1 前 言 

本廠(chang)(chang)位(wei)于(yu)昌平縣西南 ，以軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)為主 ，主要產品有扁鋼(gang)(gang)(gang)、角 鋼(gang)(gang)(gang)、汽車板簧等．年產量3 2萬(wan) t 。 在軋(ya)制過程中(zhong)，軋(ya)機等設備(bei)需用水直(zhi)接冷卻，導(dao)致冷卻廢(fei)水中(zhong)含有大量的(de)氧化(hua)鐵皮和油類(lei)  ( 含油量一(yi)般在 8—2 5  mg t L ) ， 而(er)且其中(zhong)的(de)油類(lei)乳化(hua)程度(du)很高。而(er)軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)廢(fei)水在鋼(gang)(gang)(gang)鐵生產中(zhong)還(huan)具 有水量大 ， 水溫高的(de)特點。 本廠(chang)(chang)軋(ya)鋼(gang)(gang)(gang)廢(fei) 水年排放(fang)量達(da) 1 0 0萬(wan) I 左右 ， 污染物排放(fang)情況見表 1 。 

廢(fei)(fei)水的大量排放(fang)不(bu)僅浪(lang)費了水資源(yuan)，還嚴重污染(ran)環境．而且每年要交(jiao)納超(chao)標排污費2 8 ． 6 2萬(wan)元。 鑒于此情(qing)況， 本廠決定對原有廢(fei)(fei)水處理(li)設施進行(xing)改造 ．以(yi)使處理(li)后的廢(fei)(fei)水達到排放(fang)標準。 

2 方案的確定

對于熱(re)軋廢水(shui) ，國內一(yi)般(ban)采用重力沉淀、 機械除油(you)、 過濾等方(fang)法處(chu)(chu)理。上(shang)述方(fang)法對廢水(shui)中的懸浮(fu)物有一(yi)定效(xiao)果，但對其中油(you)的處(chu)(chu)理效(xiao)率(lv)卻很低  ( 主要因為其中以(yi)乳化(hua)形式存(cun)在 ) ， 難(nan)以(yi)達到≤5 m g t L的排放標準(zhun)。 本廠原熱(re)軋廢水(shui)處(chu)(chu)理工藝流程見圖 l 。

本廠軋(ya)制廢水經各(ge)車間鐵皮坑、旋流沉(chen)淀池(chi)處理后 ， 部(bu)(bu)分 循環(huan)使(shi)用 ，另一部(bu)(bu)分廢水分別進人廠東平(ping)流沉(chen)淀池(chi) ．懸浮物和油類在(zai)上述(shu)三(san)級設施中(zhong)(zhong)得到(dao)(dao)部(bu)(bu)分去除，但外(wai)排水中(zhong)(zhong)乳化油仍達到(dao)(dao) 8—2 5mg t L 。 為使(shi)外(wai)排水中(zhong)(zhong)污染(ran)物達到(dao)(dao)北(bei)京市水污染(ran)排放標(biao)準規定(ding)的(de)(de)二級標(biao)準 ( 石油類 ~5 mf l t L 、  s s ≤7 0   m g t L ) ， 就(jiu)必須(xu)對油的(de)(de)處理方案進行(xing)重點(dian)選擇 。 

為解決廢水排放超(chao)標的(de)問題和提高(gao)水的(de)循(xun)環率，我廠做了(le)大量調研工(gong)作，經過調研、 試驗， 以及(ji)(ji)和首(shou)鋼設計(ji)院、 環保處目前(qian)掌握的(de)國內幾種廢水處理(li)方法比較 ，又鑒于本(ben)廠的(de)實際情況及(ji)(ji)資(zi)金的(de)限{ I j ，最后確定采用高(gao)教(jiao)混凝氣浮法處理(li)軋鋼廢承 。 

