用水平對(duì)比法篩選含油污水氣浮絮凝劑
摘要：闡述了水平對(duì)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(jìn)行了效果檢驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：水平對(duì)比法、絮凝劑、篩選
1、水平對(duì)比法與氣浮現(xiàn)狀
水平對(duì)比（Benchmarking），就是將過程、產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量同公認(rèn)的處于領(lǐng)先地位的競(jìng)爭(zhēng)者或企業(yè)的需要進(jìn)行比較，有助于認(rèn)清目標(biāo)并確定為使自己在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位所應(yīng)編制的趕超計(jì)劃的重點(diǎn)內(nèi)容。運(yùn)用水平對(duì)比法，可以尋找企業(yè)需要的最佳水平的產(chǎn)品或服務(wù)。本文論述運(yùn)用水平對(duì)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(chǎng)氣浮工序共有兩級(jí)氣浮，合用一套加藥系統(tǒng)，如圖：
近年來(lái)煉廠加工的原油日趨重質(zhì)化、劣質(zhì)化，含油污水水質(zhì)情況波動(dòng)較大，加藥絮凝氣浮是重要的除油工藝。根據(jù)污水性質(zhì)，篩選合適的氣浮絮凝劑達(dá)到最佳處理效果、降低生產(chǎn)成本至關(guān)重要。篩選前兩級(jí)氣浮水質(zhì)如下表：
2、水平對(duì)比篩選程序
2.1 確定水平對(duì)比的項(xiàng)目
水平對(duì)比的項(xiàng)目是過程及其輸出的關(guān)鍵特性，如性能、可靠性、成本、價(jià)格等，并直接同顧客的需要聯(lián)系起來(lái)。本次篩選，我們確定水平對(duì)比現(xiàn)有的幾種絮凝劑性能與價(jià)格的比值（每萬(wàn)元能實(shí)現(xiàn)的月度污染物綜合脫除率的數(shù)值），同時(shí)要求綜合脫油率≥75%，對(duì)比擇優(yōu)1種藥劑。
2.2 確定水平對(duì)比的對(duì)象
2005年供水平對(duì)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(hào)，分別稱其為湖陽(yáng)藥劑（湖北某廠藥劑的簡(jiǎn)稱，以下藥劑的種類均使用簡(jiǎn)稱）、湖中藥劑、北清藥劑、江武藥劑。
2.3 確定水平對(duì)比方案
2.3.1 各絮凝劑的單價(jià)以本廠物資處的采購(gòu)單價(jià)為依據(jù)。
2.3.2 絮凝劑的性能分為實(shí)驗(yàn)室性能和工業(yè)應(yīng)用性能。由于供對(duì)比篩選絮凝劑必須適應(yīng)現(xiàn)有的氣浮生產(chǎn)工藝和加藥方式，工業(yè)應(yīng)用性能數(shù)據(jù)為篩選的主要依據(jù)，實(shí)驗(yàn)室性能作為改進(jìn)工業(yè)應(yīng)用的參考依據(jù)；工業(yè)應(yīng)用性能與實(shí)驗(yàn)室性能各占權(quán)重為0.7、0.3。
2.3.3 實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)定包括油、COD、懸浮物三項(xiàng)脫除率指標(biāo)。由于氣浮污水中COD、懸浮物均與分散其中的污油有關(guān)，因此污油、COD、懸浮物脫除率權(quán)重分別為0.7、0.2、0.1，最后數(shù)據(jù)為三項(xiàng)脫除率加權(quán)合并數(shù)據(jù)。
2.3.4 工業(yè)應(yīng)用性能只測(cè)定油的脫除率，其最后數(shù)據(jù)以一浮進(jìn)口與二浮出口數(shù)據(jù)計(jì)算綜合脫除率。
2.3.5 檢測(cè)方法：污油含量的分析法為非分散紅外法，COD測(cè)定均為重鉻酸鉀法，懸浮物的測(cè)定使用重量法。
2.3.6 實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析說明：
⑴ 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)通過混凝杯罐試驗(yàn)（Coagulation-floccnlotion jartest）獲取【3】。
⑵ 氣浮進(jìn)水量統(tǒng)一按350噸/小時(shí)計(jì)算，每班（8小時(shí)）水量為2800噸。
⑶ 1ppm的投加濃度相當(dāng)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(yàn)選擇絮凝劑投加濃度的范圍為1～34ppm。
⑷ 兩級(jí)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(jí)氣浮開1～2間，水力停留時(shí)間為44～87min，因此沉降時(shí)間選為30，60，90min；由于沉降時(shí)間越短，需要投用的池子就越少，動(dòng)力消耗小，所以關(guān)鍵沉降時(shí)間為30min。
2.3.7 工業(yè)應(yīng)用分析說明：
⑴ 每種藥劑隨機(jī)分析5套水樣，每套水樣包括一浮進(jìn)水、一浮出水、二浮出水，均分析油含量指標(biāo)。
⑵ 工業(yè)應(yīng)用評(píng)價(jià)還需與藥劑的應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)、投加工作量等服務(wù)內(nèi)容相掛鉤。
2.4 收集、歸納、整理水平對(duì)比資料
2.4.1 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)
采集一級(jí)氣浮進(jìn)水水樣，對(duì)不同藥劑分別進(jìn)行不同投加濃度和反應(yīng)時(shí)間下的殘留污油、殘留COD、殘留懸浮物的杯罐試驗(yàn)，得出各種藥劑的污油、COD和懸浮物脫除率統(tǒng)計(jì)表。如下表-2：
