1 系統的結構及工作原理
渦凹氣�。–AF）系統是世界獨創(chuàng )的專(zhuān)利水處理設備，也是美國商務(wù)部和環(huán)保局的出口推薦技術(shù)。CAF是專(zhuān)門(mén)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）而設計的系統。整個(gè)氣浮系統共由五部分組成，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)充氣段與曝氣機產(chǎn)生的微氣泡充分混合，曝氣機將水面上的空氣通過(guò)抽風(fēng)管道轉移到水下。曝氣機的工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速轉動(dòng)在水中形成一個(gè)真空區，液面上的空氣通過(guò)曝氣機輸入水中，填補真空，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(zhù)到SS上，到達水面后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清除。刮泥機沿著(zhù)整個(gè)液面運動(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(kāi)放的回流管道從曝氣段沿著(zhù)氣浮槽的底部伸展。在產(chǎn)生微氣泡的同時(shí)，渦凹曝氣機會(huì )在有回流管的池底形成一個(gè)負壓區，這種負壓作用會(huì )使廢水從池底回流至曝氣區，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用
應用實(shí)例1：東明石化集團有限公司污水處理場(chǎng)技改工程。
東明石化集團污水處理場(chǎng)始建于1988年，處理規模為100m3/h，流程采用隔油、兩級部分回流加壓溶氣氣浮、圓形表面曝氣的傳統處理工藝。由于工藝生產(chǎn)裝置的擴建使排水量增加，同時(shí)隨著(zhù)企業(yè)環(huán)保意識的增強及環(huán)保對排污要求的提高，使得現有污水處理工藝及設施已不能滿(mǎn)足達標排放的要求。要對現有污水處理工藝及設施進(jìn)行改造。改造后的處理規模為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節除油罐進(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)一級渦凹氣浮設備處理后依次進(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)保局驗收，各項控制指標均達到《污水綜合排放標準》[1]中的二類(lèi)污染物二級排放標準。
本工程中渦凹氣浮設備的占地面積僅為36.15m2；能耗僅為5.435kW。不但減少了占地面積、節約了投資，還降低了運行費用。
應用實(shí)例2：青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠(chǎng)污水處理工程。
青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠(chǎng)地處青島城陽(yáng)區，主要生產(chǎn)中海36-1型高級道路瀝青，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的石油類(lèi)、SS及有機污染物，未經(jīng)處理直接外排對接納水體造成很大污染。
該廠(chǎng)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節池，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)渦凹氣浮設備處理后依次進(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)保局驗收。二沉池出水COD＜100mg/L、ss＜30mg/L、含油量為＜10mg/L。其中：渦凹氣浮設備進(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。渦凹氣浮設備對COD、SS、石油類(lèi)的去除率分別達到60%、80%、85%以上。
本工程中渦凹氣浮設備的占地面積僅為9.60m2；能耗僅為300KW。在減少了占地面積、節約了投資的同時(shí)，還降低了運行費用。
東明石化集團污水處理場(chǎng)始建于1988年，處理規模為100m3/h，流程采用隔油、兩級部分回流加壓溶氣氣浮、圓形表面曝氣的傳統處理工藝。由于工藝生產(chǎn)裝置的擴建使排水量增加，同時(shí)隨著(zhù)企業(yè)環(huán)保意識的增強及環(huán)保對排污要求的提高，使得現有污水處理工藝及設施已不能滿(mǎn)足達標排放的要求。要對現有污水處理工藝及設施進(jìn)行改造。改造后的處理規模為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節除油罐進(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)一級渦凹氣浮設備處理后依次進(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)保局驗收，各項控制指標均達到《污水綜合排放標準》[1]中的二類(lèi)污染物二級排放標準。
本工程中渦凹氣浮設備的占地面積僅為36.15m2；能耗僅為5.435kW。不但減少了占地面積、節約了投資，還降低了運行費用。
應用實(shí)例2：青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠(chǎng)污水處理工程。
青島廣源發(fā)集團公司瀝青廠(chǎng)地處青島城陽(yáng)區，主要生產(chǎn)中海36-1型高級道路瀝青，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的石油類(lèi)、SS及有機污染物，未經(jīng)處理直接外排對接納水體造成很大污染。
該廠(chǎng)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節池，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)渦凹氣浮設備處理后依次進(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)保局驗收。二沉池出水COD＜100mg/L、ss＜30mg/L、含油量為＜10mg/L。其中：渦凹氣浮設備進(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。渦凹氣浮設備對COD、SS、石油類(lèi)的去除率分別達到60%、80%、85%以上。
本工程中渦凹氣浮設備的占地面積僅為9.60m2；能耗僅為300KW。在減少了占地面積、節約了投資的同時(shí)，還降低了運行費用。
3 渦凹氣浮(CAF)的優(yōu)點(diǎn)
3.1 節省投資
渦凹氣浮沒(méi)有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設備，因而設備投資少。
設備占地面積小，減少土建投資。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)設備占地面積僅為36.15m2。
3.2 運行費用低廉
該系統因沒(méi)有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設備，從而節省電耗。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)系統能耗僅為5.435KW，而溶氣氣浮(DAF)系統能耗高達65KW。
渦凹氣浮(CAF)系統非常容易操作，根本沒(méi)有復雜的設備，因此人工操作及維修工作量極少，降低了人工費及維修費。
3.3 處理效果顯著(zhù)
石油類(lèi)、固體懸浮物(SS)的去除率超過(guò)80%。
BOD及COD的去除率可達60%以上。而溶氣氣浮(DAF)系統對BOD及COD的去除率只能達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
本系統非常容易操作，沒(méi)有復雜的設備；整個(gè)系統僅由兩個(gè)機械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統包括了壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等許多必需設備。
渦凹氣浮沒(méi)有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設備，因而設備投資少。
設備占地面積小，減少土建投資。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)設備占地面積僅為36.15m2。
3.2 運行費用低廉
該系統因沒(méi)有壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等設備，從而節省電耗。Q=200m3/h的渦凹氣浮(CAF)系統能耗僅為5.435KW，而溶氣氣浮(DAF)系統能耗高達65KW。
渦凹氣浮(CAF)系統非常容易操作，根本沒(méi)有復雜的設備，因此人工操作及維修工作量極少，降低了人工費及維修費。
3.3 處理效果顯著(zhù)
石油類(lèi)、固體懸浮物(SS)的去除率超過(guò)80%。
BOD及COD的去除率可達60%以上。而溶氣氣浮(DAF)系統對BOD及COD的去除率只能達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
本系統非常容易操作，沒(méi)有復雜的設備；整個(gè)系統僅由兩個(gè)機械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統包括了壓力容器、空壓機、循環(huán)泵等許多必需設備。
4 與溶氣氣浮(DAF)、散氣氣浮(IAF)的經(jīng)濟比較
本比較以2000t/d,沒(méi)有化學(xué)進(jìn)料的設備為基礎，見(jiàn)表1。
| 處理方法 | 設備占地/m2 | 能源消耗/KW | 投資比例 |
| DAF | 60 | 22.4 | 1.37 |
| DAF | 30 | 10.0 | 1.18 |
| DAF | 19.3 | 2.6 | 1.00 |
5 設計參數的取值
停留時(shí)間15～20min。
表面負荷5～10m3/(m2·h)。
池中工作水深不大于2.0m，池子長(cháng)寬比不小于4。
表面負荷5～10m3/(m2·h)。
池中工作水深不大于2.0m，池子長(cháng)寬比不小于4。
