型超效浅层离子气浮用于废水深度处理的技术介绍.docx

CQJ型超效浅层离子气浮用于废水深度处理的技术介绍
一、CQJ型超效浅层离子气浮技术说明
超效浅层离子气浮是当今世界上先进的水处理设备，无锡沪东麦斯特环境工程有限公司是国内最大的水处理专业性公司，拥有近二千家污水处理工程业绩，几年经过不断的技术改进，在纸机白水回收和废水处理达标排放做出了杰出贡献，得到了用户的绝对肯定，取得了丰富实践经验。如无锡污水处理厂三级处理、嘉兴污水处理厂三级处理、深圳污水处理厂三级处理、金光集团、福建南纸股份、广纸集团、泰格林纸集团、晨鸣集团、华泰集团、太阳纸业集团、玖龙纸业等。该设备的技术特点是①溶气水质量很高,其气泡直径一般在5~10um左右,这就大大增加了微气泡与悬浮物SS的接触面积和接触点,更有利于黏附在微小的悬浮物上.实践证明,气泡直径越小越不易破裂,这就避免了上浮过程中及上层浮出物因气泡破裂造成悬浮物重新下沉的弊病.超效浅层气浮的第一个关键技术是溶气水的制造。其溶气装置构造独特（专利技术）,体积很小,但溶气效果很好,这是优于其他气浮形式的关键所在。②（浅池理论）池子很浅,一般水位控制在600~800mm左右,大大缩短了处理时间,一般3-5min即可完成气浮处理过程,因此浅层离子气浮处理效率比其他气浮提高5倍以上。③(零速度原理)布水均匀,且释放出的水直接上升,基本无横向流动,避免了横流对上浮作用的影响。④出浆独特,采用连续运转的回转勺式撇泥器,对上层积聚的悬浮物去除及时,且干扰很小,避免了浮出物的重新下沉。⑤独有的均衡消能装置（专利技术）,使消能更彻底、气泡释放更均匀更微小,有利于提高气浮处理效果。⑥靠近池底部有连续运转的沉淀物清除刮板,便于沉淀物及时清除,保证了池底干净及有效气浮水深。
工艺流程描述：
混凝剂 助凝剂 浮渣、污泥→压滤外运

生化出水→污水泵→均衡消能系统→超效浅层气浮→消毒池→回用或排放

高效强溶溶气管 回流泵

储气罐

空压机
工艺流程说明：
⑴生化后的污水由污水提升泵提升至浅层气浮池，管道中加入PAC；
⑵在浅层气浮进入管口加入PAM，经气浮池底部混合管充分混合，紧接着与溶气系统产生的部分带正电荷的微小气泡混合，使微小气泡与絮凝体、废水中的污染物进行吸附，桥联进入气浮布水系统；
⑶通过布水系统使废水进入气浮池体，通过气浮的布水系统及无级调速装置使进入气浮池内的废水在布水区及气浮区达零速度；
⑷聚凝的絮体及被微气泡吸附桥联的污染物在浮力及零速度的作用下迅速进行固液分离；
⑸在浅层气浮池清水区被分离而上浮的浮渣污染物被带螺旋的撇泥勺捞走，自流至污泥桶，在重力的作用下自流至浮渣池；
⑹被分离在下层的清水通过回转桶下面的清水抽提槽管自流至消毒池，消毒后排放；
⑺浮渣池内的浮渣经污泥泵送到污泥脱水系统。

