高濃度含聚污水處理工藝

　　一、概況

　　該實驗高濃度含聚污水處理站，設(shè)計能力為3.5×104m3/d，采用的工藝是兩級沉降、一級過濾流程;其中一次沉降罐三座，單罐容積10000m3;二次沉降罐三座，單罐容積5000m3;φ4m的雙層過濾罐16座，φ4m連續(xù)石英砂過濾罐5座。

　　該實驗高濃度含聚污水處理站，目前處理水量為2.2×104m3/d，壓力濾罐日平均處理水量為1.6512×104m3，單臺壓力濾罐處理量為43m3/h;連續(xù)自動砂濾器滿負(fù)荷運行，日平均處理水量為5.488×103m3，單臺連續(xù)自動砂濾器處理量為45.7m3/h。

　　設(shè)計一次沉降時間為12h，二次沉降時間為5h，濾速為7.96m/h，反沖洗周期為24小時，反沖洗強度為16l/s.m2。反沖洗周期為48小時，反沖洗強度為15l/s.m2，反沖洗歷時30分鐘。絮凝劑的加藥濃度為40mg/L，目前的含聚濃度為660mg/L左右，來水含油量為500-650mg/L，外輸含油在8.5-14.3mg/L，懸浮物在11.4-16.3mg/L。

　　主要處理工藝流程為：來水→自然沉降罐→氣浮除油沉降罐→雙層濾料過濾罐(連續(xù)石英砂過濾罐)→緩沖外輸。

　　本站原水來自于實驗轉(zhuǎn)油放水站、實驗放水站。原水物理性質(zhì)：含聚≤1000mg/l;含油≤1000mg/l;懸浮固體≤300mg/l;來水溫度≥35℃;

　　二、溶氣氣浮裝置

　　2.1 溶氣氣浮性能參數(shù)

　　設(shè)計循環(huán)率為25%，表面負(fù)荷2.5m/h，溶氣壓力0.2-0.4Mpa，釋放器釋放氣泡直徑20～40μm

　　2.2 溶氣氣浮裝置主要技術(shù)參數(shù)

　　處理水量：150m3/h，回流水量：不小于20%，總停留時間：10h，進水水質(zhì)：含油?350mg/L，懸浮物?200mg/L，出水水質(zhì)：含油?20mg/L，懸浮物?20mg/L

　　2.3 溶氣氣浮裝置工作原理

　　該設(shè)備主要去除水中的油、懸浮物(包括不溶于水的聚合物長鏈)及鐵離子。利用空氣做動力將污染的濾砂提至設(shè)備頂部的洗砂器進行沖洗，將油、懸浮物沖洗掉。

　　2.3.1 原水沉降罐內(nèi)中心筒導(dǎo)流區(qū)進入中心筒，原水經(jīng)過導(dǎo)流穩(wěn)定流速含油污水中的油珠隨水流向上，水流在中心筒氣浮接觸室遇到氣浮溶氣釋放系統(tǒng)釋出的20-30μm微氣泡后，會產(chǎn)生帶氣絮粒，這種絮粒會產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，隨后帶氣絮粒會到達分離室液面。，其余的浮油會出現(xiàn)溢出的現(xiàn)象，在溢出會流到環(huán)形形狀的集油槽中，下一步通過排油泵從罐中排出，但是分離室內(nèi)剩余的廢水，需要在經(jīng)過合適的無害化處理后，達到排放標(biāo)準(zhǔn)通過水管排放。

　　2.3.2 氣浮沉降罐出水的一部分，通過一組三相溶氣水泵進行再循環(huán)(設(shè)計循環(huán)率為10%)，循環(huán)水通過氣浮專用氣液混合裝置與空氣快速混合，在沉降罐中裝有先進的HYQ型防堵溶氣釋放器，均勻地釋放出氣泡。

　　2.4 溶氣氣浮沉降罐特點

　　2.4.1 沉降罐的主要特點是采用了斜型結(jié)構(gòu)設(shè)計，這種特殊的斜型結(jié)構(gòu)能夠讓機器內(nèi)的水流處于一種平衡穩(wěn)定的狀態(tài)---完全層流狀態(tài)，并且此時的罐體表面負(fù)荷小于2.5m/hr(0.7mm/s)，自然分離效率也能夠得到提升;沉降罐氣浮內(nèi)設(shè)置的溶氣釋放系統(tǒng)，可以使含油污水中的細(xì)小油珠在沉降罐內(nèi)部會產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，并且在上浮后，氣罐中的小油珠會與容氣氣泡發(fā)生第二次反應(yīng)。這時的顆粒物能夠發(fā)現(xiàn)是比較大的，這也是提高除油分離效率的原因。

