加压溶气气浮设备结构与工艺技术研究现状

化工装备技术应用与发展-7-加压溶气气浮设备结构与工艺技术研究现状赵鹏方全利陈宝锋(浙江省天正设计工程有限公司，杭州310012)摘要：气浮设备具有处理效果好、投资及运行费用少、占地小、管理方便等优点，可以有效地处理石油化工行业污水，具有广阔的应用前景。本文介绍了加压溶气气浮的设备结构特点和工艺技术研究现状，为污水处理工艺中气浮设备的选型和工程应用提供参考。关键词：气浮设备加压溶气气浮工艺技术污水处理气浮设备是石油化工废水处理中常见的一种处理装置。气浮工艺有可连续操作、应用范围广、基建投资和运行费用小、设备简单、对分离杂质有选择性、分离速度快、残渣含水量低、杂质去除率高和可以回收有用物质等优点，广泛应用于化工、炼油、造纸、制革、人造纤维、电镀、制药、钢铁等行业[1]。相对于其他的气浮工艺，溶气气浮具有水力负荷高、效率高等优势[2-3]。本文就加压溶气气浮的设备结构特点与工艺技术研究现状进行阐述，为污水处理工艺中气浮设备的工程应用提供参考。1加压溶气气浮设备的结构特点加压溶气气浮设备是由压力溶气系统、空气释放系统和气浮池组成。1.1压力溶气系统压力溶气系统包括加气泵、压力容器罐等。加压水泵将水、气以一定压力送至压力溶气罐，使水与空气充分接触。图1压力溶气罐型式溶气罐有多种形式如图1所示，其中以罐内填充填料的溶气罐效率最高，与无填料的溶气罐相比约高出30%[4]。推荐采用能耗低、溶气效率高的空气压缩机供气的喷淋式填料罐。1.2空气释放系统空气释放系统是由溶气释放器和溶气水管路组成。溶气释放器将压力容器水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。目前国内最常用的溶气释放器是获得国家发明奖的TS型溶气释放器及其改良型的TJ型溶气释放器和TV型溶气释放器。1.3气浮池微气泡与水中悬浮颗粒在气浮池中进行充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。气浮池的布置方式较多，根据待处理水的水质特点、处理要求及各种具体条件，目前已经建成了许多种形式的气浮池，其中以平流式和竖流式最为常用。1.3.1平流式气浮池平流式气浮池使用最为广泛，常采用反应池与气浮池合建的型式，如图2所示。废水进入反应池完成反应后，将水流导向底部，从下部进入气浮接触室，延长絮体与气泡的接触时间，池面浮渣刮入集渣槽，清水由底部集水管集取。平化工装备-8-技术应用与发展流式气浮池的优点是池深浅、造价低、构造简单、运行方便。缺点是分离部分的容积利用率不高等。①反应池②接触室③气浮池图2平流式气浮池1.3.2竖流式气浮池竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同，如图3所示。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。缺点是与反应池较难衔接，容积利用率较低。有经验表明，当处理水量大于150~200m3/h，废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。①反应池②接触室③气浮池图3竖流式气浮池2加压溶气气浮的工艺类型加压溶气气浮的工艺类型有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程三种。2.1全溶气流程全流程溶气气浮法是将全部废水进行加压和溶气，经减压释放装置进入气浮池进行固液分离，流程如图4所示。特点是：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理污水量相同的条件下，较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小。③全部废水经过压力泵，所需的压力泵和溶气罐均较其他两种大，投资和运转动力消耗较大。①原水进②加压泵③空气进④压力溶气罐⑤减压阀⑥气浮池⑦放气阀⑧刮渣机⑨集水系统⑩化学药剂图4全溶气气浮工艺流程2.2部分溶气流程①原水进②加压泵③空气进④压力溶气罐⑤减压阀⑥气浮池⑦放气阀⑧刮渣机⑨集水系统⑩化学药剂图5部分溶气气浮工艺流程化工装备技术应用与发展-9-部分溶气气浮法是将部分废水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池与溶气废水混合，流程如图5所示。特点是：①比全流程溶气气浮法所需的压力泵小，动力消耗低；②气浮池的大小与全流程溶气气浮法相同，但较部分回流溶气气浮法小。2.3回流加压溶气流程回流加压溶气气浮法是将部分回流水加压和溶气，减压后进入气浮池与来自絮凝池的含油废水混合和气浮，流程如图6所示。特点是：①加压的水量少，动力消耗小；②气浮过程不促进乳化；③矾花形成好，后絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。①原水进②加压泵③空气进④压力溶气罐⑤减压阀⑥气浮池⑦放气阀⑧刮渣机⑨集水管及回流清水管图6回流加压溶气气浮工艺流程3高效加压溶气气浮工艺[5]文献[5]在炼油污水处理的应用中提出了一种高效加压溶气气浮工艺，其溶气效率比传统的溶气气浮增加10%，效率高，分离彻底，设备简单，维护方便，运行费用低，体现了高效、简洁、经济的理念。高效加压溶气气浮工艺流程如图7所示。图7高效加压溶气气浮工艺流程高效加压溶气气浮工艺采用涡流负压原理，边吸水