氣浮、二氧化氯殺菌技術在短流程處理工藝上的后評價效果分析

張家榕

摘 要：本文主要介紹：一是斜板溶氣氣浮的機理，并對其在含油污水深度處理站應用的適應性進行評價分析。二是二氧化氯的殺菌作用機理，分析及評價二氧化氯對硫酸鹽還原菌、鐵細菌、腐生菌的殺滅效果、氣浮前端曝氣對SRB處理效果影響以及投加的成本，評價二氧化氯動態在降低噸水殺菌成本上的優勢等。

關鍵詞：短流程;溶氣氣浮;參數優化;二氧化氯殺菌

1 簡介

常規工藝采用兩級沉降+兩級壓力過濾流程，其優點除油效率高，出水水質穩定，對來水水質和水量的突然變化適應能力較強，缺點為占地面積大，投資較大。

短流程工藝采用橫向流+兩級壓力過濾流程，其優點流程簡化，油水分離時間由原來的7-15h降低至1-3h，缺點對水中懸浮物處理效果較差。

新肇聯含油污水深度處理站2000年12月投運，應用橫向流聚結除油技術代替常規流程中的一次沉降罐、二次沉降罐、緩沖罐和升壓泵，簡化了工藝流程，減少占地面積50%。但裝置投入運行后濾后水質并不能實現連續穩定的達標。

2011年對新肇聯含油污水深度處理站進行改造，應用斜板溶氣氣浮技術取代橫向流除油器，同時采用二氧化氯殺菌技術，取得了較好的效果，實現水質的全程達標。

2 現場運行參數優化后評價

2.1 斜板溶氣氣浮技術

2.1.1回流量、溶氣比的優化

由于新肇來水較差，懸浮物固體含量高，為改善氣浮裝置處理效果，調大回流比，按設計最大回流比20%執行。

溶氣比調節：氣浮箱體內部出現乳白色的沸騰狀微小氣泡時，達到最佳運行狀，氣水比10-12%。

2.1.2破乳劑優化

開展破乳劑現場試驗優選選取兩種破乳劑，FT-805與PT6682。新肇聯投加PT6682破乳劑，初期投加40kg/d，，檢測五合一出水含油560mg/L，懸浮物固體含量148.2mg/L。投加FT-805破乳劑，檢測五合一出水含油40.4mg/L，懸浮物固體含量47.0mg/L。分析原因為FT-805破乳劑屬混合型破乳劑，其成分中的含硅破乳劑更適合于水包油乳化嚴重、懸浮物固體雜質含量高的來液處理，較純油溶性破乳劑能實現油水快速分離。

根據現場試驗效果，對現用破乳劑進行調整，增加了聚醚類凈水劑成分，破乳劑類型由油相破乳向油、水兩相破乳轉化，試驗后改善了脫水站來水水質水包油嚴重、懸浮物含量高的問題。

2.1.3破乳劑配伍性試驗

新肇聯投產初期氣浮裝置絮凝劑加藥量消耗較大，最高加藥量為225kg/d。針對以上問題，開展破乳劑和絮凝劑藥劑配伍性試驗。

取新肇聯原水水樣、原水加入50mg/L絮凝劑后水樣、原水加入50mg/L絮凝劑后水樣、原水（滴入少量破乳劑）加入200mg/L絮凝劑后水樣和原水（滴入少量破乳劑）加入1000mg/L絮凝劑后水樣進行分析對比。效果觀察，隨著絮凝劑藥量的增加，水質逐漸變澄清，說明新肇聯原水中如含有過量的破乳劑對凈水不但沒有促進作用，反而與絮凝劑發生反應從而增加了絮凝劑的消耗量。

根據配伍性試驗情況，下調破乳劑投加量至15kg/d，加藥濃度7.2mg/L，檢測五合一出水含油43.3mg/L，懸浮物固體含量40.5mg/L。

2.1.4絮凝劑優選

絮凝劑現場試驗主要有三種，CJJ、LJJG以及TH型。現場試驗表明CJJ型絮凝劑氣浮出水水質不能達到濾前雙20水質指標要求，LJJG和TH型絮凝劑均能達到濾前水質指標要求。現場試驗采用干的無機絮凝劑和有機絮凝劑加藥比參考試驗范圍為40：1至20：1。現場選用30：1、26：1、24：1和20：1進行對比試驗，初期確定加藥比為26：1。由于上游來水中懸浮物含量降低，后期無機絮凝劑與有機絮凝劑加藥比為24：1。

2.1.5排泥參數調整

氣浮裝置初期運行出水水中含有漂浮大顆粒絮體，初步分析為污水沖擊掛壁而成，1-2天內會隨著運行排出，但經過幾天運行，問題依然存在。進一步觀察后確定原因為排泥時間過短、排泥周期過長，箱體內部底泥多影響水質。排泥參數由排泥周期6個小時，排泥時間為10秒調整為排泥周期2個小時，排泥時間為40秒，調整后觀察無大顆粒漂浮絮體出現。