3 高效混凝氣浮工藝藏程豆原理
高效(xiao)混(hun)凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)浮法(fa)(fa)工(gong)藝流(liu)(liu)程見(jian)圖2 。 高教混(hun)凝(ning)氣(qi)(qi)(qi)浮法(fa)(fa)工(gong)藝是(shi)部分回(hui)流(liu)(liu)加壓(ya)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)浮工(gong)藝。其(qi)原(yuan)理是(shi) ：溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)泵將(jiang)部分氣(qi)(qi)(qi)浮處理出(chu)水回(hui)流(liu)(liu)加壓(ya)進人溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)罐，同(tong)時(shi)空壓(ya)機將(jiang)空氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)人溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)罐 ，在(zai)一(yi)定的(de)壓(ya)力 ( 2-3 k g/ c m2 ) 條(tiao), f C - T， 空氣(qi)(qi)(qi)迅速溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)人水中(zhong)． 溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)水流(liu)(liu)出(chu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)罐 ，并流(liu)(liu)經釋放器(qi) ，釋放器(qi)將(jiang)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)氣(qi)(qi)(qi)水壓(ya)力恢復到常壓(ya) ，同(tong)時(shi)將(jiang)其(qi)中(zhong)空氣(qi)(qi)(qi)以微細(xi)(xi)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)的(de)形式釋放出(chu)來，大量的(de)微細(xi)(xi)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)和廢(fei)水中(zhong)的(de)絮粒(li)或(huo)油珠在(zai)氣(qi)(qi)(qi)浮池(chi)中(zhong)粘(zhan)附(fu) ，使絮粒(li)或(huo)油珠比(bi)重變輕而(er)迅速上浮至(zhi)液面(mian)。刮渣(zha)機將(jiang)液面(mian)的(de)浮渣(zha)定期(qi)刮除．經過處理后(hou)的(de)達標廢(fei)水則由池(chi)底(di)排出(chu)。 

4 高效混凝(ning)氣浮工(gong)藝分析(xi)

4.1 壓力(li)溶(rong)氣系統

壓力溶氣(qi)系統(tong)流程見(jian)圖 3 。

溶(rong)氣(qi)(qi)系統包括(kuo)有(you)： 水泵、 空壓機、 壓力溶(rong)氣(qi)(qi)罐(guan)及其(qi)它附(fu)屬設備。其(qi)中壓力溶(rong)氣(qi)(qi)罐(guan)是影響溶(rong)氣(qi)(qi)效率的關鍵設備。以(yi)填料罐(guan)溶(rong)氣(qi)(qi)系統的溶(rong)氣(qi)(qi)效率最高。我廠采用 T R一(yi)8型的溶(rong)氣(qi)(qi)罐(guan) ， 該溶(rong)氣(qi)(qi)罐(guan)具有(you)以(yi)下(xia)優點： 

( 1 )水流通量高，是(shi)一般(ban)(ban)壓力溶氣罐(guan)的2  3倍，因而處(chu)理同樣水量，體積僅是(shi)一般(ban)(ban)溶氣罐(guan)的 1 ／ 3—1 ／ 2 。 

( 2 )在水(shui)流通量高的(de)情(qing)況下 ．依然保持極高的(de)溶氣效率，一般(ban)可達(da) 9 9 ％左右 ，極大地(di)降低了能耗。 

( 3 )可(ke)全 自(zi)動(dong)操作(zuo) ．自(zi)動(dong)調節(jie)溶(rong)氣(qi)罐(guan)內(nei)(nei)氣(qi)-液(ye)壓力平衡 ，不用(yong)人手工調整 閥門或啟 閉空壓機(ji)和(he)水(shui)泵，降(jiang)低(di)(di)了(le)(le)操作(zuo)管理的難(nan)度和(he)強度 。低(di)(di)壓運行 ， 3 ] ： , ~ f ／ e m   下(xia)即可(ke)有效(xiao)(xiao)工作(zuo) ， 進步降(jiang)低(di)(di) 了(le)(le)能(neng)耗。 我廠采用(yong)空壓機(ji)供氣(qi)進行溶(rong)氣(qi) ，為(wei)提高(gao)溶(rong)氣(qi)效(xiao)(xiao)率(lv)，還在(zai)溶(rong)氣(qi)罐(guan)內(nei)(nei)放置了(le)(le)聚丙烯(xi)階梯(ti)環(huan)， 此環(huan)其(qi)形狀具有不對稱的特點， 在(zai)填(tian)料(liao)(liao)層內(nei)(nei)減(jian)少了(le)(le)環(huan)的重疊 ，增大了(le)(le)孔隙率(lv) ．壓降(jiang)降(jiang)低(di)(di) ， 傳質效(xiao)(xiao)率(lv)提高(gao)， 比(bi)同尺寸(cun)的鮑爾環(huan)的壓降(jiang)低(di)(di) 3 0 ％左右。所以， 填(tian)料(liao)(liao)不僅(jin)能(neng)提高(gao)溶(rong)氣(qi)效(xiao)(xiao)率(lv)， 而且液(ye)體(ti)通過填(tian)料(liao)(liao)時水(shui)頭損(sun)失(shi)小， 布水(shui)又(you)均(jun)勻(yun)。 

