气浮滤池技术在地表水处理中的应用

气浮滤池技术在地表水处理中的应用

The application of dissolved air flotation and filtration in surface water

treatments

权剑彧

（Quanjianyu）

（中国石油广西石化公司，甘肃兰州，730060）

（PetroChina Lanzhou Petrochemical Company，Lanzhou Gansu, 730060）

摘要：介绍了一种适合于地表水处理的技术—气浮滤池，分析了处理工艺及气浮滤池在地表水处理中的应用情况，指出了在应用中的注意事项。

Abstract: The dissolved air flotation and filtration as a suitable technology was introduced to surface water treatments. The applications of dissolved air flotation and filtration were analyzed and considerations were appointed as well in these processes.

关键词：气浮滤池地表水水处理

Key words: Dissolved Air Flotation and Filtration Surface Water Water Treatment

1、概述

中国石油广西石化1000万吨/年炼油工程定位为加工海外原油的大规模、短流程、燃料型炼厂，主要装置包括1000万吨/年常减压蒸馏、350万吨/年重油催化裂化等十余套主体炼油工艺装置以及公用工程、罐区、码头等配套工程。净水场是为炼油工艺装置配套的公用工程项目之一，原水在净水场经过混凝、沉淀、过滤净化处理以满足炼油工艺装置的需要。净水场为工艺装置提供合格的工艺用水即新鲜水，为工艺装置的平稳运行提供可靠的供水保障。

净水场规模为2000吨/小时，进水浊度不大于100NTU，出水浊度不大于3NTU。净水场主要设施为气浮滤池、供水泵及其配套的加药等辅助设施，气浮滤池为净水场核心处理设施。

气浮滤池（Dissolved Air Flotation and Filtration，简称DAFF）是溶气浮选池(DAF，Dissolved Air Flotation) 与多介质滤池（MMF，Multimedia Filter）相结合的一体化处理工艺技术，该技术是澳大利亚WTA（Water Treatment Australia）公司的专有技术。2006年该技术在中国石油大连石化10000吨/天城市污水深度处理与回用一期工程中作为引进技术首次在国内应用，在中国石油广西石化1000万吨/年炼油工程项目中，该技术首次国产化应用。气浮滤池技术提高了国内地表水处理技术水平，处理水质得到保障。气浮滤池技术目前已经得到国内普遍认可，并逐步推广应用于各个领域。

2、处理工艺

1）工艺流程

净水场以水库为水源，水库库水为净水场的原水，原水属于地表水Ⅲ类水域，水质符

合地表水环境质量标准GB3838-2002的规定。地表水水质受季节的影响波动很大，雨季泥沙含量高导致浊度很高，其他季节原水浊度低但有机腐植类物质及藻类含量高，水质特点是低浊高藻高有机物，不易沉降，传统的“沉淀+过滤”工艺难以保证出水水质要求。

参照《含藻水给水处理设计规范》，处理工艺选择为原水—混凝（絮凝）—气浮—过滤—消毒的给水处理工艺。原水通过净水场净化处理达到工艺用水的要求，工艺流程图见图1所示。

图1 工艺流程图

2）技术选择

一体化气浮滤池处理工艺技术是一个完整地系统，将溶气浮选池(DAF) 与多介质滤池（MMF）合理地结合在一起。气浮滤池的上部为矩形溶气浮选池(DAF)，气浮区水深0.8~1.0m；下部为多介质滤料过滤池，过滤区水深1.2~2.5m。系统组成包括：溶气释放系统、浮选过滤系统、气水反冲洗系统、污泥系统。溶气释放系统包括回流泵、溶气罐、风机、控制阀门及仪表、分散阀组等；浮选过滤系统包括浮选过滤池、剪切喷水管、刮渣机、反冲洗回收槽、滤料、过滤板、滤头、液位开关及液位变送器、压差液位计等；气水反冲洗系统包括风机、反冲洗水泵及相应的控制阀门、仪表、管路等；污泥系统包括污泥池、污泥泵等。

气浮处理机理是通过溶气和溶气释放系统，将产生的微气泡粘附于悬浮物体表面，形成的悬浮物混合体比重略小于水的比重，悬浮物被气泡带至水面，通过撇渣器将悬浮物撇除。气浮池下部为过滤池，通过过滤进一步去除水中细小的悬浮物质，使水质达到炼油工艺装置用水的要求。

溶气气浮采用部分回流压力溶气气浮，压缩空气通过风机注入溶气罐成为过饱和状态，然后通过溶气释放系统瞬时减压，溶解在水中的过饱和气体骤然释放，产生大量的微细气泡，絮凝产生的絮体物质和一些细小颗粒与微细气泡结合在一起，比重小于1的被浮至水

面，比重大于1的重力下沉到滤料层，过滤去除。过滤是利用机械筛滤作用、沉淀作用和接触絮凝作用截留水中的悬浮杂质等有机物。

3）气浮滤池主要技术参数：

部分回流溶气气浮，回流比10～20％

溶气罐4立方米

溶气罐压力0.6～0.7MPa

气泡直径：10～20um（传统气浮的20～50um）

最大固体负荷：2.1Kg/m2h

滤池类型：下流式双介质

滤料：无烟煤、细砂

正常运行时表面负荷：6.37m3/m2.h

出水浊度：≤3NTU

同时气浮滤池对COD、胶体硅、色度均有不同程度的去除率。

4）进出水水质

设计原水浊度不大于100NTU，出水浊度不大于3NTU。2013年净水场处理的进出水浊度见表1。

3、技术特点

1）技术国内领先

低浊高藻地表水中天然有机物丰富，水体的主要杂质表现为悬浮物、胶体物、溶解物。气浮滤池能够通过微气泡将原水中有机物悬浮去除，不能悬浮的杂质通过过滤去除。混凝、絮凝的矾花适中即可达到较好的效果，而沉淀过滤技术需要混凝、絮凝形成较大的矾花才能达到较好的效果。因此DAFF运行稳定，出水浊度小于标准3NTU的要求。

气浮滤池系统的溶气释放系统具备如下特点，才足以去除更小颗粒，满足低浊高藻水的处理要求。

一是释放阀具有较大的消能值（消能值是指溶气水从溶解平衡的高能值降到几乎接近常压的低能值之间的差值），普通气浮溶气释放器的消能值一般在95%左右，气浮滤池释放阀消能值可达到99.9%；

二是释放阀具有最短的消能时间。两个体积相同的气泡合并之后，其表面能减少20.62%。为避免气泡的合并，在获得最大的消能值的前提下，需要最快的消能速度即最短的消能时间。高效溶气释放器的消能时间应不大于0.3S，气浮滤池释放阀消能时间0.03S～0.01S，远远小于0.3S。