1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

渦凹?xì)飧?CAF)系統(tǒng)是世界獨(dú)創(chuàng)的專利水處理設(shè)備，也是美國(guó)商務(wù)部和環(huán)保局的出口推薦技術(shù)。CAF是專門為去除工業(yè)和城市污水中的油脂、膠狀物及固體懸浮物(SS)而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。整個(gè)氣浮系統(tǒng)共由五部分組成，如圖1所示：

經(jīng)過(guò)予處理后的污水流入裝有渦凹曝氣機(jī)的小型充氣段，污水在上升的過(guò)程中通過(guò)充氣段與曝氣機(jī)產(chǎn)生的微氣泡充分混合，曝氣機(jī)將水面上的空氣通過(guò)抽風(fēng)管道轉(zhuǎn)移到水下。曝氣機(jī)的工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)在水中形成一個(gè)真空區(qū)，液面上的空氣通過(guò)曝氣機(jī)輸入水中，填補(bǔ)真空，微氣泡隨之產(chǎn)生并螺旋型地上升到水面，空氣中的氧氣也隨之溶入水中。

由于氣水混合物和液體之間密度的不平衡，產(chǎn)生了一個(gè)垂直向上的浮力，將SS帶到水面。上浮過(guò)程中，微氣泡會(huì)附著到SS上，到達(dá)水面后SS便依靠這些氣泡支撐和維持在水面。浮在水面上的SS間斷地被鏈條刮泥機(jī)清除。刮泥機(jī)沿著整個(gè)液面運(yùn)動(dòng)，并將SS從氣浮槽的進(jìn)口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推進(jìn)器，將所收集的污泥送入集泥池中。凈化后的污水流入溢流槽再自流至生化處理部分。

開放的回流管道從曝氣段沿著氣浮槽的底部伸展。在產(chǎn)生微氣泡的同時(shí)，渦凹曝氣機(jī)會(huì)在有回流管的池底形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，這種負(fù)壓作用會(huì)使廢水從池底回流至曝氣區(qū)，然后又返回氣浮段。這個(gè)過(guò)程確保了40%左右的污水回流及沒(méi)有進(jìn)水的情況下氣浮段仍可進(jìn)行工作。

2　在處理石化廢水中的應(yīng)用

應(yīng)用實(shí)例1：東明石化集團(tuán)有限公司污水處理場(chǎng)技改工程。

東明石化集團(tuán)污水處理場(chǎng)始建于1988年，處理規(guī)模為100m3/h，流程采用隔油、兩級(jí)部分回流加壓溶氣氣浮、圓形表面曝氣的傳統(tǒng)處理工藝。由于工藝生產(chǎn)裝置的擴(kuò)建使排水量增加，同時(shí)隨著企業(yè)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及環(huán)保對(duì)排污要求的提高，使得現(xiàn)有污水處理工藝及設(shè)施已不能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。要對(duì)現(xiàn)有污水處理工藝及設(shè)施進(jìn)行改造。改造后的處理規(guī)模為200m3/h，污水處理工藝流程為：污水經(jīng)格柵予處理后由泵提升至調(diào)節(jié)除油罐進(jìn)行除油，除油后再流入隔油池進(jìn)行進(jìn)一步隔油處理。隔油池出水經(jīng)一級(jí)渦凹?xì)飧≡O(shè)備處理后依次進(jìn)入表面曝氣池、推流式曝氣池、二沉池、過(guò)濾器再處理，處理后合格污水外排。

該污水處理改造工程已于1999年12月底通過(guò)東明市環(huán)保局驗(yàn)收，各項(xiàng)控制指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]中的二類污染物二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

本工程中渦凹?xì)飧≡O(shè)備的占地面積僅為36.15m2;能耗僅為5.435kW。不但減少了占地面積、節(jié)約了投資，還降低了運(yùn)行費(fèi)用。

