高浓度含聚污水处理工艺

　　一、概况

　　该实验高浓度含聚污水处理站，设计能力为3.5×104m3/d，采用的工艺是两级沉降、一级过滤流程;其中一次沉降罐三座，单罐容积10000m3;二次沉降罐三座，单罐容积5000m3;φ4m的双层过滤罐16座，φ4m连续石英砂过滤罐5座。

　　该实验高浓度含聚污水处理站，目前处理水量为2.2×104m3/d，压力滤罐日平均处理水量为1.6512×104m3，单台压力滤罐处理量为43m3/h;连续自动砂滤器满负荷运行，日平均处理水量为5.488×103m3，单台连续自动砂滤器处理量为45.7m3/h。

　　设计一次沉降时间为12h，二次沉降时间为5h，滤速为7.96m/h，反冲洗周期为24小时，反冲洗强度为16l/s.m2。反冲洗周期为48小时，反冲洗强度为15l/s.m2，反冲洗历时30分钟。絮凝剂的加药浓度为40mg/L，目前的含聚浓度为660mg/L左右，来水含油量为500-650mg/L，外输含油在8.5-14.3mg/L，悬浮物在11.4-16.3mg/L。

　　主要处理工艺流程为：来水→自然沉降罐→气浮除油沉降罐→双层滤料过滤罐(连续石英砂过滤罐)→缓冲外输。

　　本站原水来自于实验转油放水站、实验放水站。原水物理性质：含聚≤1000mg/l;含油≤1000mg/l;悬浮固体≤300mg/l;来水温度≥35℃;

　　二、溶气气浮装置

　　2.1 溶气气浮性能参数

　　设计循环率为25%，表面负荷2.5m/h，溶气压力0.2-0.4Mpa，释放器释放气泡直径20～40μm

　　2.2 溶气气浮装置主要技术参数

　　处理水量：150m3/h，回流水量：不小于20%，总停留时间：10h，进水水质：含油�350mg/L，悬浮物�200mg/L，出水水质：含油�20mg/L，悬浮物�20mg/L

　　2.3 溶气气浮装置工作原理

　　该设备主要去除水中的油、悬浮物(包括不溶于水的聚合物长链)及铁离子。利用空气做动力将污染的滤砂提至设备顶部的洗砂器进行冲洗，将油、悬浮物冲洗掉。

　　2.3.1 原水沉降罐内中心筒导流区进入中心筒，原水经过导流稳定流速含油污水中的油珠随水流向上，水流在中心筒气浮接触室遇到气浮溶气释放系统释出的20-30μm微气泡后，会产生带气絮粒，这种絮粒会产生上浮现象，随后带气絮粒会到达分离室液面。，其余的浮油会出现溢出的现象，在溢出会流到环形形状的集油槽中，下一步通过排油泵从罐中排出，但是分离室内剩余的废水，需要在经过合适的无害化处理后，达到排放标准通过水管排放。

　　2.3.2 气浮沉降罐出水的一部分，通过一组三相溶气水泵进行再循环(设计循环率为10%)，循环水通过气浮专用气液混合装置与空气快速混合，在沉降罐中装有先进的HYQ型防堵溶气释放器，均匀地释放出气泡。

　　2.4 溶气气浮沉降罐特点

　　2.4.1 沉降罐的主要特点是采用了斜型结构设计，这种特殊的斜型结构能够让机器内的水流处于一种平衡稳定的状态---完全层流状态，并且此时的罐体表面负荷小于2.5m/hr(0.7mm/s)，自然分离效率也能够得到提升;沉降罐气浮内设置的溶气释放系统，可以使含油污水中的细小油珠在沉降罐内部会产生上浮现象，并且在上浮后，气罐中的小油珠会与容气气泡发生第二次反应。这时的颗粒物能够发现是比较大的，这也是提高除油分离效率的原因。

　　2.4.2 防堵释放器，能生成细小的浮选气泡;高压气液混合，溶气量大，溶气压力达到0.6Mpa，加强了气浮挟污能力。由于是高浓度含聚合物污水，气浮沉降系统需要加破乳剂，根据污水中的含聚浓度来变频控制破乳剂。(加药量：0-100mg/L)2.5管式加药反应器在管式反应器中，混合的能量和时间是可以控制的两个变量，通过控制二者，能够让二者能够更充分的混合，在混凝和絮凝的反应过程中，如果能够保持一种稳定的状态，可以在管内发现均匀的絮状反应物;在加药时，由于加药点是在器皿的中间位置，能够把水处理的药剂量消耗值降低到极点;并且此时管道中的药剂不会发生反向混合的现象，从而短路现象也很难出现;此种反应器相比较传统罐式加药混凝器，不再使用搅拌器，加药量0-100mg/L变频可调。

　　2.5 管式加药反应器 

　　在管式反应器中，混合的能量和时间是可以控制的两个变 量，通过控制二者，能够让二者能够更充分的混合，在混凝和絮 凝的反应过程中，如果能够保持一种稳定的状态，可以在管内 发现均匀的絮状反应物；在加药时，由于加药点是在器皿的中 间位置，能够把水处理的药剂量消耗值降低到极点；并且此时 管道中的药剂不会发生反向混合的现象，从而短路现象也很难 出现；此种反应器相比较传统罐式加药混凝器，不再使用搅拌 器，加药量0-100mg/L变频可调。