4.2 溶氣釋放系統
由于溶解空氣(qi)(qi)必(bi)須通(tong)過減壓釋(shi)放(fang)(fang)才能獲得氣(qi)(qi)泡(pao)(pao) ， 因(yin)此 ． 光有好的(de)(de)溶氣(qi)(qi)效(xiao)(xiao)果而(er)無好的(de)(de)釋(shi)放(fang)(fang)條件那仍然是(shi)徒勞的(de)(de)。 可以說： 提(ti)高溶氣(qi)(qi)效(xiao)(xiao)率(lv)是(shi)在(zai) “ 量(liang)” 方(fang)面努力， 而(er)提(ti)高釋(shi)放(fang)(fang)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)的(de)(de)性能則 是(shi)在(zai) “ 質” 方(fang)面的(de)(de)追求。  溶氣(qi)(qi)水通(tong)過瞬(shun)時降壓、 消能、 傳質、 釋(shi)氣(qi)(qi)后 ， 很(hen)快(kuai)地聚(ju)集(ji)成(cheng)無數大(da)(da)小(xiao)不(bu)同的(de)(de)超微氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)并(bing)在(zai)劇烈的(de)(de)紊流(liu)(liu)擴散和分(fen)子擴散中(zhong)繼續碰撞和并(bing)大(da)(da) ，形成(cheng)密(mi)集(ji)的(de)(de)微氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)從(cong)溶氣(qi)(qi)釋(shi)放(fang)(fang)器(qi)中(zhong)流(liu)(liu)出(chu)。而(er)釋(shi)出(chu)空氣(qi)(qi)分(fen)子集(ji)合的(de)(de)快(kuai)慢和并(bing)成(cheng)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)，則取決于溶氣(qi)(qi)水的(de)(de)壓力及釋(shi)放(fang)(fang)器(qi)的(de)(de)降壓方(fang)式(shi) 。 

4.2.1 釋放器的釋氣過程
釋(shi)放器的(de)釋(shi)氣(qi)(qi)過程(cheng)見圖4 。 溶氣(qi)(qi)水(shui)(shui)進(jin)人孔口①．固突然收縮并(bing)(bing)(bing)即行(xing)擴(kuo)(kuo)大．降低部分壓(ya)能而(er)(er)加速空(kong)(kong)氣(qi)(qi)分子的(de)逸出(chu)接(jie)著水(shui)(shui)流(liu)(liu)在孔室②內(nei)撞擊(ji)、形(xing)成(cheng)渦(wo)流(liu)(liu)而(er)(er)產生劇(ju)(ju)烈的(de)紊(wen)動(dong)而(er)(er)繼續 “ 消(xiao)能” 釋(shi)出(chu)的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)分子在分子擴(kuo)(kuo)散(san)(san)和紊(wen)流(liu)(liu)擴(kuo)(kuo)散(san)(san) 的(de)作用下 ．逐級并(bing)(bing)(bing)形(xing)成(cheng)超微(wei)(wei)(wei)氣(qi)(qi)泡 。當水(shui)(shui)流(liu)(liu)急(ji)速轉入平行(xing)圓盤的(de)縫(feng)隙③時(shi)(shi)． 流(liu)(liu)態驟變(bian)， 在極窄(zhai)的(de)狹逢進(jin)口處， 水(shui)(shui)流(liu)(liu)斷面再(zai)次急(ji)劇(ju)(ju)收縮 ， 紊(wen)動(dong)程(cheng)度更為(wei)劇(ju)(ju)烈 ， 并(bing)(bing)(bing)出(chu)現局部真空(kong)(kong) ，其液膜減薄及(ji)表(biao)面更新速率達到頂(ding)點。至此，空(kong)(kong)氣(qi)(qi)分子幾乎(hu)全部釋(shi)出(chu)， 并(bing)(bing)(bing)沿圓盤徑 向迅速擴(kuo)(kuo)散(san)(san)而(er)(er)使(shi)超微(wei)(wei)(wei)氣(qi)(qi)泡繼續并(bing)(bing)(bing)大直至在④⑤處形(xing)成(cheng)微(wei)(wei)(wei)米級的(de)微(wei)(wei)(wei)氣(qi)(qi)泡而(er)(er)出(chu)流(liu)(liu)。  此時(shi)(shi)溶氣(qi)(qi)水(shui)(shui)的(de)壓(ya)能已損耗 9 5 ％左(zuo)右， 余船(chuan)在管嘴⑥內(nei)繼續產生紊(wen)流(liu)(liu)而(er)(er)使(shi)微(wei)(wei)(wei)氣(qi)(qi)泡在紊(wen)流(liu)(liu)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)運(yun)動(dong)影響下 “ 并(bing)(bing)(bing)大” ， 而(er)(er)使(shi)溶氣(qi)(qi)水(shui)(shui)變(bian)為(wei)釋(shi)氣(qi)(qi)水(shui)(shui)。整個過程(cheng)耗時(shi)(shi)不到 0 ． 3 S 。 

