高濃度含聚污水處理站應(yīng)用新工藝效果分析

李會(huì)茹（大慶油田第一采油廠第五油礦工藝隊(duì) 黑龍江 大慶163000）

1 概況

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

該實(shí)驗(yàn)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(tái)壓力濾罐處理量為43m3/h；連續(xù)自動(dòng)砂濾器滿負(fù)荷運(yùn)行，日平均處理水量為5.488×103m3，單臺(tái)連續(xù)自動(dòng)砂濾器處理量為45.7m3/h。

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

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

本站原水來(lái)自于實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)油放水站、實(shí)驗(yàn)放水站。原水物理性質(zhì)：含聚≤1000mg/l;含油≤1000mg/l;懸浮固體≤300 mg/l；來(lái)水溫度≥35℃；

2 溶氣氣浮裝置

2.1 溶氣氣浮性能參數(shù)

設(shè)計(jì)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(shí)間：10h

進(jìn)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(zhǎng)鏈）及鐵離子。利用空氣做動(dòng)力將污染的濾砂提至設(shè)備頂部的洗砂器進(jìn)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(jìn)入中心筒，原水經(jīng)過(guò)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(huì)產(chǎn)生帶氣絮粒，這種絮粒會(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，隨后帶氣絮粒會(huì)到達(dá)分離室液面。，其余的浮油會(huì)出現(xiàn)溢出的現(xiàn)象，在溢出會(huì)流到環(huán)形形狀的集油槽中，下一步通過(guò)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(guò)合適的無(wú)害化處理后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)水管排放。

2.3.2 氣浮沉降罐出水的一部分，通過(guò)一組三相溶氣水泵進(jìn)行再循環(huán)（設(shè)計(jì)循環(huán)率為10%），循環(huán)水通過(guò)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(jìn)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(diǎn)

2.4.1 沉降罐的主要特點(diǎn)是采用了斜型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種特殊的斜型結(jié)構(gòu)能夠讓機(jī)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(shí)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(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，并且在上浮后，氣罐中的小油珠會(huì)與容氣氣泡發(fā)生第二次反應(yīng)。這時(shí)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(dá)到0.6Mpa，加強(qiáng)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(lái)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(shí)間是可以控制的兩個(gè)變量，通過(guò)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(guò)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(shí)，由于加藥點(diǎn)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(diǎn)；并且此時(shí)管道中的藥劑不會(huì)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(qiáng)大，其能夠自動(dòng)的處理器具堵塞的產(chǎn)品，并且獨(dú)特的設(shè)計(jì)讓溶氣水穩(wěn)定的釋放，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間的保留，此時(shí)的固體與液體的分離狀態(tài)達(dá)到最佳，氣浮效果也是極佳的。

2.6.2 采用“氣浮法”來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離，達(dá)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(dá)到飽和而形成溶氣水，然后通過(guò)溶氣釋放器瞬時(shí)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(dá)到固液分離凈化水質(zhì)的目的。

3 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(shí)段對(duì)2座罐分別進(jìn)行了化驗(yàn)跟蹤

經(jīng)數(shù)據(jù)分析啟動(dòng)氣浮裝置后與未啟動(dòng)氣浮裝置對(duì)比，含油平均降低18.9 mg/l，懸浮物平均降低3.3 mg/l。

3.1 應(yīng)用溶氣氣浮裝置的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

3.1.1 聚南1-2污水處理站通過(guò)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(jìn)行除油，污水經(jīng)過(guò)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(duì)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(jìn)一步凈化處理。

4 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(jì)規(guī)模為3.5×104m3/d，其中一次雙層濾料過(guò)濾器16座，設(shè)計(jì)處理量為3.0×104m3/d；連續(xù)自動(dòng)砂濾器5座，設(shè)計(jì)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(guò)底部進(jìn)水管進(jìn)入過(guò)濾器內(nèi)，由進(jìn)水裝置均勻分布進(jìn)入濾床，污水穿過(guò)濾層向上運(yùn)動(dòng)，濾后水通過(guò)溢流口自然流出。

4.3 濾料清洗過(guò)程

空氣提升裝置產(chǎn)生的負(fù)壓把被污染的濾料從過(guò)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(guò)濾器濾床的表面上，再次參與過(guò)濾過(guò)程。這樣就保證了濾床的清潔。洗砂污水通過(guò)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(jī)、氣體干燥器及儲(chǔ)氣罐組成。壓縮機(jī)產(chǎn)生連續(xù)壓縮空氣作為提砂動(dòng)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(yùn)行，儲(chǔ)氣罐起儲(chǔ)存緩沖作用，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)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(shí)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(yùn)行。

4.6 工藝流程

主流程：污水站內(nèi)兩級(jí)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(jìn)行過(guò)濾，濾后水自流至濾后水罐，同時(shí)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(jī)工作產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣罐進(jìn)入空氣干燥器進(jìn)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(dòng)砂濾器濾與壓力濾罐濾后對(duì)比降低了4.4 mg/L，懸浮物：降低了3.2 mg/L

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

5 應(yīng)用連續(xù)自動(dòng)砂濾器的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

連續(xù)砂濾器與傳統(tǒng)的過(guò)濾器不同,不是全量反沖洗，而采取少量連續(xù)洗砂方式，過(guò)濾與反沖洗能夠同時(shí)進(jìn)行，反沖洗時(shí)無(wú)需停機(jī)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)過(guò)濾，同時(shí)自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行濾層清洗更新。

無(wú)需自動(dòng)閥，減少設(shè)備操作帶來(lái)的損壞；水頭損失低、能耗低，升壓泵揚(yáng)程低，運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用少；

6 結(jié)語(yǔ)

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(qiáng)，即使原水水質(zhì)和水量波動(dòng)較大，水質(zhì)指標(biāo)基本保持穩(wěn)定。

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

（4）對(duì)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(dòng)砂濾器的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)清洗，能耗低，自動(dòng)化程度高，維護(hù)操作簡(jiǎn)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(dòng)砂濾技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)砂濾工藝，對(duì)油田污水處理工藝的改進(jìn)，具有積極的促進(jìn)作用。