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摘要:X-CAF凹涡一体化气浮器是一种新型的气浮处理装置,是专门为去除工业及城市污水中的COD、油脂、胶体物质及固体悬浮物(SS)等而设计的系统。文章介绍了传统气浮的发展历程,探讨了新研发的YX-CAF凹涡一体化气浮器的运行原理、创新点和特点。
关键词:凹涡一体化气浮器;污水处理;气浮装置
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0018-02
一、原理
YX-CAF凹涡一体化气浮器是结合现代污水处理行业存在的气浮装置的特点,取其精华,撇其不足开发的一种新型的气浮处理装置,是专门为去除工业及城市污水中的COD、油脂、胶体物质及固体悬浮物(SS)等而设计的系统。整个一体化装置共由六部分组成,分别是(1)快速混合区;(2)接触区;(3)集渣区;(4)斜板分离区;(5)污泥区;(6)出水区,如图1所示:
经过预处理后的污水进入一体化气浮器中,先进入快速混合区,快速混合区加入混凝剂及助凝剂,药水通过快速混合区内设置的螺旋流道实现快速混合反应,反应完成后,混合液进入装有凹涡曝气机的接触区,顾名思义,接触区为气液接触的区域,混合液在上升的过程中,预處理污染物通过接触区与曝气机产生的微气泡充分接触,凹曝气机采用特殊设计,启动后曝气机将水面外的空气通过抽风管道吸入到水下,利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空负压区,液面上的空气通过曝气机进入水中,同时叶轮与水的切割作用下产生微气泡,微气泡附着在预处理污染物上形成气污混合物,气污混合物和液体之间由于密度的不平衡,产生了一个垂直向上的浮力,将污染物带到水面,此时较大的气污混合物迅速上升至集渣区,随刮渣机的转动,浮渣被刮至螺旋槽内送入集泥池中(另配);较小的则气污混合物随出水水流进入斜板分离区,根据“浅层原理”,这些气污混合物中的大部分将在此聚结进入污泥区被去除。
通过斜板区的混合液进入出水区,出水区设置回流管道至接触区,为保证设备的整体性及美观性,回流管道沿着气浮槽的底部伸展到出水区,因凹涡曝气机启动过程中会在有回流管的区域形成一个负压区,这种负压作用会使出水区水从池底回流至接触区,返回气浮段。这个过程确保了40%左右的水回流及无进水的情况下气浮段仍可进行工作。
二、气浮的发展
(一)传统气浮
传统气浮主要有散气气浮法、溶气气浮法、电解气浮法,其中使用水处理使用比较多的为溶气气浮法,溶气气浮法又包含部分回流加压、部分进水加压、全部进水加压三种形式,并在此原理的基础上衍生了一些组合气浮装置,主要组成部分包括溶气系统、溶气释放系统、气浮分离系统,而溶气系统包括水泵、空压机、压力溶气罐极其附属设备,溶气释放系统包括溶气释放器极其附属设施,气浮分离系统则包括气浮体、刮沫机等,传统气浮工艺链繁琐、复杂,用电设备较多,高能耗,占地大,使用率逐年减少。
(二)浅池气浮装置
浅池气浮装置是近年来开发的一种新型气浮装置,采用的是“零速原理”及“浅池理论”,该处理装置原水和溶气水在气浮池池体外混合后进入中心进水管,通过旋转布水装置和稳流、整流装置进入气浮池体,处理后的出水通过旋转集水装置出水,浮渣通过撇渣装置排出设备,该撇渣装置为挖斗式,设备包含旋转电机、螺旋挖斗、挖斗驱动电机、电滑环、调节手轮、流量控制渠等三十多个部分组成,结构原理较为复杂,该装置存在设备结构复杂、操作要求高、故障率高、维修保养困难缺点。
(三)CAF、DAF等简便高效气浮装置
这是气浮行业的一制新力军,主要走简便、高效路线;DAF气浮装置是从国外引进的气浮装置,该装置通过高压回流溶气水减压产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近与水的固体或液体微粒粘附,形成密度小于水的气浮体,在浮力的作用下,上浮至水面,进行固-液或液-液分离。DAF气浮装置主要包括:(1)高压回流水溶气系统;(2)絮凝剂、微气泡、固液微粒混合反应系统;(3)斜板分离系统;(4)自动控制系统。
CAF凹涡气浮系统是美国麦王环保能源集团专利产品,是利用引气设备形成负压吸入空气后产生微气泡去除杂质,此系统设备简单,而且操作和维修非常容易,目前在行业内有着广泛的应用。
YX-CAF凹涡一体化气浮器综合了上述各种气浮装置的优点,并屏除缺点,考虑国内水行业特性,是常州江南电力环境工程有限公司技术科研人员的又一力作。
三、YX-CAF凹涡一体化气浮器的创新点
1.一体化装置,结构设计十分精巧、简便。