二、CQJ型超效浅层离子气浮技术特点
超效浅层气浮的主要特点是对悬浮物SS去除率很高，污水含很高的有机悬浮物，因此首先成功地用于纸机白水回收。为此凡是含悬浮物SS很高的废水，采用超效浅层气浮都是非常有效的。以熟料——废纸和商品浆为主的造纸厂，其综合废水（有的厂也称为“中段废水”）含悬浮物SS比例很高，采用超效浅层气浮加适量絮凝剂，即可达到很好的处理效果。不加絮凝剂时，SS去除率可达70%以上；加絮凝剂，SS去除率可达95%以上，高者可达到99%。加絮凝剂不但有利于提高气浮效果，而且还可去除一些溶解性COD、BOD。对于有自制浆的造纸厂，其中段废水的治理，传统的作法是第一级都采用沉淀法，即俗称一级沉淀，主要目的是去除悬浮物SS。但废水中细小纤维、纤维碎片、杂细胞等很多，且其多数水化程度很高，不易沉淀。采用气浮法对其悬浮物SS的去除率更好、更有效，特别是一级气浮加絮凝，SS去除率可以很高，这样可以更有利于下一步生化处理并大大减少生化处理的负荷和运行成本。
三、CQJ型超效浅层离子气浮的工作原理：
CQJ型超效浅层气浮是集絮凝、气浮、撇渣、刮泥以一体的气浮装置，运用了“浅池理论”及“零速原理”进行设计，停留时间仅需3-5分钟，强制布水，进出水都是静态的，微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程，浮渣瞬时排出，水体扰动小出水悬浮物低，出渣含固率高，悬浮物去除率可达93-99.5%。
CQJ型超效浅层气浮采用了独特的具有世界先进水平专利技术---均衡消能装置取代了传统的释放器，大幅度地减小了微气泡的直径。微气泡直径平均仅约5μm，与目前国内外平均约50μm的水平比较至少减小了10倍。由于当溶气量一定时，微气泡的总面积与其直径的平方成反比，因而微气泡的总面积至少增大了100倍，而微气泡的密集度则增大了近几百倍。理论研究及试验均表明，微气泡直径约小，气泡吸附悬浮物的趋势越强，吸附力越大，这可以用界面能理论来解释，微气泡总面积呈几何数增加等效于废水中固、水、气三相总届面呈几何级数增加，于是它们力图通过吸附降低表面能的趋势大幅增强。 在气浮理论中，悬浮物自水体的分离，除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外，还存在所谓的“气泡裹携”作用，它指的是：部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物，在密集气泡上升过程中，因无论细小悬浮物怎样细小，其粒径仍远大于水分子，它们将可能被挟带在气泡群的气泡群的气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。显然，气泡群越密集，这个作用将越强烈， 所能挟带的悬浮物也将越细小。
独特的溶气管设计，体积小，溶气效率高，结构紧凑。设备占地面积小，效率高。

四、CQJ型超效浅层离子气浮的特点：
l 净化池浅，但表面有足够的浮渣储备空间，特别适用高浓度污水的处理。
l 处理能力大，表面负荷10m3/m2/h。
l 占地面积小，也可不占地，架空、叠装或设置于建筑物上。
l 水位及刮渣深度均可调，流量适应范围大，刮起的浮渣含固率高。
l 拼装式结构，便于运输、安装和搬迁。
l 刚性大，仅需一“井”字形混凝土梁支撑，不需构筑平台，土建费用低。
l 有碳钢（关键部位不锈钢）、部分不锈钢、全不锈钢三种类型，碳钢全部一级喷砂后经特殊重防腐处理，能耐酸、碱腐蚀，使用十年完好如新。
l 旋转接头采用高科技专利技术，不需维护、磨损可调，长期运转不漏水，属永久性设计。
l 轴承等关键零部件经寿命计算，并经工业实践考核，故障率极低，维修费用低。驱动、刮泥电机留有足够裕度，确保长期连续运转不过热。
l 运动部件设有多重保护，可在露天长期可靠运行。
l 设有润滑装置，维护工作量小，管理简便。

五、CQJ型超效浅层离子气浮设备材质组成
一）、超效浅层气浮净水器（气浮池池体、布水机构装置、污泥收集装置、旋转支架装置、水量均匀调节装置、撇渣装置、水位调节装置、清水出水收集装置、旋转集电器、走道板、护栏，驱动、撇渣电气控制箱及附件等组成）。
1、气浮池池体
（1）气浮池体采用Q235-A碳钢。气浮池体深度为800mm。气浮池下部用碳钢结构箱体替代混凝土平台，有极好的刚性，仅用混凝土井字架基础便可进行安装。池体分为多块，便于运输，安装时用螺栓拼接。
（2）气浮池体底板、池帮、联接板、帮筋板、跑道材质为Q235-A碳钢。
2、中心旋转系统
中心旋转系统由中心旋转体、中心旋转密封系统、撇渣装置、驱动装置及附件组成。
中心旋转体由布水机构装置、污泥收集装置、水量均匀调节装置、水位调节装置、清水出水收集装置、旋转支架装置、提水管支承槽管、电机架等组成，材质为Q235-A碳钢。
3、中心旋转密封系统
中心旋转密封系统采用水润滑结构，S304不锈钢精密浇制，内衬特殊减摩材料（属本厂专利），不渗漏，使用寿命接近永久性。
4、撇渣装置
撇渣装置由螺旋形的撇渣勺等组成、螺旋形的撇渣装置对水体的扰动极小。材质为Q235-A碳钢。
5、走道板、护栏
走道板、护栏材质为Q235-A碳钢。
6、驱动机构及附件
驱动机构及附件由旋转集电器、驱动电机、撇渣电机及控制箱、附件等组成。驱动减速机及刮渣减速机均为无级调速。附件由驱动轮、被动轮、定心轮、定位轮、托轮采用尼龙66，螺栓、螺母、调节螺杆等采用Q235-A碳钢，污泥桶定心法兰及旋转桶密封法兰材质为Q235-A碳钢。
二）、高效微氧化强溶溶气系统（属本厂专利）由空气过滤器、空气止回阀、空气流量计、空气调压阀、溶气管及喷射、切割装置等组成，溶气管材质为S304不锈钢。
三）、新型均衡消能系统（属本厂专利）由混合管及释放器组成，释放器材质为S304不锈钢。
四）、防腐处理
气浮设备碳钢制作部份的表面全部经过抛丸处理，表面达到Sa2.5级，并涂上特制的进口金属锌漆，使防腐等级更上一个要求。池内壁及所有与水接触部位再涂环氧中漆，再以环氧沥青为面涂以加强抗水性。有极强的抗腐蚀性能，实践证明，使用十年漆膜完好如新。外露部份，涂环氧中漆后喷涂丙烯酸—聚氨脂树脂漆，光泽及耐气候性能极好。

