］。

氣浮池示意見圖1。

2 氣浮工藝的影響因素

2.1 混凝

圖1 氣浮池示意圖

混凝效果的好壞對氣浮出水水質(zhì)有很大的影響，直接將溶氣水加入未混凝的原水中，幾乎不會形成浮渣層，出水水質(zhì)與進水相比沒有大的改變，這是因為穩(wěn)定存在于水中的膠體和懸浮物較難吸附氣泡發(fā)生氣浮。在水中加入混凝劑，使膠體或懸浮物、油珠脫穩(wěn)并生成帶有憎水基團的絮體，吸附氣泡，是氣浮工藝的關(guān)鍵過程［2］。

2.1.1 混凝藥劑的選擇

混凝劑的選擇主要取決于膠體等細微污染物的性質(zhì)、濃度。如果膠體等顆粒表面有親水性質(zhì)，則應(yīng)投加動物膠、松香等藥劑，將顆粒的表面轉(zhuǎn)化為疏水性而易于粘附氣泡。帶較多憎水基團的大礬花捕捉氣泡的機會大，吸附的微氣泡也多，更容易上浮，因此將無機混凝劑與高分子混凝劑并用，可明顯提高混凝效果。如機務(wù)段哈密污水處理站在投加混凝劑的同時加入有機高分子助凝劑PAM，有效增大了礬花，處理效率提高了10%左右(監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1)。

我局含油廢水中的膠體有較強的憎水性，混凝劑目前使用較多的是聚合氯化鋁(PAC)，效果較好。它具有以下優(yōu)點:對pH值適應(yīng)范圍廣，在5～9之間均可;對溫度的適應(yīng)性強，當(dāng)水溫在5～25℃的情況下，投藥量及混凝效果變化不大，凈化效率高，耗藥量小，出水濁度低，色度低;藥劑制備、操作管理都比較方便。

表1 助凝劑對氣浮進出水處理效果

2.1.2 混凝劑用量

混凝劑用量是影響礬花特性的重要因素，最終影響氣浮出水水質(zhì)。烏鐵局節(jié)能環(huán)保監(jiān)測站對含油廢水的氣浮處理優(yōu)化調(diào)試的實驗數(shù)據(jù)見圖2。由圖2可見，在原水水質(zhì)不變的前提下，混凝劑(PAC)用量對氣浮效果的影響很明顯，過高和過低PAC用量都可造成出水SS的增加。當(dāng)PAC為100 mg/L時，浮渣層很穩(wěn)定，即使4 h不刮渣，清水區(qū)也無明顯的失氣顆粒;而PAC為20 mg/L時，運行時間超過1 h，出水中會帶有較多的失氣顆粒，致使SS增加。究其原因，較高混凝劑用量條件下形成的礬花特性好，絮體容易吸附氣泡;絮凝體體積大，吸附的氣泡數(shù)量多，絮凝體不容易因失氣而沉淀。由此可見，使用較高的混凝劑量對來水進行完全的混凝，有利于氣浮處理，但應(yīng)注意過量的混凝劑不僅增加了運行成本，還可能使礬花失穩(wěn)，導(dǎo)致處理效率下降。

目前我局PAC投加量在50 mg/L左右。但一些單位加藥位置不妥，如烏西車輛段洗罐站污水處理站、車輪檢修車間污水處理站氣浮加藥均采用直接滴入氣浮混合室，不利于藥劑與原水的快速充分混合，通常在原水進水管內(nèi)加藥效果較好。

