氣浮濾池水處理技術(shù)的實際應(yīng)用效果分析

劉亞洲

中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

氣浮濾池水處理技術(shù)的實際應(yīng)用效果分析

劉亞洲

中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

介紹了氣浮濾池（DAFF）水處理技術(shù)工藝原理及技術(shù)特點。對幾年來的實際運(yùn)行效果與傳統(tǒng)水處理工藝進(jìn)行比較分析，總結(jié)其技術(shù)優(yōu)勢、存在缺陷及改進(jìn)措施，為其它企業(yè)類似的地表水凈化處理提供參考。

氣浮濾池；工藝原理；技術(shù)特點；運(yùn)行 效果；改進(jìn)措施

廣西石化凈水場為各生產(chǎn)裝置和全廠消防系統(tǒng)提供所用新鮮水，利用水庫地表水為水源，通過深度處理，將其凈化達(dá)到生產(chǎn)用水的要求，總處理能力為2800t·h-1(4組700t·h-1氣浮濾池)。因南方地表水質(zhì)受季節(jié)的影響波動很大，雨季泥沙含量高導(dǎo)致濁度很高，其他季節(jié)雖原水濁度低但有機(jī)腐蝕類物質(zhì)及藻類含量高，傳統(tǒng)的“沉淀+過濾”工藝難以保證出水水質(zhì)要求。為了保 證水質(zhì)，處理工藝采用-混凝（絮凝）-氣浮-過濾-消毒的給水處理工藝，主要處理技術(shù)是氣浮濾池，簡稱DAFF。該技術(shù)是澳大利亞WTA（Water Treatment Australia）公司的專有技術(shù)，在國內(nèi)首次國產(chǎn)化應(yīng)用。

1 DAFF工藝原理和技術(shù)特點

1.1 工藝原理

氣浮濾池（Dissolved Air Flotation and Filtration，簡稱DAFF）是溶氣浮選池(DAF，Dissolved Air Flotation) 與多介質(zhì)濾池（MMF，Multimedia Filter）相結(jié)合的一種新型工藝。DAFF為一體化的水處理系統(tǒng)，將溶氣浮選池(DAF) 與多介質(zhì)濾池（MMF）結(jié)合在一起，上部為矩形溶氣浮選池(DAF)，下部為多介質(zhì)濾料過濾池。通過溶氣和溶氣釋放系統(tǒng)，采用部分回流壓力溶氣氣浮，回流比10%～20%，溶氣罐壓力0.5～0.7MPa。壓縮空氣注入溶氣罐成為過飽和狀態(tài)，然后通過溶氣釋放系統(tǒng)瞬時減壓，溶解在水中的過飽和氣體驟然釋放，產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，絮凝產(chǎn)生的絮體物質(zhì)和一些細(xì)小顆粒與微細(xì)氣泡結(jié)合在一起，比重小于1的被浮至水面，通過刮渣器將懸浮物撇除；比重大于1的重力下沉到濾料層，過濾去除。一般來說，懸浮顆粒粒徑越大，直接截留的作用越明顯。普通的雙層濾料濾池對粒徑大于10μm的顆粒主要通過沉淀和慣性作用被濾料截留，對于密度比水大的顆粒更是如此。而粒徑更小的顆粒則是通過擴(kuò)散作用實現(xiàn)截留的，此部分去除效率較低。

圖1 DAFF結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 技術(shù)特點

1）DAFF將氣浮與過濾合理結(jié)合，產(chǎn)生的氣泡直徑為10～20μm（傳統(tǒng)氣浮的氣泡直徑為20～50μm），增大了氣泡比表面積，容易形成礬花，容易去除更小顆粒的懸浮物，從而提高了出水水質(zhì)，占地少、能耗低、自動化程度高。而地面水的水質(zhì)特點是高有機(jī)物和菌藻，不易沉降。

