1 系統的結構及工作原理
渦凹氣浮（CAF）系統是世界獨創的專利水處理設備，也是美國商務部和環保局的出口推薦技術。CAF是專門為去除工業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。整個氣浮系統共由五部分組成，如圖1所示：
經過予處理后的污水流入裝有渦凹曝氣機的小型充氣段，污水在上升的過程中通過充氣段與曝氣機產生的微氣泡充分混合，曝氣機將水面上的空氣通過抽風管道轉移到水下。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在水中形成一個真空區，液面上的空氣通過曝氣機輸入水中，填補真空，微氣泡隨之產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，產生了一個垂直向上的浮力，將SS帶到水面。上浮過程中，微氣泡會附著到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。刮泥機沿著整個液面運動，并將SS從氣浮槽的進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。在產生微氣泡的同時，渦凹曝氣機會在有回流管的池底形成一個負壓區，這種負壓作用會使廢水從池底回流至曝氣區，然后又返回氣浮段。這個過程確保了40%左右的污水回流及沒有進水的情況下氣浮段仍可進行工作。
2 在處理石化廢水中的應用
應用實例1：東明石化集團有限公司污水處理場技改工程。
東明石化集團污水處理場始建于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。由于工藝生產裝置的擴建使排水量增加，同時隨著企業環保意識的增強及環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足達標排放的要求。要對現有污水處理工藝及設施進行改造。改造后的處理規模為200m3/h，污水處理工藝流程為：污水經格柵予處理后由泵提升至調節除油罐進行除油，除油后再流入隔油池進行進一步隔油處理。隔油池出水經一級渦凹氣浮設備處理后依次進入表面曝氣池、推流式曝氣池、二沉池、過濾器再處理，處理后合格污水外排。
該污水處理改造工程已于1999年12月底通過東明市環保局驗收，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。
應用實例2：青島廣源發集團公司瀝青廠污水處理工程。
青島廣源發集團公司瀝青廠地處青島城陽區，主要生產中海36-1型高級道路瀝青，生產過程中產生大量的石油類、SS及有機污染物，未經處理直接外排對接納水體造成很大污染。
該廠的廢水量為50m3/h;水質為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行隔油處理。隔油池出水經渦凹氣浮設備處理后依次進入生化池、二沉池、過濾器再處理，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月底通過青島環保局驗收。二沉池出水COD＜100mg/L、ss＜30mg/L、含油量為＜10mg/L。其中：渦凹氣浮設備進水水質為COD＜500mg/L、SS＜300mg/L、含油量為＜120mg/L；出水水質為COD200mg/L、SS＜60mg/L、含油量為＜10mg/L。渦凹氣浮設備對COD、SS、石油類的去除率分別達到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，還降低了運行費用。
東明石化集團污水處理場始建于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。由于工藝生產裝置的擴建使排水量增加，同時隨著企業環保意識的增強及環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足達標排放的要求。要對現有污水處理工藝及設施進行改造。改造后的處理規模為200m3/h，污水處理工藝流程為：污水經格柵予處理后由泵提升至調節除油罐進行除油，除油后再流入隔油池進行進一步隔油處理。隔油池出水經一級渦凹氣浮設備處理后依次進入表面曝氣池、推流式曝氣池、二沉池、過濾器再處理，處理后合格污水外排。
該污水處理改造工程已于1999年12月底通過東明市環保局驗收，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。
應用實例2：青島廣源發集團公司瀝青廠污水處理工程。
青島廣源發集團公司瀝青廠地處青島城陽區，主要生產中海36-1型高級道路瀝青，生產過程中產生大量的石油類、SS及有機污染物，未經處理直接外排對接納水體造成很大污染。
該廠的廢水量為50m3/h;水質為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行隔油處理。隔油池出水經渦凹氣浮設備處理后依次進入生化池、二沉池、過濾器再處理，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月底通過青島環保局驗收。二沉池出水COD＜100mg/L、ss＜30mg/L、含油量為＜10mg/L。其中：渦凹氣浮設備進水水質為COD＜500mg/L、SS＜300mg/L、含油量為＜120mg/L；出水水質為COD200mg/L、SS＜60mg/L、含油量為＜10mg/L。渦凹氣浮設備對COD、SS、石油類的去除率分別達到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，還降低了運行費用。
3 渦凹氣浮(CAF)的優點
3.1 節省投資
渦凹氣浮沒有壓力容器、空壓機、循環泵等設備，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
該系統因沒有壓力容器、空壓機、循環泵等設備，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
石油類、固體懸浮物(SS)的去除率超過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。
能促進硫化物的氧化，減少污水中的含硫量。
3.4 操作簡單
本系統非常容易操作，沒有復雜的設備；整個系統僅由兩個機械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統包括了壓力容器、空壓機、循環泵等許多必需設備。
渦凹氣浮沒有壓力容器、空壓機、循環泵等設備，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
該系統因沒有壓力容器、空壓機、循環泵等設備，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
石油類、固體懸浮物(SS)的去除率超過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。
能促進硫化物的氧化，減少污水中的含硫量。
3.4 操作簡單
本系統非常容易操作，沒有復雜的設備；整個系統僅由兩個機械部分組成，不像溶氣氣浮(DAF)系統包括了壓力容器、空壓機、循環泵等許多必需設備。
4 與溶氣氣浮(DAF)、散氣氣浮(IAF)的經濟比較
本比較以2000t/d,沒有化學進料的設備為基礎，見表1。
【生活污水處理設備】| 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，池子長寬比不小于4。
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