　　2.4.2 防堵釋放器，能生成細(xì)小的浮選氣泡;高壓氣液混合，溶氣量大，溶氣壓力達到0.6Mpa，加強了氣浮挾污能力。由于是高濃度含聚合物污水，氣浮沉降系統(tǒng)需要加破乳劑，根據(jù)污水中的含聚濃度來變頻控制破乳劑。(加藥量：0-100mg/L)2.5管式加藥反應(yīng)器在管式反應(yīng)器中，混合的能量和時間是可以控制的兩個變量，通過控制二者，能夠讓二者能夠更充分的混合，在混凝和絮凝的反應(yīng)過程中，如果能夠保持一種穩(wěn)定的狀態(tài)，可以在管內(nèi)發(fā)現(xiàn)均勻的絮狀反應(yīng)物;在加藥時，由于加藥點是在器皿的中間位置，能夠把水處理的藥劑量消耗值降低到極點;并且此時管道中的藥劑不會發(fā)生反向混合的現(xiàn)象，從而短路現(xiàn)象也很難出現(xiàn);此種反應(yīng)器相比較傳統(tǒng)罐式加藥混凝器，不再使用攪拌器，加藥量0-100mg/L變頻可調(diào)。

　　2.5 管式加藥反應(yīng)器 

　　在管式反應(yīng)器中，混合的能量和時間是可以控制的兩個變 量，通過控制二者，能夠讓二者能夠更充分的混合，在混凝和絮 凝的反應(yīng)過程中，如果能夠保持一種穩(wěn)定的狀態(tài)，可以在管內(nèi) 發(fā)現(xiàn)均勻的絮狀反應(yīng)物；在加藥時，由于加藥點是在器皿的中 間位置，能夠把水處理的藥劑量消耗值降低到極點；并且此時 管道中的藥劑不會發(fā)生反向混合的現(xiàn)象，從而短路現(xiàn)象也很難 出現(xiàn)；此種反應(yīng)器相比較傳統(tǒng)罐式加藥混凝器，不再使用攪拌 器，加藥量0-100mg/L變頻可調(diào)。

　　2.6 溶氣釋放器

　　2.6.1 溶氣釋放器功能比較強大，其能夠自動的處理器具堵塞的產(chǎn)品，并且獨特的設(shè)計讓溶氣水穩(wěn)定的釋放，并且能夠長時間的保留，此時的固體與液體的分離狀態(tài)達到最佳，氣浮效果也是極佳的。

　　2.6.2 采用“氣浮法”來實現(xiàn)固液分離，達到凈化水質(zhì)的目的。氣浮法是將空氣引入水中，在一定的壓力下，使水氣充分溶解達到飽和而形成溶氣水，然后通過溶氣釋放器瞬時消能減壓釋放出大量小于30―50μm的微細(xì)氣泡，粘附在已絮凝的有害物質(zhì)上，將其浮托至水面，而達到固液分離凈化水質(zhì)的目的。

　　三、溶氣氣浮裝置應(yīng)用情況

　　在未加藥劑情況下啟2沉2#罐氣浮裝置，停2沉1#罐氣浮裝置，同一時段對2座罐分別進行了化驗跟蹤經(jīng)數(shù)據(jù)分析啟動氣浮裝置后與未啟動氣浮裝置對比，含油平均降低18.9mg/l，懸浮物平均降低3.3mg/l。

　　3.1 應(yīng)用溶氣氣浮裝置的幾點認(rèn)識

　　3.1.1 聚南1-2污水處理站通過應(yīng)用溶氣氣浮裝置，在不加藥劑的情況下，該技術(shù)將填料聚結(jié)和加壓溶氣氣浮相結(jié)合進行除油，污水經(jīng)過親油聚結(jié)填料，利用材料表面的聚結(jié)性能使分散小油珠聚并，借助氣浮形成的微小氣泡攜帶油珠上浮、分離。去除含聚合物污水中的油。

　　3.1.2 對污水中懸浮物去除效果不明顯,出水懸浮固體含量為50mg/L左右;聚合物基本不去除,仍保留在水中。按照現(xiàn)行的注水水質(zhì)要求，仍須進一步凈化處理。

