苗小曼

浮選反應(yīng)效果降低的原因分析及對策

苗小曼

（中國石油烏魯木齊石化分公司凈化水廠，新疆烏魯木齊 830019）

浮選單元在污水處理過程中起著重要的作用，浮選反應(yīng)效果直接影響污水用含油量去除率，浮選隨著長周期的運行，其使用效果受很多因素的影響，包括水溫、釋放效果、設(shè)備異常等。造成氣浮效果明顯下降，含油量去除率降低。對影響浮選反應(yīng)效果因素進(jìn)行分析，針對存在的問題采取相應(yīng)的措施，提高了浮選反應(yīng)效果，保證了浮選單元長周期穩(wěn)定運行。

氣浮法；溶氣效果；絮凝劑

1　浮選反應(yīng)原理及結(jié)構(gòu)特點

1.1反應(yīng)原理

氣浮法是固液分離或液液分離的一種技術(shù)，是利用固體與水的密度差而產(chǎn)生的浮力，使固體上浮，達(dá)到固液分離的目的。壓力溶氣系統(tǒng)包括壓力溶氣罐、水泵及其附屬設(shè)備。溶氣罐內(nèi)的壓力是空壓機(jī)氣壓和水泵共同決定的。

壓力溶氣罐是通過回流泵將清水加壓至0.30～0.45MPa，同時加入壓縮空氣，使空氣溶解于水的一種特殊裝置。加壓后的溶氣水通過管道、閥門接至釋放器，然后驟然減至常壓，溶解于水的空氣以微小氣泡形式從水中析出，將污水中的懸浮物顆粒載浮于水面，由刮渣機(jī)刮出，從而實現(xiàn)固液分離［1］。

1.2浮選系統(tǒng)描述

均質(zhì)罐出水自流入六間一級浮選池L×B×H×6=22.7m× 4.5m×3.3m×6，運行液位2.2m，單間運行容積224.73m3，停留時間1.8h；出水進(jìn)入二級浮選池L×B×H×6=22.7m×4.5m× 3.3m×6，運行液位2.2m，單間運行容積224.73m3，停留時間1.8h，該池采用噴射加壓溶氣回流氣浮工藝技術(shù)，設(shè)計回流量為30%～50%，一級氣浮分離段停留時間為60min池內(nèi)設(shè)鏈條式刮渣機(jī)進(jìn)行刮渣，浮選池浮渣定期收集到污水浮渣池，由泵打入后續(xù)系統(tǒng)中進(jìn)行處理。

1.3設(shè)備結(jié)構(gòu)特點

浮選溶氣罐結(jié)構(gòu)見圖1.

圖1　設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

說明：

（1）此圖為容器罐組裝示意圖

（2）工作，循環(huán)射流器在罐體安裝后用板條作加強(qiáng)筋連接于罐體上

凈化水廠一車間浮選系統(tǒng)采用的是噴射加壓溶氣回流氣浮工藝技術(shù)，工作泵用來給溶氣罐加壓和提供浮選回流，循環(huán)泵給溶氣罐連續(xù)補(bǔ)氣，同時也起一定的加壓作用，溶氣罐作用是氣液混合，使空氣在高壓下溶于污水中。循環(huán)泵由C口向射流器提供高速的液體，由射流器的噴嘴射出的高速水流，在吸入室10處，形成負(fù)壓。溶氣罐開孔說明見表1。

表1　容氣罐開孔說明

2　影響浮選反應(yīng)效果的因素

2.1水溫

水溫的降低對溶氣氣浮效果有不利的影響，其原因有以下幾點：無機(jī)鹽混凝劑水解是吸熱反應(yīng)，在低溫水中混凝劑水解困難慢；低溫水的粘度大，使水中雜質(zhì)顆粒布朗運動強(qiáng)度減弱，不利于膠粒脫穩(wěn)凝聚度；水溫與水的pH值有關(guān)，水溫低時水的pH值增高。

而經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)水溫從20～25℃下降到0～5℃時溶氣氣浮對濁度的去除率70%降為56%［2］。當(dāng)水溫從12～17℃下降到3～5℃時，溶氣氣浮的出水濁度從0.28NTU升為0.80NTU［3］。

2.2釋放效果

氣泡的大小直接影響氣浮效果，大氣泡會降低氣浮效率，并且會干擾氣浮層而使氣浮出水的濁度升高。10～100μm的氣泡可穩(wěn)定存在，而運行良好的氣浮池中氣泡的平均粒徑一般為40μm。溶氣罐壓力越大則氣泡越小，但壓力超過500kPa時，壓力的增高不能使氣泡粒徑顯著減小，一般建議壓力為400～600kPa。經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶氣罐壓力分別為330、440和550kPa時，溶氣氣浮對濁度的去除率分別為83%、87%和91%，這證實了溶氣罐壓力對氣浮效果的直接影響［4］。