2.快速混合器的设计利用,使成套装置污水停留时间缩短,一般为15～20min;而普通气浮装置污水停留时间为20～30min。
3.凹涡曝气机的使用,避免了传统空气释放器易堵的缺点,服务面积大大增加。
4.刮渣机与螺旋出渣槽采用1个电机,使布置简便、美观,简化了控制系统的设计,节省设备、能耗。
5.回流溶气系统较完美的利用了曝气机产生的负压区,无须设置专门的回流加压设备,简便实用。
6.斜板分离系统的成功引入,不仅去除效率大幅度提高,使用范围也变的更广,可用于预处理、主处理以及深度处理任意一环节。
四、YX-CAF凹涡一体化气浮器的特点
1.外形简便,结构简单。快速混合器及凹涡气浮机的使用,简化了流程;设计中的精心布置,使本装置外形简便,直观;推流式各部分构造,使设备结构简单,用户便于接受。
2.投资省。相比传统的回流气浮系统,本一体化气浮器无须设置压缩空气罐、空气压缩机、回流液循环泵及其响应的管道等设备,因而设备投资少。
3.占地省。各部分的充分合理的结构设计及布置,使本设备的占地小。
4.运行费用低、能耗省。本装置因无压缩空气罐、空气压缩机、回流液循环泵等设备,从而节省用电,并减少设备操作维护量,降低了人工费及维修费。符合当前节能减排的号召。
5.效果佳。多个运行实践表明,本处理装置处理效果很好,对石油类、固体悬浮物的去除率超过85%,一般在95%以上。而对COD以及BOD的去除率可达60%以上。
6.操作简单,通俗易懂。因本装置机械部分少(整个系统仅由两个机械部分组成),操作非常容易,没有复杂的设备,能保证设备的正常使用、运行。
7.环保型,无二次污染。曝气充氧的过程是一个耗氧过程,因此不会产生臭气。
五、主要技术指标
YX-CAF凹涡一体化气浮器在正常运行条件下其进出水主要控制指标为:进水:含油≤250mg/L,悬浮物≤500mg/L;气浮出水:含油≤15mg/L,悬浮物≤20mg/L,COD去除率60%～80%。如采用两级气浮,则进水指标可相应提高。
参考文献
[1]唐受印.水处理工程师手册[M].北京:化学工业出版社,2003.
[2]北京水环境技术与设备研究中心.三废工程处理技术手册(废水卷)[M].北京:化学工业出版社,1995.
[3]吕玉娟,张雪利.气浮分离法的研究现状和发展方向[J].工业水处理,2007,27(3).
作者简介:杨发祥(1980-),男,江西抚州人,常州江南电力环境工程有限公司技术部部长,工程师,研究方向:电厂工业废水处理、污水处理等项目、产品的设计和研发。
关键词:凹涡一体化气浮器;污水处理;气浮装置
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0018-02
一、原理
YX-CAF凹涡一体化气浮器是结合现代污水处理行业存在的气浮装置的特点,取其精华,撇其不足开发的一种新型的气浮处理装置,是专门为去除工业及城市污水中的COD、油脂、胶体物质及固体悬浮物(SS)等而设计的系统。整个一体化装置共由六部分组成,分别是(1)快速混合区;(2)接触区;(3)集渣区;(4)斜板分离区;(5)污泥区;(6)出水区,如图1所示:
经过预处理后的污水进入一体化气浮器中,先进入快速混合区,快速混合区加入混凝剂及助凝剂,药水通过快速混合区内设置的螺旋流道实现快速混合反应,反应完成后,混合液进入装有凹涡曝气机的接触区,顾名思义,接触区为气液接触的区域,混合液在上升的过程中,预處理污染物通过接触区与曝气机产生的微气泡充分接触,凹曝气机采用特殊设计,启动后曝气机将水面外的空气通过抽风管道吸入到水下,利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空负压区,液面上的空气通过曝气机进入水中,同时叶轮与水的切割作用下产生微气泡,微气泡附着在预处理污染物上形成气污混合物,气污混合物和液体之间由于密度的不平衡,产生了一个垂直向上的浮力,将污染物带到水面,此时较大的气污混合物迅速上升至集渣区,随刮渣机的转动,浮渣被刮至螺旋槽内送入集泥池中(另配);较小的则气污混合物随出水水流进入斜板分离区,根据“浅层原理”,这些气污混合物中的大部分将在此聚结进入污泥区被去除。
通过斜板区的混合液进入出水区,出水区设置回流管道至接触区,为保证设备的整体性及美观性,回流管道沿着气浮槽的底部伸展到出水区,因凹涡曝气机启动过程中会在有回流管的区域形成一个负压区,这种负压作用会使出水区水从池底回流至接触区,返回气浮段。这个过程确保了40%左右的水回流及无进水的情况下气浮段仍可进行工作。
二、气浮的发展
(一)传统气浮
