CAF气浮技术在轧钢废水处理中的应用

关于钢厂热轧废水处理，国内外有不少成果已见报导，其中气浮工艺在含油污水处理中发挥了较大的作用。目前钢厂通常采用混凝沉降的方法加以处理，但对于水温较高、含油和悬浮物，比重与水接近并且乳化严重的热轧废水，混凝沉降的效果较差。而常规含油污水处理的气浮工艺由于本身存在的技术缺陷，不能适应热轧废水处理的需要。常规加压溶气气浮（DAF）的不足之处是释放头易堵塞、水温高溶气效果差、操作维护要求高、工程造价和日常运行费用较高。因此针对上述传统溶气气浮的缺点，我们采用了涡凹气浮（CAF）技术。
  
  CAF涡凹气浮设备的工作原理和优点
  
          CAF涡凹气浮系统完全摒弃了过去溶气气浮系统中的压力溶气罐、电耗很高的空压机、循环泵以及易堵塞的喷嘴或释放器，具有结构简单、设备整体性好、占地小、能耗低、操作维修简单、去除率高、无噪音、安装方便等优点。
  
          CAF系统主要有曝气区、气浮区、回流系统、刮渣系统及排水系统等几部分组成，其工作原理为：加药混凝后的污水首先进入装有涡凹曝气机的曝气区，该区设有独特的曝气机，通过底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成了一个真空区，此时水面上的空气通过中空管道抽送至水下，并在底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下把空气粉碎成微气泡，微气泡与污水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面。到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，通过刮渣机将浮渣刮入污泥收集槽，净化后的水由溢流槽溢流排放。
  
          CAF涡凹气浮系统的工作原理完全不同于DAF（压力溶气气浮）。它是通过特制的曝气机来产生微气泡的，因此不需要空压机、循环泵、压力溶气罐、释放器或喷嘴、絮凝剂预反应池等附属设备。尽管DAF也用来去除废水中的SS、油和COD，但DAF存在着许多缺点和操作上的问题。由于CAF产生的微气泡是DAF的4倍，确定CAF的尺寸只需要考虑流量这一参数，不像DAF还需要考虑污染物的浓度。
  
          CAF的优点：
  
          (1)操作简单，没有复杂的机器设备，自动化程度高，不需要过多的人工参与。
          (2)效率高。
          (3)投资省，为CAF配套的土建工程和附属设备特别少，从而大大减少污水处理的投资费用。
          (4)运行费用低，CAF系统的能耗特别低，例如：每小时处理150t水CAF设备的功率只有3HP(2.25kW)，仅相当于DAF的1/8~1/10，节省运行成本的40%~90%。
          (5)配套完整性好，占地面积小，地面、地下或高处皆可安装。
          (6)消除臭气。
          (7)无噪音。
  
  CAF气浮处理效果
  
          鞍钢给水厂11#水站过滤间对中板污水进行处理，处理水量1600m3/h，采用CAF涡凹气浮。由于平面位置所限，气浮池为一、二层上下布置，每池处理水量800m3/h，每池的曝气区安装6台曝气机、1台刮渣机。气浮池进水：水温：20~35℃，含油≤50mg/L，悬浮物≤150mg/L；气浮池出水：含油≤10mg/L，悬浮物≤50mg/L。
  
          工艺流程如图1；        中板来水经厂区管道流入集水井，在集水井中投加PAC药剂，原水经泵提升至CAF气浮池，提升泵的叶轮起快速混合的作用，在CAF气浮池的入口投加PAM药剂，来水中的油和悬浮物形成浮渣或絮体分别上浮和下沉。浮渣经刮渣板刮走，沉泥通过底部排泥排走。CAF的出水由泵提升至核桃壳过滤器，过滤后的出水回用。因种种原因，目前过滤器没有使用，CAF出水直接回用。每台CAF-800涡凹气浮设备的技术参数描述如下：
  
          外形尺寸：24.0m×5.0m×3.5m
          曝气区尺寸：0.6m×0.6m×1.7m
          气泡量约：168L/s
          停留时间约：17min
          设计处理能力：800m3/h
          曝气机电机功率：2.2kW×6台
          刮渣机电机功率：0.75kW×1台
          螺旋推进器电机功率：0.75kW×1台
          总功率：14.7kW
  
          气浮工艺如图2所示：
  效果
  
          11#水站CAF气浮池2005年的检测数据见表1所示。
  结论
  
          1 从以上数据中可知CAF气浮对钢厂的热轧废水去除效果较好，出水的油能够保持在5mg/L左右，而悬浮物能够保持在30mg/L左右，去除效率分别达28%及71%，特别是在进水有较大波动时也能保证稳定的出水。
  
          2 从分析数据上看出水的油及SS都不是十分满意，主要原因是因为条件所限，进水破乳不好，进水经集水井直接打入气浮池，因此水量、水质波动很大。集水井较小，药剂反应不完全，没有反应时间，这些原因都造成了进水条件不好，系统不完善。尽管如此，气浮还是能够稳定运行。
  
          3 目前，该系统正常运行的加药量PAC在100mg/L左右；PAM的加药量在2mg/L左右；PAC的投加量有些偏大，主要是由于前面缺少了混凝反应的工艺段，絮凝体形成时间短，加之来水中含有氧化铁皮和铁屑，导致浮渣上浮困难。今后设计若能够创造良好的进水条件，气浮的加药量将会进一步下降，出水水质进一步提高。

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