用水平對比法篩選含油污水氣浮絮凝劑
摘要：闡述了水平對比篩選含油污水氣浮絮凝劑的方法和過程，并確定了中選絮凝劑的投加方案，進行了效果檢驗。
關鍵詞：水平對比法、絮凝劑、篩選
1、水平對比法與氣浮現(xiàn)狀
水平對比（Benchmarking），就是將過程、產品和服務質量同公認的處于領先地位的競爭者或企業(yè)的需要進行比較，有助于認清目標并確定為使自己在市場競爭中處于有利地位所應編制的趕超計劃的重點內容。運用水平對比法，可以尋找企業(yè)需要的最佳水平的產品或服務。本文論述運用水平對比法篩選含油污水氣浮絮凝劑的方法和過程。
我廠第二污水處理場氣浮工序共有兩級氣浮，合用一套加藥系統(tǒng)，如圖：
近年來煉廠加工的原油日趨重質化、劣質化，含油污水水質情況波動較大，加藥絮凝氣浮是重要的除油工藝。根據(jù)污水性質，篩選合適的氣浮絮凝劑達到最佳處理效果、降低生產成本至關重要。篩選前兩級氣浮水質如下表：
2、水平對比篩選程序
2.1 確定水平對比的項目
水平對比的項目是過程及其輸出的關鍵特性，如性能、可靠性、成本、價格等，并直接同顧客的需要聯(lián)系起來。本次篩選，我們確定水平對比現(xiàn)有的幾種絮凝劑性能與價格的比值（每萬元能實現(xiàn)的月度污染物綜合脫除率的數(shù)值），同時要求綜合脫油率≥75%，對比擇優(yōu)1種藥劑。
2.2 確定水平對比的對象
2005年供水平對比篩選的藥劑有四種，為高分子液體、懸乳液或固體絮凝劑，本文不注明其型號，分別稱其為湖陽藥劑（湖北某廠藥劑的簡稱，以下藥劑的種類均使用簡稱）、湖中藥劑、北清藥劑、江武藥劑。
2.3 確定水平對比方案
2.3.1 各絮凝劑的單價以本廠物資處的采購單價為依據(jù)。
2.3.2 絮凝劑的性能分為實驗室性能和工業(yè)應用性能。由于供對比篩選絮凝劑必須適應現(xiàn)有的氣浮生產工藝和加藥方式，工業(yè)應用性能數(shù)據(jù)為篩選的主要依據(jù)，實驗室性能作為改進工業(yè)應用的參考依據(jù)；工業(yè)應用性能與實驗室性能各占權重為0.7、0.3。
2.3.3 實驗室性能測定包括油、COD、懸浮物三項脫除率指標。由于氣浮污水中COD、懸浮物均與分散其中的污油有關，因此污油、COD、懸浮物脫除率權重分別為0.7、0.2、0.1，最后數(shù)據(jù)為三項脫除率加權合并數(shù)據(jù)。
2.3.4 工業(yè)應用性能只測定油的脫除率，其最后數(shù)據(jù)以一浮進口與二浮出口數(shù)據(jù)計算綜合脫除率。
2.3.5 檢測方法：污油含量的分析法為非分散紅外法，COD測定均為重鉻酸鉀法，懸浮物的測定使用重量法。
2.3.6 實驗室化驗分析說明：
⑴ 實驗室數(shù)據(jù)通過混凝杯罐試驗（Coagulation-floccnlotion jartest）獲取【3】。
⑵ 氣浮進水量統(tǒng)一按350噸/小時計算，每班（8小時）水量為2800噸。
⑶ 1ppm的投加濃度相當于每班投加2.8kg絮凝劑；以此類推，如每班投加4桶（現(xiàn)均為25kg/桶），投加濃度大致為35.7ppm；因此試驗選擇絮凝劑投加濃度的范圍為1～34ppm。
⑷ 兩級氣浮池尺寸均為22.18×4.5×3.2/間，單池容積319.4m3，有效容積約255m3，如每級氣浮開1～2間，水力停留時間為44～87min，因此沉降時間選為30，60，90min；由于沉降時間越短，需要投用的池子就越少，動力消耗小，所以關鍵沉降時間為30min。
2.3.7 工業(yè)應用分析說明：
⑴ 每種藥劑隨機分析5套水樣，每套水樣包括一浮進水、一浮出水、二浮出水，均分析油含量指標。
⑵ 工業(yè)應用評價還需與藥劑的應用技術指導、投加工作量等服務內容相掛鉤。
2.4 收集、歸納、整理水平對比資料
2.4.1 實驗室數(shù)據(jù)
采集一級氣浮進水水樣，對不同藥劑分別進行不同投加濃度和反應時間下的殘留污油、殘留COD、殘留懸浮物的杯罐試驗，得出各種藥劑的污油、COD和懸浮物脫除率統(tǒng)計表。如下表-2：
2.4.2 工業(yè)應用數(shù)據(jù)
