气浮、二氧化氯杀菌技术在短流程处理工艺上的后评价效果分析

张家榕

摘 要：本文主要介绍：一是斜板溶气气浮的机理，并对其在含油污水深度处理站应用的适应性进行评价分析。二是二氧化氯的杀菌作用机理，分析及评价二氧化氯对硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌的杀灭效果、气浮前端曝气对SRB处理效果影响以及投加的成本，评价二氧化氯动态在降低吨水杀菌成本上的优势等。

关键词：短流程;溶气气浮;参数优化;二氧化氯杀菌

1 简介

常规工艺采用两级沉降+两级压力过滤流程，其优点除油效率高，出水水质稳定，对来水水质和水量的突然变化适应能力较强，缺点为占地面积大，投资较大。

短流程工艺采用横向流+两级压力过滤流程，其优点流程简化，油水分离时间由原来的7-15h降低至1-3h，缺点对水中悬浮物处理效果较差。

新肇联含油污水深度处理站2000年12月投运，应用横向流聚结除油技术代替常规流程中的一次沉降罐、二次沉降罐、缓冲罐和升压泵，简化了工艺流程，减少占地面积50%。但装置投入运行后滤后水质并不能实现连续稳定的达标。

2011年对新肇联含油污水深度处理站进行改造，应用斜板溶气气浮技术取代横向流除油器，同时采用二氧化氯杀菌技术，取得了较好的效果，实现水质的全程达标。

2 现场运行参数优化后评价

2.1 斜板溶气气浮技术

2.1.1回流量、溶气比的优化

由于新肇来水较差，悬浮物固体含量高，为改善气浮装置处理效果，调大回流比，按设计最大回流比20%执行。

溶气比调节：气浮箱体内部出现乳白色的沸腾状微小气泡时，达到最佳运行状，气水比10-12%。

2.1.2破乳剂优化

开展破乳剂现场试验优选选取两种破乳剂，FT-805与PT6682。新肇联投加PT6682破乳剂，初期投加40kg/d，，检测五合一出水含油560mg/L，悬浮物固体含量148.2mg/L。投加FT-805破乳剂，检测五合一出水含油40.4mg/L，悬浮物固体含量47.0mg/L。分析原因为FT-805破乳剂属混合型破乳剂，其成分中的含硅破乳剂更适合于水包油乳化严重、悬浮物固体杂质含量高的来液处理，较纯油溶性破乳剂能实现油水快速分离。

根据现场试验效果，对现用破乳剂进行调整，增加了聚醚類净水剂成分，破乳剂类型由油相破乳向油、水两相破乳转化，试验后改善了脱水站来水水质水包油严重、悬浮物含量高的问题。

2.1.3破乳剂配伍性试验

新肇联投产初期气浮装置絮凝剂加药量消耗较大，最高加药量为225kg/d。针对以上问题，开展破乳剂和絮凝剂药剂配伍性试验。

取新肇联原水水样、原水加入50mg/L絮凝剂后水样、原水加入50mg/L絮凝剂后水样、原水（滴入少量破乳剂）加入200mg/L絮凝剂后水样和原水（滴入少量破乳剂）加入1000mg/L絮凝剂后水样进行分析对比。效果观察，随着絮凝剂药量的增加，水质逐渐变澄清，说明新肇联原水中如含有过量的破乳剂对净水不但没有促进作用，反而与絮凝剂发生反应从而增加了絮凝剂的消耗量。

根据配伍性试验情况，下调破乳剂投加量至15kg/d，加药浓度7.2mg/L，检测五合一出水含油43.3mg/L，悬浮物固体含量40.5mg/L。

2.1.4絮凝剂优选

絮凝剂现场试验主要有三种，CJJ、LJJG以及TH型。现场试验表明CJJ型絮凝剂气浮出水水质不能达到滤前双20水质指标要求，LJJG和TH型絮凝剂均能达到滤前水质指标要求。现场试验采用干的无机絮凝剂和有机絮凝剂加药比参考试验范围为40：1至20：1。现场选用30：1、26：1、24：1和20：1进行对比试验，初期确定加药比为26：1。由于上游来水中悬浮物含量降低，后期无机絮凝剂与有机絮凝剂加药比为24：1。

2.1.5排泥参数调整

气浮装置初期运行出水水中含有漂浮大颗粒絮体，初步分析为污水冲击挂壁而成，1-2天内会随着运行排出，但经过几天运行，问题依然存在。进一步观察后确定原因为排泥时间过短、排泥周期过长，箱体内部底泥多影响水质。排泥参数由排泥周期6个小时，排泥时间为10秒调整为排泥周期2个小时，排泥时间为40秒，调整后观察无大颗粒漂浮絮体出现。