2.4.2 工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)
按水平對(duì)比篩選方案要求，分別采集使用各絮凝劑期間一級(jí)氣浮進(jìn)水、一級(jí)氣浮出水、二級(jí)氣浮出水水樣，分析水樣污油含量，得出各種藥劑的一級(jí)氣浮脫油率、二級(jí)氣浮脫油率及綜合脫油率。如下表-3：
2.5 對(duì)比篩選
通過計(jì)算各藥劑性價(jià)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(jì)算。
⑵ 各藥劑單價(jià)省略百位后的數(shù)。
⑶ 計(jì)算舉例——江武各數(shù)據(jù)計(jì)算如下：
①綜合脫除率（%）＝工業(yè)應(yīng)用綜合脫除率×0.7+實(shí)驗(yàn)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(fèi)用＝藥劑使用量×單價(jià)
。2.22噸×5700元/噸
。12654元
。1.2654萬(wàn)元
④性價(jià)比（%/萬(wàn)元）＝綜合脫除率÷月度藥劑費(fèi)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(yīng)、沉降時(shí)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(yīng)、沉降后，殘留污染物濃度差別不大，說明該藥劑的絮凝反應(yīng)大部分能在30分鐘內(nèi)完成，F(xiàn)一級(jí)氣浮和二級(jí)氣浮均有4間池，單池設(shè)計(jì)有效容積為255m3，現(xiàn)有處理量約350m3/h。因此，每級(jí)氣浮投用1間、2間氣浮池可分別達(dá)到44、87分鐘的反應(yīng)、沉降時(shí)間；一般情況下，每級(jí)氣浮投用2間池完全能夠達(dá)到處理要求。如投用池體過多，相應(yīng)增加了動(dòng)力消耗，污染物脫除效果并不會(huì)明顯提高。
3.2 投加濃度選擇
結(jié)合污水處理氣浮工藝要求，統(tǒng)計(jì)污染物脫除率達(dá)標(biāo)時(shí)，相應(yīng)的投加濃度范圍如下表-5：
結(jié)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(nèi)適當(dāng)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(dāng)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(shí)，藥劑的投加量為3.5千克～5.25千克/小時(shí);在現(xiàn)有的加藥設(shè)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(yàn)
4.1 氣浮除油效果
2005年上半年車間運(yùn)行水平對(duì)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(jié)束了以往僅根據(jù)價(jià)格和直觀判斷使用的局面。事實(shí)證明，通過水平對(duì)比法進(jìn)行藥劑篩選，能夠挑選出適合現(xiàn)狀、價(jià)廉物美的藥劑，有利于氣浮的除油效果和外排污水達(dá)標(biāo)排放。2005年下半年兩級(jí)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(jìn)行篩選，即可能使用性價(jià)比僅為現(xiàn)有藥劑1/6的絮凝劑，也有可能使用噸單價(jià)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(jì)劃費(fèi)用為36萬(wàn)元，如使用湖陽(yáng)藥劑，要達(dá)到同等的絮凝除油效果，可能增加生產(chǎn)成本達(dá)60萬(wàn)元。計(jì)算簡(jiǎn)式如下：
湖陽(yáng)藥劑性價(jià)比約為：10%/萬(wàn)元·月；
達(dá)到現(xiàn)有的80%除油率需要8萬(wàn)元/月；
年度藥劑費(fèi)用＝8萬(wàn)元/月×12月＝96萬(wàn)元
相應(yīng)降低生產(chǎn)成本為：96萬(wàn)元－36萬(wàn)元＝60萬(wàn)元
實(shí)際上由于藥劑性能的差異，達(dá)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(dāng)，即使加大生產(chǎn)投入，也不能收到較好的除油效果。
5、結(jié)束語(yǔ)
運(yùn)用水平對(duì)比法進(jìn)行含油污水氣浮絮凝劑篩選活動(dòng)是改進(jìn)車間污水處理生產(chǎn)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(chǎn)性材料的選擇開闊了視野，為全面優(yōu)化生產(chǎn)性藥劑的使用提供了可操作性強(qiáng)的模式，也為車間進(jìn)一步提高污水達(dá)標(biāo)率、降低生產(chǎn)成本奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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【2】張繼武，張強(qiáng)，王化軍.浮選技術(shù)在含油污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.石油化工環(huán)境保護(hù)，2003，1：12-16
【3】張自杰.廢水處理理論與設(shè)計(jì).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002：128-130
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