1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

渦凹氣浮(CAF)系統(tǒng)是世界獨創(chuàng)的專利水處理設(shè)備，也是美國商務(wù)部和環(huán)保局的出口推薦技術(shù)。CAF是專門為去除工業(yè)和城市污水中的油脂、膠狀物及固體懸浮物(SS)而設(shè)計的系統(tǒng)。整個氣浮系統(tǒng)共由五部分組成，如圖1所示：

經(jīng)過予處理后的污水流入裝有渦凹曝氣機的小型充氣段，污水在上升的過程中通過充氣段與曝氣機產(chǎn)生的微氣泡充分混合，曝氣機將水面上的空氣通過抽風(fēng)管道轉(zhuǎn)移到水下。曝氣機的工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速轉(zhuǎn)動在水中形成一個真空區(qū)，液面上的空氣通過曝氣機輸入水中，填補真空，微氣泡隨之產(chǎn)生并螺旋型地上升到水面，空氣中的氧氣也隨之溶入水中。

由于氣水混合物和液體之間密度的不平衡，產(chǎn)生了一個垂直向上的浮力，將SS帶到水面。上浮過程中，微氣泡會附著到SS上，到達水面后SS便依靠這些氣泡支撐和維持在水面。浮在水面上的SS間斷地被鏈條刮泥機清除。刮泥機沿著整個液面運動，并將SS從氣浮槽的進口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推進器，將所收集的污泥送入集泥池中。凈化后的污水流入溢流槽再自流至生化處理部分。

開放的回流管道從曝氣段沿著氣浮槽的底部伸展。在產(chǎn)生微氣泡的同時，渦凹曝氣機會在有回流管的池底形成一個負壓區(qū)，這種負壓作用會使廢水從池底回流至曝氣區(qū)，然后又返回氣浮段。這個過程確保了40%左右的污水回流及沒有進水的情況下氣浮段仍可進行工作。

2　在處理石化廢水中的應(yīng)用

應(yīng)用實例1：東明石化集團有限公司污水處理場技改工程。

東明石化集團污水處理場始建于1988年，處理規(guī)模為100m3/h，流程采用隔油、兩級部分回流加壓溶氣氣浮、圓形表面曝氣的傳統(tǒng)處理工藝。由于工藝生產(chǎn)裝置的擴建使排水量增加，同時隨著企業(yè)環(huán)保意識的增強及環(huán)保對排污要求的提高，使得現(xiàn)有污水處理工藝及設(shè)施已不能滿足達標(biāo)排放的要求。要對現(xiàn)有污水處理工藝及設(shè)施進行改造。改造后的處理規(guī)模為200m3/h，污水處理工藝流程為：污水經(jīng)格柵予處理后由泵提升至調(diào)節(jié)除油罐進行除油，除油后再流入隔油池進行進一步隔油處理。隔油池出水經(jīng)一級渦凹氣浮設(shè)備處理后依次進入表面曝氣池、推流式曝氣池、二沉池、過濾器再處理，處理后合格污水外排。

該污水處理改造工程已于1999年12月底通過東明市環(huán)保局驗收，各項控制指標(biāo)均達到《污水綜合排放標(biāo)準》[1]中的二類污染物二級排放標(biāo)準。

本工程中渦凹氣浮設(shè)備的占地面積僅為36.15m2;能耗僅為5.435kW。不但減少了占地面積、節(jié)約了投資，還降低了運行費用。

應(yīng)用實例2：青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠污水處理工程。

青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠地處青島城陽區(qū)，主要生產(chǎn)中海36-1型高級道路瀝青，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的石油類、SS及有機污染物，未經(jīng)處理直接外排對接納水體造成很大污染。

該廠的廢水量為50m3/h;水質(zhì)為COD：600mg/L、SS:300mg/L、含油量為600～800mg/L。污水處理工藝流程為：污水經(jīng)格柵予處理后流入調(diào)節(jié)池，再由泵提升至波紋斜板隔油池進行隔油處理。隔油池出水經(jīng)渦凹氣浮設(shè)備處理后依次進入生化池、二沉池、過濾器再處理，處理后部分水回用，部分水外排。

該污水處理工程已于1999年12月底通過青島環(huán)保局驗收。二沉池出水COD<100mg/L、ss<30mg/L、含油量為<10mg/L。其中：渦凹氣浮設(shè)備進水水質(zhì)為COD<500mg/L、SS<300mg/L、含油量為<120mg/L;出水水質(zhì)為COD200mg/L、SS<60mg/L、含油量為<10mg/L。渦凹氣浮設(shè)備對COD、SS、石油類的去除率分別達到60%、80%、85%以上。

本工程中渦凹氣浮設(shè)備的占地面積僅為9.60m2;能耗僅為300KW。在減少了占地面積、節(jié)約了投資的同時，還降低了運行費用。

3　渦凹氣浮(CAF)的優(yōu)點

3.1　節(jié)省投資

渦凹氣浮沒有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設(shè)備，因而設(shè)備投資少。

設(shè)備占地面積小，減少土建投資。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)設(shè)備占地面積僅為36.15m2。

3.2　運行費用低廉

該系統(tǒng)因沒有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設(shè)備，從而節(jié)省電耗。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)系統(tǒng)能耗僅為5.435KW，而溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)能耗高達65KW。

渦凹氣浮(CAF)系統(tǒng)非常容易操作，根本沒有復(fù)雜的設(shè)備，因此人工操作及維修工作量極少，降低了人工費及維修費。

3.3　處理效果顯著

石油類、固體懸浮物(SS)的去除率超過80%。

BOD及COD的去除率可達60%以上。而溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)對BOD及COD的去除率只能達35%左右。

能促進硫化物的氧化，減少污水中的含硫量。

3.4　操作簡單

本系統(tǒng)非常容易操作，沒有復(fù)雜的設(shè)備;整個系統(tǒng)僅由兩個機械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)包括了壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等許多必需設(shè)備。

4　與溶氣氣浮(DAF)、散氣氣浮(IAF)的經(jīng)濟比較

本比較以2000t/d,沒有化學(xué)進料的設(shè)備為基礎(chǔ)，見表1。

5　設(shè)計參數(shù)的取值

停留時間15～20min。

表面負荷5～10m3/(m2·h)。

池中工作水深不大于2.0m，池子長寬比不小于4。

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