4 ． 2 ． 2釋放器的有效(xiao)參數

由于(yu)釋(shi)(shi)放(fang)器(qi)的(de)(de)至關重要及特殊性 ， 根據本(ben)廠(chang)軋鋼廢水(shui)(shui)的(de)(de)特性 ．特選用了(le)上(shang)(shang)海 同濟大學研(yan)制生產的(de)(de) ’ I V一(yi)2型(xing)釋(shi)(shi)放(fang)器(qi) 1 8個 ．分三排安裝于(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)內(nei)。  溶氣(qi)(qi)(qi)(qi)釋(shi)(shi)放(fang)系統瘋程見圖 5 。  氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)池(chi)接(jie)觸區是待處理(li)廢水(shui)(shui)和釋(shi)(shi)放(fang)器(qi)釋(shi)(shi)出(chu)微氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)接(jie)觸的(de)(de)區域。T v一(yi)2型(xing)釋(shi)(shi)放(fang)器(qi)是在(zai)滲氣(qi)(qi)(qi)(qi)釋(shi)(shi)放(fang)基本(ben)原理(li)的(de)(de)基礎上(shang)(shang)，結合振動原理(li)而研(yan)制成(cheng)功的(de)(de)。其釋(shi)(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)率達 9 9 ％以上(shang)(shang)。釋(shi)(shi)放(fang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)直徑(jing) 2 0—3 0 , u , m； 低壓有(you)效(xiao)運行． 釋(shi)(shi)出(chu)水(shui)(shui)的(de)(de)分布均勻性好 ，增加了(le)微氣(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)與水(shui)(shui) 中(zhong)油懸浮(fu)物碰撞粘附的(de)(de)幾(ji)率，從而進一(yi)步改善了(le)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)凈(jing)水(shui)(shui)效(xiao)果(guo)。此(ci)外 ．該釋(shi)(shi)放(fang)器(qi)具有(you)抗堵塞(sai)功能， 一(yi)旦受堵，只要在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)池(chi)外打(da)開通氣(qi)(qi)(qi)(qi)閥(fa)接(jie)通壓縮空氣(qi)(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)源 ，就能利用壓力溶氣(qi)(qi)(qi)(qi)水(shui)(shui)將釋(shi)(shi)放(fang)器(qi)內(nei)的(de)(de)堵物沖(chong)洗干凈(jing) ．這過程一(yi)般只需(xu)2 0 s ， 給(gei)操作(zuo)人員(yuan)帶來很大方便。 

4 ． 3 氣浮分 離系統
氣浮(fu)分(fen)離系(xi)統主(zhu)要是(shi)指氣浮(fu)池。為 了(le)適應水質的要求以及出(chu)于對造價低(di)． 占地(di)少， 與后續處理(li)的銜接方(fang)(fang)便等(deng)，在設計氣浮(fu)池時要考慮以下幾個方(fang)(fang)面 ： 

4 ． 3 ． 1 分離區流(liu)速(su)及池深度的控制

分(fen)(fen)離區的(de)(de)作用是(shi)使帶(dai)(dai)氣(qi)(qi)絮(xu)(xu)(xu)粒(li) ( 油、懸浮(fu)物) 與水(shui)體分(fen)(fen)離而上(shang)(shang)浮(fu)至池面， 在整(zheng)個(ge)氣(qi)(qi)浮(fu)池中占有主(zhu)導(dao)地(di)位。帶(dai)(dai)氣(qi)(qi)絮(xu)(xu)(xu)粒(li)在分(fen)(fen)離區中受著(zhu)不(bu)同方(fang)向的(de)(de)力的(de)(de)作用．但主(zhu)要是(shi)受帶(dai)(dai)氣(qi)(qi)絮(xu)(xu)(xu)粒(li)的(de)(de)上(shang)(shang)升流(liu)速 及(ji)出流(liu)水(shui)的(de)(de)向下藏速的(de)(de)控制。當v粒(li)上(shang)(shang)>V粒(li)下時(shi) ， 固液可(ke)以分(fen)(fen)離 ． 當 v粒(li)上(shang)(shang)< V粒(li)下時(shi)， 絮(xu)(xu)(xu)粒(li)將(jiang)隨(sui)水(shui)帶(dai)(dai)出。 而達不(bu)到分(fen)(fen)離效(xiao)果。 