2.3設(shè)備異常

浮選運行過程中，隨著使用年限的增加，以及經(jīng)過高速流水的沖刷，在實驗中發(fā)現(xiàn)有閥門老化、循環(huán)泵葉道堵塞、釋放器破損、工藝管線管壁結(jié)垢、射流器損壞等現(xiàn)象造成吸

入空氣不足，溶氣效果下降，浮選反應(yīng)變差或是浮選氣浮段氣泡分布不均勻，無法形成整體密度小的氣泡，在污水中的油珠和懸浮絮粒相粘附效果下降，不能較好的攜帶油污和絮凝體上浮，浮選除油效果下降。

3　浮選反應(yīng)效果下降的現(xiàn)象及對策

3.1閥門老化

現(xiàn)象：浮選閥門進(jìn)過高速水流的沖刷，隨著使用年限的增加，造成閥門閥芯損壞，尤其是循環(huán)泵進(jìn)口G閥門，循環(huán)泵進(jìn)口G閥門閥芯一旦損壞脫落，則導(dǎo)致循環(huán)泵進(jìn)口吸入量不足，機(jī)泵處于半抽空狀態(tài)，使得循環(huán)泵出C口向射流器提供高速的液體量減少，在射流器吸入室形成負(fù)壓能力下降，吸入管吸入的空氣不足，造成溶氣效果下降，浮選反應(yīng)變差。

解決辦法：更換循環(huán)泵進(jìn)口閥門。

3.2循環(huán)泵葉道堵塞

現(xiàn)象：循環(huán)泵葉道內(nèi)有雜物，造成循環(huán)泵工作能力下降，機(jī)泵不上量，使得循環(huán)泵出C口向射流器提供高速的液體量減少，在射流器吸入室形成負(fù)壓能力下降，吸入管吸入的空氣不足，造成溶氣效果下降，浮選反應(yīng)變差。

解決辦法：一般在閥門正常時，對機(jī)泵進(jìn)行檢修，清理葉道。

3.3射流器損壞

現(xiàn)象：循環(huán)泵壓力正常，溶氣罐在任何壓力下無反應(yīng)，射流器發(fā)生損壞，無法在射流器吸入室形成負(fù)壓，吸入管吸入的空氣，沒有溶氣效果，浮選無反應(yīng)。

解決辦法：更換射流器。

4　實驗效果對比

實驗期間含鹽浮選進(jìn)出水含油量的變化見圖2～3。

實驗結(jié)論：①當(dāng)均質(zhì)罐出水含油量小于100mg/L時，浮選去除率差別僅有4%，影響浮選處理效果的主要因素為刮渣頻次、加藥量的調(diào)整；②當(dāng)均質(zhì)罐出水含油量大于100mg/L時，浮選去除率相差14%，影響浮選處理效果的主要因素為設(shè)備異常結(jié)垢。

圖3　實驗期間浮選出水含油量統(tǒng)計對比

5　結(jié)束語

經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)影響浮選反應(yīng)效果的主要因素為設(shè)備異常，包括閥門老化、循環(huán)泵葉道堵塞、釋放器破損、工藝管線管壁結(jié)垢、射流器損壞。

以上影響浮選反應(yīng)因素，主要是適用于噴射加壓溶氣回流氣浮法。當(dāng)均質(zhì)罐出水含油量大于100mg/L時，對浮選反應(yīng)效果較差的單間進(jìn)行放空檢修，根據(jù)浮選溶氣罐及循環(huán)泵的壓力的情況，進(jìn)行逐一排除，找出影響浮選反應(yīng)的因素，保證浮選達(dá)到最佳效果。

［1］ 吳琦.氣浮選含油污水處理技術(shù)［J］.油氣田地面工程，2010，（3）.

［2］ Kempeneers S，Van Menxel F，Gille L.A decade of dargescale experience in dissolved air flotation［J］.Water Scienceand Technology，2001，（43）.

［3］ Edzwald J K，Tobiason J E，Amato Tony，et al.Integratinghigh-rate DAF technology into plant design［J］.J AWWA，1999，（91）.

［4］ 、Chung Yong，Yoon Chan Choi，Yoon Ho Choi，et al.A demonstrationscaling-up of the dissolved air flotation［J］.WaterScience and Technology，2000，（42）.

Reason Analysis and Countermeasure of Reducing Effect of Flotation Reaction

Miao Xiao-man

The flotation unit plays an important role in the process of wastewater treatment，flotation effect is good or bad directly affect water，oil removal，flotation with long period of operation，its effect is influenced by many factors，including water temperature，release effect，abnormal factors.The effect of air floatation was obviously decreased，and the removal rate of oil content was decreased.The effect factors of flotation reaction were analyzed and the measures were carried out to improve the reaction efficiency and ensure the long period and stable operation of the flotation unit.

air floatation method；dissolved gas effect；flocculant

TD97

A

1003-6490（2016）06-0161-02