2）DAFF溶氣釋放系統(tǒng)具有較小的氣泡。根據(jù)吸附值理論，只有比懸浮顆粒粒徑小的氣泡，才能與該懸浮顆粒發(fā)生較有效的吸附作用。普通釋放器產(chǎn)生的氣泡直徑一般為20～50μm，DAFF釋放系統(tǒng)產(chǎn)生的氣泡直徑在10μm左右。較小的氣泡更有利于去除地表水中的細(xì)小顆粒。

3）釋放閥具有較大的消能值（消能值是指溶氣水從溶解平衡的高能值降到幾乎接近常壓的低能值之間的差值），普通氣浮溶氣釋放器的消能值一般在95%左右，DAFF釋放閥消能值可達(dá)到99.9%。

4）釋放閥具有最短的消能時間。2個體積相同的氣泡合并之后，其表面能減少20.62%。為避免氣泡的合并，在獲得最大消能值的前提下，需要最快的消能速度即最短的消能時間。高效溶氣釋放器的消能時間應(yīng)不大于0.3s，DAFF釋放閥消能時間0.03～0.01s。

2 實際運(yùn)行效果

1）該系統(tǒng)自2009年7月投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)水水質(zhì)好，主要技術(shù)運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計值，也優(yōu)于《石油化工給排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（SH 3099-2000）。

表1 實際運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計值對比表

2）DAFF將混凝、絮凝及氣浮濾池合建，氣浮池與過濾池合建，為一體化處理構(gòu)筑物，t水占地小于0.3m3，與沉淀過濾技術(shù)（t水占地0.6m3）相比，占地減少50%；處理構(gòu)筑物合建，工藝流程簡短，減少土建投資、系統(tǒng)管道及配件投資；混凝劑絮凝劑均采用PAC，減少了絮凝劑加藥設(shè)備費(fèi)用。

3）DAFF的處理效果相當(dāng)于普通多介質(zhì)過濾器與纖維球過濾器作用效果的總和，兩者相比降低能耗40%左右；DAFF溶氣水回流比10%～20%，常規(guī)氣浮溶氣水回流比一般為30%～50%，運(yùn)行能耗可降低20%左右。

4）DAFF采用了先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，目前已改造至DCS控制系統(tǒng)，主要工藝操作全部通過中控室DCS系統(tǒng)實現(xiàn)，操作簡便，所需操作人員少（只有4人）。

3 存在缺陷及改進(jìn)措施

1）配水槽兼起原水調(diào)節(jié)的作用時，容積太小會造成原水水質(zhì)波動，影響處理水質(zhì)的穩(wěn)定性。該凈水場所配備配水槽體積為20m3，容積偏小，當(dāng)原水來水壓力、水質(zhì)波動較大時，會影響氣浮濾池的平穩(wěn)運(yùn)行，出現(xiàn)產(chǎn)水短時水質(zhì)有較大波動。建議根據(jù)水量變化的調(diào)節(jié)容積確定配水槽的容積，并適當(dāng)增大配水槽容積。

2）該凈水場反洗水泵、溶氣水泵、清水泵共用清水池，在氣浮濾池反洗時容易造成清水泵的頻繁啟停。建議將清水池和反洗水池分開，且電機(jī)應(yīng)按頻繁啟動電機(jī)配置。

4 結(jié)論

DAFF更適合于低濁高藻地表水的特性，混凝、絮凝效果好，水質(zhì)穩(wěn)定。水庫水水質(zhì)特征為低濁高藻，天然有機(jī)物豐富，水體的主要雜質(zhì)表現(xiàn)為懸浮物、膠體物、溶解物。DAFF水處理技術(shù)能夠通過微氣泡將原水中有機(jī)物懸浮去除，將不能懸浮的雜質(zhì)通過過濾去除。

Application Effect Analysis of Dissolved Air Flotation and Filtration Water Treatment Technology

LIU Ya-zhou
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TQ 085

B

1671-9905(2015)04-0056-02

2015-02-12