　　四、連續(xù)砂濾技術(shù)的應(yīng)用

　　聚南Ⅰ-2高濃度聚合物驅(qū)污水站設(shè)計規(guī)模為3.5×104m3/d，其中一次雙層濾料過濾器16座，設(shè)計處理量為3.0×104m3/d;連續(xù)自動砂濾器5座，設(shè)計處理水量為5×103m3/d。

　　4.1 連續(xù)砂濾器的組成

　　連續(xù)砂濾系統(tǒng)由連續(xù)砂濾器、供氣系統(tǒng)及自控系統(tǒng)組成。

　　4.2 連續(xù)砂濾器工作原理

　　污水通過底部進水管進入過濾器內(nèi)，由進水裝置均勻分布進入濾床，污水穿過濾層向上運動，濾后水通過溢流口自然流出。

　　4.3 濾料清洗過程

　　空氣提升裝置產(chǎn)生的負(fù)壓把被污染的濾料從過濾器的底部提升到上部的洗砂器，被污染的濾料在洗砂器中得到清洗。

　　清洗后的濾料回落到過濾器濾床的表面上，再次參與過濾過程。這樣就保證了濾床的清潔。洗砂污水通過排污口排放出去。

　　4.4 供氣系統(tǒng)

　　供氣系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、氣體干燥器及儲氣罐組成。壓縮機產(chǎn)生連續(xù)壓縮空氣作為提砂動力，氣體干燥器去除壓縮空氣中的水分，確保供氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行，儲氣罐起儲存緩沖作用，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。

　　4.5 控制系統(tǒng)

　　連續(xù)砂濾系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)實際生產(chǎn)情況，控制連續(xù)砂濾器及供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

　　4.6 工藝流程

　　主流程：污水站內(nèi)兩級沉降罐出水經(jīng)提升泵將污水提升至連續(xù)砂濾器內(nèi)部進行過濾，濾后水自流至濾后水罐，同時洗砂污水排入污水回收池或污水回收水罐;

　　再生流程：空氣壓縮機工作產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過儲氣罐進入空氣干燥器進行空氣干燥處理，然后分別供給提砂器及洗砂氣浮

　　含油：連續(xù)自動砂濾器濾與壓力濾罐濾后對比降低了4.4mg/L，懸浮物：降低了3.2mg/L

　　同過數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)跟蹤可以看出，連續(xù)自動砂濾器含油懸浮物低于壓力濾罐和總濾后。

　　五、應(yīng)用連續(xù)自動砂濾器的幾點認(rèn)識

　　連續(xù)砂濾器與傳統(tǒng)的過濾器不同,不是全量反沖洗，而采取少量連續(xù)洗砂方式，過濾與反沖洗能夠同時進行，反沖洗時無需停機，因此能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)過濾，同時自動連續(xù)地進行濾層清洗更新。

　　無需自動閥，減少設(shè)備操作帶來的損壞;水頭損失低、能耗低，升壓泵揚程低，運行費用和維護費用少;

　　六、結(jié)語

　　關(guān)于溶氣氣浮裝置：

　　(1)溶氣氣浮油水分離設(shè)備，利用特殊親油材料表面的聚結(jié)特性使細(xì)小油珠聚并，借助氣泡的浮升作用加快油水分離，提高了除油效果，降低了污水站的處理負(fù)荷。

　　(2)溶氣氣浮裝置抗沖擊能力強，即使原水水質(zhì)和水量波動較大，水質(zhì)指標(biāo)基本保持穩(wěn)定。

　　(3)懸浮物測定的影響：污水中聚合物影響懸浮物的測定，在測定懸浮物含量時應(yīng)消除聚合物的影響。

　　(4)對污水中懸浮物支除效果不明顯,出水懸浮固體含量為50mg/L左右;聚合物基本不去除,仍保留在水中。

　　連續(xù)自動砂濾器的應(yīng)用，實現(xiàn)了連續(xù)清洗，能耗低，自動化程度高，維護操作簡單。

　　目前聚南I-2污水處理站在原水水質(zhì)指標(biāo)較高的情況下，應(yīng)用溶氣氣浮氣液混合裝置和連續(xù)自動砂濾技術(shù)，現(xiàn)場工藝適應(yīng)性分析結(jié)果表明，污水水質(zhì)得到改善。

　　溶氣氣浮氣液混合裝置和連續(xù)自動砂濾工藝，對油田污水處理工藝的改進，具有積極的促進作用。（來源：大慶油田第一采油廠第五油礦工藝隊）