六、CQJ型超效浅层离子气浮设备系统用电设备功率表

序号
名称
规格
数量
单机功率
装机功率
运行功率
1
浅层离子气浮
CQJ-12
2套
4.5kw
9kw
9kw
2
溶气水泵
KCP100×65-200
4台
30kw
120kw
60kw
3
空压机
HTA-100
2台
5.5kw
11kw
5.5kw
4
PAC搅拌机

2台
2.2kw
4.4kw
4.4kw
5
PAC加药泵
AHC72
3台
0.75kw
2.25kw
1.5kw
6
PAM自动泡药机
PT6500
1台
4.58kw
4.58kw
4.58kw
7
PAM加药泵
AHS72
3台
0.75kw
2.25kw
1.5kw
合计
86.48kw
实际使用功率为86.48×0.7（功率系数）＝60.5kw

七、CQJ型超效浅层离子气浮用于废水深度处理的工艺介绍
为了进一步减少对环境的影响，国家提出了节能减排和提高废水排放要求，增加排放指标（色度、有害物）。对已经过生化处理，达到原排放标准的废水需进一步进行深度处理。我公司已在国内外几十家造纸企业的废水深度处理中得到了广泛的应用，取得了令人满意的效果：CODcr的去除率在50％左右；色度在200倍左右降至50倍以下。
例一：湖南泰格林纸
该厂以木材为原料制浆造纸。
制浆及造纸废水全部进入废水处理系统，因而废水的污染负荷极高，检测结果如下：
PH值：7～8 SS：1450～1729mg/L
CODcr：1800～2500mg/L BOD5：450～650mg/L
发挥酚：0.2～0.3mg/L 色度数：200～450倍
水温：15~35℃ 总排放量：20000～25000M3/d
由于污染负荷高，原设计采用物化+生化（厌氧+好氧）的处理工艺，运行效果较为理想，能达到原国家排放标准。原设计未能达到现有国家排放标准的主要原因：1.色度未能达标；2.CODcr排放标准提高。
现改造方案为：1.在二沉池后增加一道气浮处理工艺，采用CQJ-15型超效浅层离子气浮配合相应的絮凝剂对二沉池出水进行脱色和进一步降低CODcr的处理，达到现有国家排放标准；2.采用CQJ型超效浅层离子气浮设备无需增加占地面积，土建施工量小，运行、操作简单。
经过一个阶段的运行，对出水水质监测数据如下：

水量
（平均值）
CODcr （mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
Color
（倍）
PH
备注
原水
23000m3/d
2000
550
1200
400
7-8

一级气浮
23000m3/d
800
350
100
200
6-9

二沉池出水
23000m3/d
300
30
80
180
7-8

深度处理
23000m3/d
60～100
＜25
＜50
＜50
6-9

去除率

95％
95％
96％
85％

工艺流程图污泥池
污泥脱水系统
厌 氧
好 氧
混凝沉淀
或气浮处理

集水井
二级生化处理

废 水

二沉池
气浮处理
三级深度处理
污泥外运
清水排放
排放口
回流污泥
过滤液
上清液
格 栅
砂水分离

例二：
该公司以松木为原料，硫酸盐漂白制浆，年产量10万吨，产生污水量为18000吨/天，本方案以18000吨/天为设计处理量。其制浆造纸废水（二沉池出水）的水质如下：
CODcr
BOD5
SS
Color
水温
PH
300～500mg/L
16 mg/L
100 mg/L
80～120倍
35℃
6～9
酸碱
N/P
原有工艺设施流程为：