2.1.6刮渣参数调整

初期药剂投加量大，刮渣机参数为刮渣周期5min，刮渣时间10min;系统稳定后，刮渣机参数调整为刮渣周期5min，刮渣时间5min。

2.1.7成本分析

新肇联2011年改造，气浮装置改造后吨水运行成本0.14元，比改造前吨水运行费用下降0.02元，滤后水质实现连续稳定达标。

2.2 二氧化氯杀菌技术

2.2.1 加药浓度优化

二氧化氯杀菌装置2012年10月底投入运行，运行稳定后三项菌实现稳定达标，从井口数据分析在控制井口余氯在0.04mg/L-0.05mg/L时，二氧化氯具有长程杀菌效果，其中二氧化氯对硫酸盐还原菌杀灭效果最好，其效果优于腐生菌和铁细菌。

为实现经济有效控制吨水处理成本，2013年参照菌类检测指标、井口余氯值，对有效氯投加浓度进行动态调控。

2.2.2 加药成本分析

盐酸按942元/t计;氯酸钠按4441元/t计，新肇联二氧化氯装置自2012年11月投运以来，平均吨水处理药剂成本0.09元，与常规杀菌剂相比，吨水可节省运行费用0.44元。

3、应用效果后评价

3.1 工艺后评价

3.1.1 停留时间

斜板溶气气浮技术与两级沉降相比，停留时间短，菌类不利于滋生;另外，气浮技术前端曝气的作用，降低了厌氧菌SRB的一个数量级，有利于SRB的控制，同时，由于缩短了有效停留时间，GTB和IB未见增长，结合二氧化氯的长程杀菌作用，可实现注水井井口连续稳定达标。

3.1.2 投资

以新肇联为例，气浮出水水质能稳定達到滤前水质指标要求，斜板溶气气浮与常规两级沉降处理工艺对比可节省一次性投资114万元。

3.2药剂费用后评价

3.2.1、絮凝剂

一是浮选絮凝与沉降絮凝相比，由于去除方向不同，药剂有所差异。以新肇联、杏西联应用实例，沉降絮凝用有机絮凝剂分子量较大，而浮选絮凝有机絮凝剂分子量较小。

二是浮选絮凝与沉降絮凝相比，可节省药剂投加量。沉降絮凝投加湿剂329mg/L，浮选絮凝投加干剂22.9mg/L。

三是浮选絮凝与沉降絮凝相比，无机与有机絮凝剂加药比不同。对比浮选絮凝与沉降絮凝，浮选絮凝有机絮凝剂所占药剂比重较高。

气浮技术现场应用无机絮凝剂与有机絮凝剂加药比为新肇24：1，而常规絮剂沉降无机絮凝剂与有机絮凝剂加药比为40：1或60：1。

四是浮选絮凝与沉降絮凝相比药剂成本相差不大，与沉降絮凝相比浮选絮凝吨水加药成本可降低0.02元。

3.2.2、杀菌剂

一是与常规杀菌剂相比，二氧化氯对菌类杀灭和剥离效果较好，具有长程杀菌作用，其中硫酸盐还原菌杀灭效果最佳，优于腐生菌和铁细菌。

二是二氧化氯可去除注水系统中的硫化物，对注水井降压、改善吸水指数上有积极作用。

三是二氧化氯杀菌与常规杀菌相比吨水药剂成本较低，吨水处理成本0.09元，常规杀菌吨水处理成本按0.53元计，可节省0.44元。

3.2.3 降压效果评价

2011年1月至2013年，共有8口常开清水井和7口常开污水井，做平行对比清水平均注水压力上升趋势要高于污水井平均注水压力上升趋势。

3.2.4 腐蚀性能后评价

新肇联采出污水PH值为8.4-8.5，属于高碱度污水。在碱性条件下，高pH值的采出水能使金属表面能形成更为坚固的、稳定性强的钝化膜，从而能减小二氧化氯对设备及管线的腐蚀。

检测注水井井口余氯控制0.04-0.05mg/L时，二氧化氯的平均腐蚀率在0.064-0.087mm/a之间，下步将跟踪平均腐蚀率检测结果进一步优化余氯控制值。

4 结论

通过对气浮、二氧化氯杀菌技术在短流程处理工艺上的后评价效果分析，可以看出，气浮、二氧化氯杀菌技术达到了较好的改善水质和杀菌的效果，主要体现在以下几个方面：

一是斜板溶气气浮技术、二氧化氯杀菌技术在短流程处理工艺上具有应用效果和成本上的优势，可进一步推广应用该技术。

二是二氧化氯对菌类杀灭和剥离效果较好，具有长程杀菌作用，其对硫酸盐还原菌杀灭效果最好，优于腐生菌和铁细菌。

三是二氧化氯可去除注水系统中的硫化物，对注水井降压、改善吸水指数上有积极作用。