應(yīng)用實(shí)例2：青島廣源發(fā)集團(tuán)公司瀝青廠污水處理工程。

青島廣源發(fā)集團(tuán)公司瀝青廠地處青島城陽(yáng)區(qū)，主要生產(chǎn)中海36-1型高級(jí)道路瀝青，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的石油類、SS及有機(jī)污染物，未經(jīng)處理直接外排對(duì)接納水體造成很大污染。

該廠的廢水量為50m3/h;水質(zhì)為COD：600mg/L、SS:300mg/L、含油量為600～800mg/L。污水處理工藝流程為：污水經(jīng)格柵予處理后流入調(diào)節(jié)池，再由泵提升至波紋斜板隔油池進(jìn)行隔油處理。隔油池出水經(jīng)渦凹?xì)飧≡O(shè)備處理后依次進(jìn)入生化池、二沉池、過(guò)濾器再處理，處理后部分水回用，部分水外排。

該污水處理工程已于1999年12月底通過(guò)青島環(huán)保局驗(yàn)收。二沉池出水COD<100mg/L、ss<30mg/L、含油量為<10mg/L。其中：渦凹?xì)飧≡O(shè)備進(jìn)水水質(zhì)為COD<500mg/L、SS<300mg/L、含油量為<120mg/L;出水水質(zhì)為COD200mg/L、SS<60mg/L、含油量為<10mg/L。渦凹?xì)飧≡O(shè)備對(duì)COD、SS、石油類的去除率分別達(dá)到60%、80%、85%以上。

本工程中渦凹?xì)飧≡O(shè)備的占地面積僅為9.60m2;能耗僅為300KW。在減少了占地面積、節(jié)約了投資的同時(shí)，還降低了運(yùn)行費(fèi)用。

3　渦凹?xì)飧?CAF)的優(yōu)點(diǎn)

3.1　節(jié)省投資

渦凹?xì)飧](méi)有壓力容器、空壓機(jī)、循環(huán)泵等設(shè)備，因而設(shè)備投資少。

設(shè)備占地面積小，減少土建投資。Q=200m3/h的渦凹?xì)飧?CAF)設(shè)備占地面積僅為36.15m2。

3.2　運(yùn)行費(fèi)用低廉

該系統(tǒng)因沒(méi)有壓力容器、空壓機(jī)、循環(huán)泵等設(shè)備，從而節(jié)省電耗。Q=200m3/h的渦凹?xì)飧?CAF)系統(tǒng)能耗僅為5.435KW，而溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)能耗高達(dá)65KW。

渦凹?xì)飧?CAF)系統(tǒng)非常容易操作，根本沒(méi)有復(fù)雜的設(shè)備，因此人工操作及維修工作量極少，降低了人工費(fèi)及維修費(fèi)。

3.3　處理效果顯著

石油類、固體懸浮物(SS)的去除率超過(guò)80%。

BOD及COD的去除率可達(dá)60%以上。而溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)對(duì)BOD及COD的去除率只能達(dá)35%左右。

能促進(jìn)硫化物的氧化，減少污水中的含硫量。

3.4　操作簡(jiǎn)單

本系統(tǒng)非常容易操作，沒(méi)有復(fù)雜的設(shè)備;整個(gè)系統(tǒng)僅由兩個(gè)機(jī)械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統(tǒng)包括了壓力容器、空壓機(jī)、循環(huán)泵等許多必需設(shè)備。

4　與溶氣氣浮(DAF)、散氣氣浮(IAF)的經(jīng)濟(jì)比較

本比較以2000t/d,沒(méi)有化學(xué)進(jìn)料的設(shè)備為基礎(chǔ)，見(jiàn)表1。

5　設(shè)計(jì)參數(shù)的取值

停留時(shí)間15～20min。

表面負(fù)荷5～10m3/(m2·h)。

池中工作水深不大于2.0m，池子長(zhǎng)寬比不小于4。

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