　　2.6 溶气释放器

　　2.6.1 溶气释放器功能比较强大，其能够自动的处理器具堵塞的产品，并且独特的设计让溶气水稳定的释放，并且能够长时间的保留，此时的固体与液体的分离状态达到最佳，气浮效果也是极佳的。

　　2.6.2 采用“气浮法”来实现固液分离，达到净化水质的目的。气浮法是将空气引入水中，在一定的压力下，使水气充分溶解达到饱和而形成溶气水，然后通过溶气释放器瞬时消能减压释放出大量小于30―50μm的微细气泡，粘附在已絮凝的有害物质上，将其浮托至水面，而达到固液分离净化水质的目的。

　　三、溶气气浮装置应用情况

　　在未加药剂情况下启2沉2#罐气浮装置，停2沉1#罐气浮装置，同一时段对2座罐分别进行了化验跟踪经数据分析启动气浮装置后与未启动气浮装置对比，含油平均降低18.9mg/l，悬浮物平均降低3.3mg/l。

　　3.1 应用溶气气浮装置的几点认识

　　3.1.1 聚南1-2污水处理站通过应用溶气气浮装置，在不加药剂的情况下，该技术将填料聚结和加压溶气气浮相结合进行除油，污水经过亲油聚结填料，利用材料表面的聚结性能使分散小油珠聚并，借助气浮形成的微小气泡携带油珠上浮、分离。去除含聚合物污水中的油。

　　3.1.2 对污水中悬浮物去除效果不明显,出水悬浮固体含量为50mg/L左右;聚合物基本不去除,仍保留在水中。按照现行的注水水质要求，仍须进一步净化处理。

　　四、连续砂滤技术的应用

　　聚南Ⅰ-2高浓度聚合物驱污水站设计规模为3.5×104m3/d，其中一次双层滤料过滤器16座，设计处理量为3.0×104m3/d;连续自动砂滤器5座，设计处理水量为5×103m3/d。

　　4.1 连续砂滤器的组成

　　连续砂滤系统由连续砂滤器、供气系统及自控系统组成。

　　4.2 连续砂滤器工作原理

　　污水通过底部进水管进入过滤器内，由进水装置均匀分布进入滤床，污水穿过滤层向上运动，滤后水通过溢流口自然流出。

　　4.3 滤料清洗过程

　　空气提升装置产生的负压把被污染的滤料从过滤器的底部提升到上部的洗砂器，被污染的滤料在洗砂器中得到清洗。

　　清洗后的滤料回落到过滤器滤床的表面上，再次参与过滤过程。这样就保证了滤床的清洁。洗砂污水通过排污口排放出去。

　　4.4 供气系统

　　供气系统主要由空气压缩机、气体干燥器及储气罐组成。压缩机产生连续压缩空气作为提砂动力，气体干燥器去除压缩空气中的水分，确保供气系统稳定运行，储气罐起储存缓冲作用，确保系统连续稳定运行。

　　4.5 控制系统

　　连续砂滤系统采用PLC控制系统，根据实际生产情况，控制连续砂滤器及供气系统的稳定运行。

　　4.6 工艺流程

　　主流程：污水站内两级沉降罐出水经提升泵将污水提升至连续砂滤器内部进行过滤，滤后水自流至滤后水罐，同时洗砂污水排入污水回收池或污水回收水罐;

　　再生流程：空气压缩机工作产生的压缩空气经过储气罐进入空气干燥器进行空气干燥处理，然后分别供给提砂器及洗砂气浮

　　含油：连续自动砂滤器滤与压力滤罐滤后对比降低了4.4mg/L，悬浮物：降低了3.2mg/L

　　同过数据数据跟踪可以看出，连续自动砂滤器含油悬浮物低于压力滤罐和总滤后。

　　五、应用连续自动砂滤器的几点认识

　　连续砂滤器与传统的过滤器不同,不是全量反冲洗，而采取少量连续洗砂方式，过滤与反冲洗能够同时进行，反冲洗时无需停机，因此能够实现连续过滤，同时自动连续地进行滤层清洗更新。

　　无需自动阀，减少设备操作带来的损坏;水头损失低、能耗低，升压泵扬程低，运行费用和维护费用少;

　　六、结语

　　关于溶气气浮装置：

　　(1)溶气气浮油水分离设备，利用特殊亲油材料表面的聚结特性使细小油珠聚并，借助气泡的浮升作用加快油水分离，提高了除油效果，降低了污水站的处理负荷。

　　(2)溶气气浮装置抗冲击能力强，即使原水水质和水量波动较大，水质指标基本保持稳定。

　　(3)悬浮物测定的影响：污水中聚合物影响悬浮物的测定，在测定悬浮物含量时应消除聚合物的影响。

　　(4)对污水中悬浮物支除效果不明显,出水悬浮固体含量为50mg/L左右;聚合物基本不去除,仍保留在水中。

　　连续自动砂滤器的应用，实现了连续清洗，能耗低，自动化程度高，维护操作简单。

　　目前聚南I-2污水处理站在原水水质指标较高的情况下，应用溶气气浮气液混合装置和连续自动砂滤技术，现场工艺适应性分析结果表明，污水水质得到改善。

　　溶气气浮气液混合装置和连续自动砂滤工艺，对油田污水处理工艺的改进，具有积极的促进作用。（来源：大庆油田第一采油厂第五油矿工艺队）