传统气浮主要有散气气浮法、溶气气浮法、电解气浮法,其中使用水处理使用比较多的为溶气气浮法,溶气气浮法又包含部分回流加压、部分进水加压、全部进水加压三种形式,并在此原理的基础上衍生了一些组合气浮装置,主要组成部分包括溶气系统、溶气释放系统、气浮分离系统,而溶气系统包括水泵、空压机、压力溶气罐极其附属设备,溶气释放系统包括溶气释放器极其附属设施,气浮分离系统则包括气浮体、刮沫机等,传统气浮工艺链繁琐、复杂,用电设备较多,高能耗,占地大,使用率逐年减少。
(二)浅池气浮装置
浅池气浮装置是近年来开发的一种新型气浮装置,采用的是“零速原理”及“浅池理论”,该处理装置原水和溶气水在气浮池池体外混合后进入中心进水管,通过旋转布水装置和稳流、整流装置进入气浮池体,处理后的出水通过旋转集水装置出水,浮渣通过撇渣装置排出设备,该撇渣装置为挖斗式,设备包含旋转电机、螺旋挖斗、挖斗驱动电机、电滑环、调节手轮、流量控制渠等三十多个部分组成,结构原理较为复杂,该装置存在设备结构复杂、操作要求高、故障率高、维修保养困难缺点。
(三)CAF、DAF等简便高效气浮装置
这是气浮行业的一制新力军,主要走简便、高效路线;DAF气浮装置是从国外引进的气浮装置,该装置通过高压回流溶气水减压产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近与水的固体或液体微粒粘附,形成密度小于水的气浮体,在浮力的作用下,上浮至水面,进行固-液或液-液分离。DAF气浮装置主要包括:(1)高压回流水溶气系统;(2)絮凝剂、微气泡、固液微粒混合反应系统;(3)斜板分离系统;(4)自动控制系统。
CAF凹涡气浮系统是美国麦王环保能源集团专利产品,是利用引气设备形成负压吸入空气后产生微气泡去除杂质,此系统设备简单,而且操作和维修非常容易,目前在行业内有着广泛的应用。
YX-CAF凹涡一体化气浮器综合了上述各种气浮装置的优点,并屏除缺点,考虑国内水行业特性,是常州江南电力环境工程有限公司技术科研人员的又一力作。
三、YX-CAF凹涡一体化气浮器的创新点
1.一体化装置,结构设计十分精巧、简便。
2.快速混合器的设计利用,使成套装置污水停留时间缩短,一般为15～20min;而普通气浮装置污水停留时间为20～30min。
3.凹涡曝气机的使用,避免了传统空气释放器易堵的缺点,服务面积大大增加。
4.刮渣机与螺旋出渣槽采用1个电机,使布置简便、美观,简化了控制系统的设计,节省设备、能耗。
5.回流溶气系统较完美的利用了曝气机产生的负压区,无须设置专门的回流加压设备,简便实用。
6.斜板分离系统的成功引入,不仅去除效率大幅度提高,使用范围也变的更广,可用于预处理、主处理以及深度处理任意一环节。
四、YX-CAF凹涡一体化气浮器的特点
1.外形简便,结构简单。快速混合器及凹涡气浮机的使用,简化了流程;设计中的精心布置,使本装置外形简便,直观;推流式各部分构造,使设备结构简单,用户便于接受。
2.投资省。相比传统的回流气浮系统,本一体化气浮器无须设置压缩空气罐、空气压缩机、回流液循环泵及其响应的管道等设备,因而设备投资少。
3.占地省。各部分的充分合理的结构设计及布置,使本设备的占地小。
4.运行费用低、能耗省。本装置因无压缩空气罐、空气压缩机、回流液循环泵等设备,从而节省用电,并减少设备操作维护量,降低了人工费及维修费。符合当前节能减排的号召。
5.效果佳。多个运行实践表明,本处理装置处理效果很好,对石油类、固体悬浮物的去除率超过85%,一般在95%以上。而对COD以及BOD的去除率可达60%以上。
6.操作简单,通俗易懂。因本装置机械部分少(整个系统仅由两个机械部分组成),操作非常容易,没有复杂的设备,能保证设备的正常使用、运行。
7.环保型,无二次污染。曝气充氧的过程是一个耗氧过程,因此不会产生臭气。
五、主要技术指标
YX-CAF凹涡一体化气浮器在正常运行条件下其进出水主要控制指标为:进水:含油≤250mg/L,悬浮物≤500mg/L;气浮出水:含油≤15mg/L,悬浮物≤20mg/L,COD去除率60%～80%。如采用两级气浮,则进水指标可相应提高。
参考文献
[1]唐受印.水处理工程师手册[M].北京:化学工业出版社,2003.
[2]北京水环境技术与设备研究中心.三废工程处理技术手册(废水卷)[M].北京:化学工业出版社,1995.
[3]吕玉娟,张雪利.气浮分离法的研究现状和发展方向[J].工业水处理,2007,27(3).
作者简介:杨发祥(1980-),男,江西抚州人,常州江南电力环境工程有限公司技术部部长,工程师,研究方向:电厂工业废水处理、污水处理等项目、产品的设计和研发。