曝气池
选择池
冷却池
初沉池
进

水
格删
中和池

PAC

回流污泥

消毒池
二沉池

排 放

絮凝剂

浓缩池

脱泥间

压缩空气

存在的问题如下：
（1）由于原水水温达60~68℃，水分子的热运动非常剧烈，加上废水中的SS主要以纤维形态存在于水中，其密度接近于水的密度，所以一沉池的沉淀效果不够理想，一沉池SS去除率约为14%。
（2）生化出水BOD5平均为16mg/L，COD为400mg/L。BOD5：COD为0.04，该废水的生化性能很差。
（3）初沉—曝气生化—二沉，该工艺本身对色度的去除较差。如要使出水色度下降，需在二沉池前加入大量的PAC。而大量的AL+会对微生物产生中毒，影响回流污泥中微生物的活性。
改造方案
由于水温受制浆工艺及制浆用水量制约，冷却装置和缺氧池是既成事实，因此可以认为是不可改变的条件。目前只有考虑：
在中和池对废水PH值进行调节，在中和池进水端加酸或碱，在中和池出水端安装PH值在线检测仪，用来指导对废水的酸或碱的加入量。
因二沉池出水的可生化性较差，拟对该废水进行深度物化处理。
取消二沉池前的PAC投加，提高回流污泥的质量，降低对使微生物中毒的有害物质，提高活性污泥的絮凝沉降性能。
深度物化处理拟采用，目前国际上最先进的CQJ-10型超效浅层离子气浮净水器（2台）对二沉池出水进行深度处理，使废水处理最终出水达到COD小于200mg/L，色度小于40倍。
改造后的工艺如下：
酸碱
N/P

格删
冷却池
初沉池
选择池
中和池
曝气池
进

水

事故

回流污泥

二沉池

消毒池
排 放

PAC

PAM
浅层气浮

脱泥间

絮凝剂

压缩空气
浮渣池

处理数据：

CODcr
mg/L
mg/L

BOD5
mg/L
mg/L

PH
6.5－7.5
6－7

色度

综合上述工程实例各项数据，造纸废水深度处理采用CQJ型超效浅层离子气浮是成功的，也是废水深度处理最有效的唯一方法。

例三：广纸集团南沙工厂
该厂以废纸为原料脱墨制浆生产新闻纸。
制浆及造纸废水全部进入废水处理系统，因而废水的污染负荷极高，检测结果如下：
PH值：7～8 SS：1450～1729mg/L
CODcr：3400～5200mg/L BOD5：650～850mg/L
发挥酚：0.2～0.3mg/L 色度数：200～450倍
水温：20~35℃ 总排放量：25000～30000M3/d
由于污染负荷高，原设计采用物化+生化（厌氧+好氧）的处理工艺，运行效果较为理想，能达到原国家排放标准。原设计未能达到现有国家排放标准的主要原因：1.色度未能达标；2.CODcr排放标准提高。
现改造方案为：1.在二沉池后增加一道气浮处理工艺，采用二台CQJ-12型超效浅层离子气浮配合相应的絮凝剂对二沉池出水进行脱色和进一步降低CODcr的处理，达到现有国家排放标准；2.采用CQJ型超效浅层离子气浮设备无需增加占地面积，土建施工量小，运行、操作简单。
经过一个阶段的运行，对出水水质监测数据如下：

水量
（平均值）
CODcr （mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
Color
（倍）
PH
备注
原水
28000m3/d
4000
750
1200
400
7-8

SBR池出水
28000m3/d
200~250
20~30
80~120
150~180
7-8

深度处理
28000m3/d
30～70
＜20
＜50
＜50
5.5-8

工艺流程图污泥池
污泥脱水系统
厌 氧
SBR池
混凝沉淀

集水井
二级生化处理

废 水

气浮处理
三级深度处理
污泥外运
清水排放
排放口
回流污泥
过滤液
上清液
格 栅
砂水分离

八、CQJ型超效浅层离子气浮运用于废水深度处理的部分工程业绩
序号
单位名称
型号
数量
备注
1
四川长江包装纸厂
CQJ-12型
2台

2
嘉兴污水处理厂
CQJ-13型
5台

3
深圳污水处理厂
CQJ-12型
4台

4
湖南泰格林纸集团
CQJ-15型
3台

5
广州纸业集团
CQJ-13型
2台

6
云南云景林集团
CQJ-10型
2台

7
理文纸业
CQJ-15型
2台

8
玖龙纸业
CQJ-12型
2台

9
南宁糖纸集团股份有限公司
CQJ-13型
3台

10
驻马店白云纸业有限公司
CQJ-11型
2台

11
舞阳银鸽纸业集团
CQJ-11型
2台

12
河南西滑封纸业集团
CQJ-10型
2台

13
焦作瑞丰纸业集团
CQJ-9型
2台

14
濮阳龙丰纸业集团
CQJ-8型
2台

15
广西粤景纸业集团
CQJ-9型
2台

16
广西绍平纸业集团
CQJ-10型
1台