2.1.6刮渣參數調整

初期藥劑投加量大，刮渣機參數為刮渣周期5min，刮渣時間10min;系統穩定后，刮渣機參數調整為刮渣周期5min，刮渣時間5min。

2.1.7成本分析

新肇聯2011年改造，氣浮裝置改造后噸水運行成本0.14元，比改造前噸水運行費用下降0.02元，濾后水質實現連續穩定達標。

2.2 二氧化氯殺菌技術

2.2.1 加藥濃度優化

二氧化氯殺菌裝置2012年10月底投入運行，運行穩定后三項菌實現穩定達標，從井口數據分析在控制井口余氯在0.04mg/L-0.05mg/L時，二氧化氯具有長程殺菌效果，其中二氧化氯對硫酸鹽還原菌殺滅效果最好，其效果優于腐生菌和鐵細菌。

為實現經濟有效控制噸水處理成本，2013年參照菌類檢測指標、井口余氯值，對有效氯投加濃度進行動態調控。

2.2.2 加藥成本分析

鹽酸按942元/t計;氯酸鈉按4441元/t計，新肇聯二氧化氯裝置自2012年11月投運以來，平均噸水處理藥劑成本0.09元，與常規殺菌劑相比，噸水可節省運行費用0.44元。

3、應用效果后評價

3.1 工藝后評價

3.1.1 停留時間

斜板溶氣氣浮技術與兩級沉降相比，停留時間短，菌類不利于滋生;另外，氣浮技術前端曝氣的作用，降低了厭氧菌SRB的一個數量級，有利于SRB的控制，同時，由于縮短了有效停留時間，GTB和IB未見增長，結合二氧化氯的長程殺菌作用，可實現注水井井口連續穩定達標。

3.1.2 投資

以新肇聯為例，氣浮出水水質能穩定達到濾前水質指標要求，斜板溶氣氣浮與常規兩級沉降處理工藝對比可節省一次性投資114萬元。

3.2藥劑費用后評價

3.2.1、絮凝劑

一是浮選絮凝與沉降絮凝相比，由于去除方向不同，藥劑有所差異。以新肇聯、杏西聯應用實例，沉降絮凝用有機絮凝劑分子量較大，而浮選絮凝有機絮凝劑分子量較小。

二是浮選絮凝與沉降絮凝相比，可節省藥劑投加量。沉降絮凝投加濕劑329mg/L，浮選絮凝投加干劑22.9mg/L。

三是浮選絮凝與沉降絮凝相比，無機與有機絮凝劑加藥比不同。對比浮選絮凝與沉降絮凝，浮選絮凝有機絮凝劑所占藥劑比重較高。

氣浮技術現場應用無機絮凝劑與有機絮凝劑加藥比為新肇24：1，而常規絮劑沉降無機絮凝劑與有機絮凝劑加藥比為40：1或60：1。

四是浮選絮凝與沉降絮凝相比藥劑成本相差不大，與沉降絮凝相比浮選絮凝噸水加藥成本可降低0.02元。

3.2.2、殺菌劑

一是與常規殺菌劑相比，二氧化氯對菌類殺滅和剝離效果較好，具有長程殺菌作用，其中硫酸鹽還原菌殺滅效果最佳，優于腐生菌和鐵細菌。

二是二氧化氯可去除注水系統中的硫化物，對注水井降壓、改善吸水指數上有積極作用。

三是二氧化氯殺菌與常規殺菌相比噸水藥劑成本較低，噸水處理成本0.09元，常規殺菌噸水處理成本按0.53元計，可節省0.44元。

3.2.3 降壓效果評價

2011年1月至2013年，共有8口常開清水井和7口常開污水井，做平行對比清水平均注水壓力上升趨勢要高于污水井平均注水壓力上升趨勢。

3.2.4 腐蝕性能后評價

新肇聯采出污水PH值為8.4-8.5，屬于高堿度污水。在堿性條件下，高pH值的采出水能使金屬表面能形成更為堅固的、穩定性強的鈍化膜，從而能減小二氧化氯對設備及管線的腐蝕。

檢測注水井井口余氯控制0.04-0.05mg/L時，二氧化氯的平均腐蝕率在0.064-0.087mm/a之間，下步將跟蹤平均腐蝕率檢測結果進一步優化余氯控制值。

4 結論

通過對氣浮、二氧化氯殺菌技術在短流程處理工藝上的后評價效果分析，可以看出，氣浮、二氧化氯殺菌技術達到了較好的改善水質和殺菌的效果，主要體現在以下幾個方面：

一是斜板溶氣氣浮技術、二氧化氯殺菌技術在短流程處理工藝上具有應用效果和成本上的優勢，可進一步推廣應用該技術。

二是二氧化氯對菌類殺滅和剝離效果較好，具有長程殺菌作用，其對硫酸鹽還原菌殺滅效果最好，優于腐生菌和鐵細菌。

三是二氧化氯可去除注水系統中的硫化物，對注水井降壓、改善吸水指數上有積極作用。