2.2 空氣注入量

圖2 混凝劑用量對氣浮出水的影響

空氣注入量的調(diào)節(jié)是氣浮操作的另一關(guān)鍵因素，與污水水質(zhì)、混凝劑、溶氣壓力有關(guān)，通常應(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、氣固比(溶解空氣量與原水中懸浮固體含量的比值，一般可選0.005～0.06)［2］、溶氣壓力與回流比共同確定。溶氣壓力0.4 MPa時，空氣注入量控制在加壓廢水量的6% ～11%間效果較好，原水SS較高時，應(yīng)選擇較大的空氣注入量，但不宜超過加壓廢水量的13%，否則將有大量的不溶解氣體以大氣泡的形式在接觸區(qū)釋放，破壞氣浮效果。如哈密機務(wù)段一段時間內(nèi)因前處理效果差，氣浮進水SS高達520 mg/L，空氣注入量達到回流加壓廢水量的12%，依然有大量礬花不能浮起并隨水出流，且氣浮運行不穩(wěn)定，接觸區(qū)不時出現(xiàn)大氣泡，處理效果較差，在增大回流加壓水量，然后增加空氣注入量后成功解決問題(數(shù)據(jù)見表2)。溶氣系統(tǒng)如采用溶氣罐，應(yīng)定期(建議2天)排放罐內(nèi)不溶解氣體，每運行12個月應(yīng)檢修罐內(nèi)填料，防止填料堵塞及加壓水短流，而影響溶氣效果。

表2 不同空氣注入量氣浮處理效果

2.3 對前處理的要求

氣浮法成本的80%左右為藥劑費用，而混凝劑投加量與進水污染物濃度在一定范圍內(nèi)成正比關(guān)系。我局處理每噸水投加混凝劑(投加量50 mg/L左右)的成本平均為0.25元，而庫爾勒機務(wù)段新建污水處理設(shè)施因前處理效果較差，進入氣浮的污水水質(zhì)很差，混凝劑投藥量在一段時間內(nèi)高達180 mg/L，處理每噸水僅投加混凝劑的費用就高達0.9元。氣浮系統(tǒng)的前處理通常有:調(diào)節(jié)、隔油、沉淀，以物理方法為主，基本不發(fā)生直接處理費用，因此為節(jié)約運行費用，應(yīng)提高前處理的效果。

氣浮機的實際分離負荷與進水水質(zhì)有關(guān)。如果原水中SS、膠體等污染物很高，使氣浮機實際分離負荷超過其設(shè)計負荷，將導(dǎo)致氣浮效率下降。氣浮法的去除能力與池體結(jié)構(gòu)有關(guān)，還受空氣注入量的較大影響，如果原水水質(zhì)較差，混凝劑投加量必然加大，此時就需要更多的溶氣釋放出來將其浮上水面。當(dāng)混凝后礬花增加到足夠多時，將導(dǎo)致部分礬花因附著不到足夠的氣泡導(dǎo)致上升速度下降，甚至小于水流的速度而無法去除，致使出水SS超標。例如:烏西機務(wù)段污水處理站，因隔油沉淀池較小，水利停留時間＜20 min，去除效果很差，導(dǎo)致進入氣浮機的懸浮油、乳化油很高，超過了氣浮的設(shè)計負荷，致使大量礬花隨出水排出，導(dǎo)致SS、COD經(jīng)常超標。因此為保證氣浮的運行效果，應(yīng)保證氣浮機進水符合要求。

3 結(jié)論

3.1 混凝反應(yīng)對溶氣氣浮效果有很大的影響。要達到較好的氣浮效果，混凝反應(yīng)必須完全，混凝劑量過低和過高都會造成氣浮出水SS增加，投加量通常應(yīng)由實驗確定;同時投加方式應(yīng)利于藥劑與原水的快速充分混合。

3.2 應(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、混凝劑、溶氣壓力確定控制空氣注入量，通?？刂圃趶U水量的6% ～11%效果較好，應(yīng)定期排出系統(tǒng)中不溶解氣體。

3.3 為保證氣浮的運行效果，節(jié)約運行費用，應(yīng)保證前處理的效果。

［1］ 唐受印，戴友芝.水處理工程師手冊［M］.北京:北京化工出版社，2000.

［2］ 陳杰瑢，王成瑞，王毅，等.環(huán)境工程技術(shù)手冊［M］.北京:科學(xué)出版社，2008.