优化浮选工艺，提高浮选效率

赵晓卫 方 舒 强 星

(1.河南油田规划计划处，河南 南阳 473132;2.河南油田采油二厂，河南 南阳 473132)

气浮法处理污水就是在一定条件下，向污水通入空气，产生微气泡，利用气泡吸附污水中携带的油珠和悬浮物，上浮分离，达到净化污水目的。常规气浮工艺按气泡产生途径可分为:加压溶气气浮、叶轮气浮、喷射气浮三种。加压溶气气浮是将污水提升至溶气罐，加压0.3～0.55MPa，注入压缩空气，使之过饱和，然后瞬间减压释放气泡，使气泡和被去除物的结合体迅速上浮水面，实现分离。

1 DAF气浮装置简介

DAF气浮装置是一种用于固-液或液-液分离的污水处理设备。该装置通过高压回流溶气水减压产生大量的微气泡，使其与污水中的固体或液体微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，上浮至水面，进行固-液或液-液分离。

DAF气浮装置组成:混合反应段;溶气系统(溶气泵、溶气罐、压缩空气系统、溶气释放器);池体(接触区、分离区(包括集渣区、布水区、斜板分离区、集水区、集泥区))。

工作原理:原水与通过释放器进入接触区的回流溶气水及其释放的微气泡充分混合，形成气浮体，进入布水区，较大气浮体上升至集渣区，较小的气浮体进入斜板分离区，根据浅池原理，这些气浮体中的大部分气浮体将在此被去除。密度较大的颗粒将下沉至气浮装置底部，通过刮泥机将其排出。处理后的污水一部分作为回流水回到系统中，大部分水(出水)将进入下一级处理单元。

2 影响气浮选处理效果的因素分析

2.1 混合反应系统

混凝是通过投加混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)使污水中的污染物变得不稳定，形成的微小粒子，加入药剂后通过节流措施和缩小管径获得强烈的搅拌效果，也可加入部分溶气回流水。

2.2 分离过程

污水进入分离区，与气水混合物中释放的微小空气气泡(气泡直径范围30～50um)混合。这些微小气泡粘附在污水中的絮体上，形成比重小于水的气浮体。快速上升的气浮体将浮到水面，上升较慢的气浮体在波纹斜板中分离，重粒子下沉，通过底部刮渣机收集，定期开启排泥阀排出。

在浮选分离室内，水中悬浮颗粒能被气泡夹带上浮分离，要满足以下条件:(1)颗粒与气泡有机会碰撞接触，且各自所具有的能量足以克服表面电荷形成的能垒，两者才有可能进一步靠拢;(2)互相靠拢的颗粒与气泡，必须能挤破两者之间的水化膜，颗粒才有可能进入气泡;(3)进入气泡的颗粒其大部分体积必须能粘附在气泡内，颗粒才能随气泡一起浮升。

2.3 表面浮渣收集

污水水质处理的好坏与浮渣液面高低有关系。浮渣液面通过出水闸口调节，闸口越大，浮渣液面越厚，对提高浮选机处理能力有利，但是浮渣不及时排出，污水中颗粒沉淀物将增多，处理后污水水质会较差;闸口过小，浮渣层变薄，可能出现刮水现象，导致浮渣量增大。

2.4 溶气系统

溶气系统对浮选机处理效率和效果起着重要作用。原水总流量的20%将通过循环泵用于溶气，泵出口压力0.5～0.7MPa。在溶气罐入口通过节流使空气与水剧烈混合，溶入大量空气。充气量不足，气泡数量少，影响杂质与气泡结合机会，处理效率降低;充气量过大，造成液面翻花，影响浮渣层稳定。循环溶气水在进入气浮池之前将通过一定数量的释放器减压，一个或多个释放器配有开关球阀。压缩空气盘上的空气压力需要调到高于循环泵压力0.5MPa，多余空气通过放气管释放，以保持溶气罐液位稳定。

3 浮选工艺优化

3.1 混合反应系统筛选优质药剂

含油污水中由于油滴与气泡表面均带负电荷而在其周围形成双电层，只有当二者所具有的能量能克服由双电层所形成的能垒，二者接近时才能实际接触而形成有效碰撞。其有效碰撞强度由絮体表面的疏水性、气泡大小及水力条件决定。絮体表面的疏水性越强、气泡越小，其粘附率越高。为增加有效碰撞，提高除油效率，就需要能提供压缩双电层、增大细小油滴絮凝聚结能力的、与油滴表面具有很大亲和力的、能减少气泡直径、增大气泡密度的药剂，这种药剂兼具阳离子型、具有破乳和起泡作用的复合制剂。

所提供的加药方案有下面三种:

加药方案 药剂费用

经现场实验，选择出最适合本联合站污水处理的药剂，采用方案一投加药剂。

3.2 分离过程调整斜板角度

上升较慢的气浮体在波纹斜板中分离，一旦一个粒子接触到波纹斜板，它能够逆着水流方向上升。浮选机中的斜板决定了上升较慢的气浮体浮选的效果，合理调整斜板倾斜角度，使浮选机的表面负荷小于2.5m/hr，能提高了油水浮选分离的效果;(斜板为亲油疏水玻璃钢材料)

3.3 合理调节浮渣液面

浮渣液面通过出水闸口调节浮渣液面。闸口越大，浮渣液面越厚，对提高浮选机处理能力有利，但是浮渣不能及时排出，污水中颗粒沉淀物将增多，处理后污水水质会较差;闸口过小，液面增高，浮渣层变薄，可能出现刮水现象，导致浮渣量增大。制定合理的出水闸口调节方案，根据出水水质及时调整浮渣液面的高低。

3.4 浮选机进口加装排气管线

站外来液量不稳，影响处理效果。液位较低，气体随污水进入浮选机，使浮选机内翻花，破坏了浮选机内部气液平衡，使浮选机产生的气泡不能细密、均匀分布，导致浮选机气冲，气冲使漂浮在表面的浮渣打碎，浮渣随着污水排出，进而使浮选机的出水质变差，加大了污水处理难度。

在浮选机的配气钢处安装排气管线，加装排气阀。排气阀的位置应在浮选机之上。当原水进口管线内有空气时，可以自动通过排气阀排出。

4 优化前后效果对比

现将优化前后浮选机运行参数列表:

优化前 优化后出水含油(mg/l)8 5

优化前 优化后出水含机杂(mg/l)31 22稀渣量(m3)320 380 180 140处理能力(m3/h/台)

从上表可以看出:

(1)出水含油明显的下降，减轻了生化污水和锅炉回用污水的处理压力，延长了锅炉回用滤罐的反洗和再生时间。

(2)机杂下降到22 mg/l，保证二级过滤罐滤后水质，避免了配水器滤网、水咀堵塞而产生的配注量不足、测试工作量增加等问题。

(3)在干渣量不变的情况下，每天减少稀渣量了40m3。稀渣经后端的板框压滤机压滤，压滤出水再回系统循环，避免了因污水重复处理而产生费用。

(4)浮选机的处理能力有了明显提高，减轻了浮选机的处理压力。

5 结论

实践证明，通过优化气浮选工艺，在一定程度上降低了污水的含油、含机杂率，污水水质有了明显的改善，稀渣产生量也得到了减少。对维持污水系统稳定有较大的贡献。