因(yin)此， 氣(qi)浮分(fen)離(li)區的(de)大(da)小， 實際(ji)上受(shou)出(chu)流(liu)水 的(de)平(ping)均向下流(liu)速的(de)控制 ，所 以分(fen)離(li)區濃度在 2 m左(zuo)右(you)巳(si)足夠 。 

4 ． 3 ． 2 氣浮(fu)池的長(chang)、 寬比選擇

從浮渣堆積規律看． 池靖的浮渣厚些， 以后漸漸減薄，一般在 l o r e左右處，浮渣已完成上浮， 增加池長就顯得沒有必要； 反之， 池子過短也不利 ．因池子過短而水瘋前沖力很大， 浮渣還不能全部上浮至水面． 水流郎因池端壁的阻礙產生撞擊返流而影響出水水質。  因此，氣浮池的長寬比應在 I ． 5 ：I   1 ：I之
間。 另外， 池寬(kuan)也不(bu)(bu)宜(yi)過大， 以免布水不(bu)(bu)均， 引(yin)起水與浮渣 的亂流(liu)而影響浮渣上(shang)浮。 

4 ． 3 ． 3集水方(fang)式的(de)選擇與控制

由于絮粒與水的能否分離，決定于分離區水流的向下平均流速 ． 由此可見 ， 出流水集水越均勻 ，各點的出流速度就越趨近于平均流速，因局部的出流速度過大而拉吸絮粒向下的可能 性就減少 ，這樣，出水水質也就得
以保證(zheng)。 

于以上(shang)三條(tiao)原因 ．我廠(chang)設計 的(de)氣(qi) 浮(fu)池(chi)寬度(du)(du)為4 ． 5 m， 氣(qi) 浮(fu)池(chi)分離區的(de)長為 1 l m， 池(chi)深(shen)為 2 m。 另外 ． 在本氣(qi)浮(fu)工藝中， 在氣(qi)浮(fu)池(chi)上(shang)安裝(zhuang)了 T Q一3型橋式刮(gua) 渣(zha)(zha)(zha)機。 此刮(gua)渣(zha)(zha)(zha)機結構(gou)簡單 ， 運(yun)行穩定 、 可靠(kao)。為減(jian)少對浮(fu)渣(zha)(zha)(zha)層(ceng) 擾(rao)動驅動速度(du)(du)設置(zhi)較慢 ( 5 ml mi n ) 。 還配(pei)備(bei) 自(zi)動翻(fan)板裝(zhuang)置(zhi)， 同時可調節刮(gua)板高度(du)(du)。  加(jia)藥設備(bei)采(cai)用(yong)轉子流量計重力(li)投加(jia)方式。投加(jia)濃(nong)度(du)(du)為 5 0 mg ／ L左右。 

4 ． 4 氣浮工 藝的(de)主要(yao)優 點

( 1 ) 在加壓情況下 ， 空氣(qi)的溶解度大， 供(gong)氣(qi)浮(fu)用的氣(qi)泡數(shu)量能得到很大程(cheng)度的滿足確保了氣(qi)浮(fu)效(xiao)果。 

( 2 )滲入氣體(ti)經驟然減壓釋放． 產生(sheng)的(de)氣泡不僅尺(chi)寸微細， 粒度均勻， 密集度大， 而且上浮穩定(ding)， 對液體(ti)擾動微小， 特別適用于乳(ru)化油的(de)分離。 

( 3 ) 7 - 藝(yi)過(guo)程及(ji)設(she)備比較簡(jian)單， 管理、 維修(xiu)也方便。 

( 4 )特別(bie)是部分回流(liu)式．處理效果顯著(zhu)而穩定， 并能(neng)較大地節(jie)約能(neng)耗(hao)。 

5 結論

我廠在廢水治理(li)過程中，應(ying)(ying)用高(gao)效混凝氣(qi)浮(fu)工藝僅(jin)新(xin)增(zeng)了 反應(ying)(ying)池(chi)、氣(qi)浮(fu)弛、出水池(chi)等構(gou)筑物(wu)和(he)氣(qi)浮(fu)系(xi)統設(she)(she)備(bei) ( 包括溶氣(qi) 罐、釋放器、 刮(gua)渣(zha)機) 和(he)加藥系(xi)統， 其它部分均為原(yuan)有設(she)(she)備(bei)和(he)構(gou)筑物(wu) 。  

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