按水平對比篩選方案要求，分別采集使用各絮凝劑期間一級氣浮進水、一級氣浮出水、二級氣浮出水水樣，分析水樣污油含量，得出各種藥劑的一級氣浮脫油率、二級氣浮脫油率及綜合脫油率。如下表-3：
2.5 對比篩選
通過計算各藥劑性價比，選擇江武藥劑為中選藥劑。如下表-4：
說明：
⑴ 每月按30天計算。
⑵ 各藥劑單價省略百位后的數(shù)。
⑶ 計算舉例——江武各數(shù)據(jù)計算如下：
①綜合脫除率（%）＝工業(yè)應用綜合脫除率×0.7+實驗室綜合脫除率×0.3
。80.37×0.7+68.73×0.3
。76.88
②折算月度使用量＝2噸×30天÷27天
。2.22噸
③月度藥劑費用＝藥劑使用量×單價
。2.22噸×5700元/噸
。12654元
＝1.2654萬元
④性價比（%/萬元）＝綜合脫除率÷月度藥劑費用
＝76.88÷1.2654
＝60.76
3、中選藥劑最佳使用方案的選擇
3.1 反應、沉降時間選擇
江武藥劑不同投加濃度與污染物的殘留曲線如下圖-2：
從上圖可以看出，投加相同濃度的江武藥劑于30、60、90分鐘反應、沉降后，殘留污染物濃度差別不大，說明該藥劑的絮凝反應大部分能在30分鐘內完成，F(xiàn)一級氣浮和二級氣浮均有4間池，單池設計有效容積為255m3，現(xiàn)有處理量約350m3/h。因此，每級氣浮投用1間、2間氣浮池可分別達到44、87分鐘的反應、沉降時間；一般情況下，每級氣浮投用2間池完全能夠達到處理要求。如投用池體過多，相應增加了動力消耗，污染物脫除效果并不會明顯提高。
3.2 投加濃度選擇
結合污水處理氣浮工藝要求，統(tǒng)計污染物脫除率達標時，相應的投加濃度范圍如下表-5：
結合圖-2和表-5可以得出，該藥劑的最佳投加濃度范圍為6～19ppm，在此范圍內適當增加投加濃度，可以保持污油脫除率基本不變的情況下，適當提高COD和懸浮物的脫除率。因此選擇該藥劑的投加濃度為10～15ppm。在污水處理量350t/h時，藥劑的投加量為3.5千克～5.25千克/小時;在現(xiàn)有的加藥設施、加藥方式保持不變的情況下，操作工每班投加28～42千克（1～2桶，25千克/桶）即可。
4、效果檢驗
4.1 氣浮除油效果
2005年上半年車間運行水平對比法篩選出江武藥劑做為選中藥劑后，7～12月全部使用該藥劑，結束了以往僅根據(jù)價格和直觀判斷使用的局面。事實證明，通過水平對比法進行藥劑篩選，能夠挑選出適合現(xiàn)狀、價廉物美的藥劑，有利于氣浮的除油效果和外排污水達標排放。2005年下半年兩級氣浮月度平均除油效果如下表-6：
4.2 降本效果
僅以供篩選的4種藥劑為例，如未進行篩選，即可能使用性價比僅為現(xiàn)有藥劑1/6的絮凝劑，也有可能使用噸單價為現(xiàn)有藥劑近10倍的藥劑（參見表-3）。我車間氣浮絮凝劑（江武藥劑）年度使用計劃費用為36萬元，如使用湖陽藥劑，要達到同等的絮凝除油效果，可能增加生產成本達60萬元。計算簡式如下：
湖陽藥劑性價比約為：10%/萬元·月；
達到現(xiàn)有的80%除油率需要8萬元/月；
年度藥劑費用＝8萬元/月×12月＝96萬元
相應降低生產成本為：96萬元－36萬元＝60萬元
實際上由于藥劑性能的差異，達到一定的投加濃度后，追加投藥效果并不明顯，所以如果選擇藥劑不當，即使加大生產投入，也不能收到較好的除油效果。
5、結束語
運用水平對比法進行含油污水氣浮絮凝劑篩選活動是改進車間污水處理生產的有效嘗試，它提高了氣浮的除油效率和系統(tǒng)抗污油沖擊的能力；它給車間生產性材料的選擇開闊了視野，為全面優(yōu)化生產性藥劑的使用提供了可操作性強的模式，也為車間進一步提高污水達標率、降低生產成本奠定了堅實的基礎。
參考文獻：
【1】馬林，羅國英.全面質量管理基本知識.中國經濟出版社，2001，7：239-240
【2】張繼武，張強，王化軍.浮選技術在含油污水處理中的應用進展.石油化工環(huán)境保護，2003，1：12-16
【3】張自杰.廢水處理理論與設計.中國建筑工業(yè)出版社，2002：128-130
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