气浮设备在污水处理领域的应用

一、气浮装置简介

（一）气浮原理

气浮设备是一类向水中加入空气，使空气以高度分散的微小气泡形式作为载体将水中的悬浮颗粒载浮于水面，从而实现固-液和液-液分离的水处理设备。

（二）主要适用场合

在水处理技术中，气浮不宜用于高浊度原水的处理。一般来说，气浮设备主要应用在如下场合：

①用于处理低浊、含藻类及一些浮游生物的饮用水处理工艺中(一般原水常年悬浮物含量在100mg/L以下)。

②用于石油、化工及机械制造业中的含油(包括乳化油)污水的油水分离中。

③用于有机及无机污水的物化处理工艺中。

④用于污水中有用物资的回收，如造纸厂污水中纸浆纤维及填料的回收工艺。

⑤水源受到一定污染及色度高、溶解氧低的原水。

⑥用于污水处理厂剩余污泥的浓缩处理工艺。

在水处理工艺中采用的气浮设备，按水中产生气泡的方式不同可分为布气气浮设备、溶气气浮设备和电解气浮设备等几种类型，生产中常用加压溶气气浮。

二、加压溶气气浮设备

（一）加压溶气气浮设备原理

加压溶气气浮设备是将原水加压，同时加入空气，使空气溶解于水，然后骤然减至常压，溶解于水的空气以微小气泡(气泡直径约为20-100um左右)从水中析出，将水中的悬浮颗粒浮于水面，从而实现污染物的气浮分离。

（二）加压溶气气浮设备分类

根据溶气水的来源，可将溶气设备分为全部加压溶气气浮、部分加压溶气气浮和回流加压溶气气浮三种形式。

①全部加压溶气流程 如图3-11所示。是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离。其特点是电耗高，气浮池容积小。

②部分加压溶气流程 如图3-12所示。该流程是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池。其特点是电耗少，溶气罐的容积较小。但因部分废水加压溶气所能提供的空气量较少，若想提供与全溶气相同的空气量，则必须加大溶气罐的压力。

③回流加压溶气流程 如图3-13所示。该流程将部分出水进行回流加压，废水直接送入气浮池。该方法适用于含悬浮物浓度高的废水处理，但气浮他的容积较前两者大。

（三）加压溶气气浮设备的构成

加压溶气气浮设备主要由空气饱和设备、空气释放及与原水相混合的设备，固-液或液-液分离设备三部分组成。具体来说，主要由以下部件构成：

①溶气释放器

目前国内最常用的溶气释放器是获得国家发明奖的TS型溶气释放器及其改良型TJ型溶气释放器和TV型专利溶气释放器。其主要特点是：释气完全，在0.15MPa以上即能释放溶气量的99％左右；可在较低的压力下工作，在0.2MPa以上时即能取得良好的净水效果，节约电耗；释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40um，气泡密集，附着性能良好。

②压力溶气罐

压力溶气罐有多种形式，推荐采用能耗低、溶气效率高的空气压缩机供气的喷淋式填料罐。其特点如下：

１.该压力溶气罐用普通钢板卷焊而成。但其设计、制作需按一类压力容器要求考虑。

２.该压力溶气罐的溶气效率与无填料的溶气罐相比约高出30％。在水温20-30℃范围内，释气量约为理论饱和溶气量的90％-99％。

３.可应用的填料种类很多，如瓷质拉西环、塑料斜交错淋水板、不锈钢圈填料、塑料阶梯环等。阶梯环具有较高的溶气效率，可优先考虑。不同直径的溶气罐需配置不同尺寸的填料，填充高度一般取lm左右。当溶气罐直径超过500mm时．考虑到布水的均匀性，可适当增加填料高度。

４.由于布气方式、气流流向等因素对填料罐溶气效率几乎没有影响，因此，进气的位置及形式一般无需多加考虑。

５.为自动控制罐内最佳液位，采用了浮球液位传感器，当液位达到了浮球传感器下限时， 即指令关闭进气管上的电磁阀；反之，当液位达到上限时，指令开启电磁阀。

③气浮池

气浮池的布置形式较多，根据待处理水的水质特点、处理要求及各种具体条件，目前已经建成了许多种形式的气浮池，其中有平流与竖流、方形与圆形等布置，同时也出现了气浮与反应、气浮与沉淀、气浮与过滤等工艺一体化的组合形式。

平流式气浮池在目前气浮净水工艺中使用最为广泛，常采用反应池与气浮池合建的形式，如图3-14所示。废水进入反应池(可用机械搅拌、折板、孔室旋流等形式)完成反应后、将水流导向底部，以便从下部进入气浮接触室，延长絮体与气泡的接触时间，池面浮渣刮入集渣槽，清水内底邪集水管集取。该形式的优点是池身浅、造价低、构造简单、管理方便；缺点是与后续处理构筑物在高程上配合较困难、分离部分的容积利用率不高等。

较常用的还有竖流式气浮池，如图3-15所示。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件比平流式单侧出流要好，便于与后续构筑物配合；缺点是与反应池较难衔接，容积利用率低。

此外，常用气浮设备还有加压泵、空气压缩机、刮渣机等。

（四）加压溶气气浮设备的调试

为确定实际设备的工作条件，必须按下列顺序对加压溶气气浮设备进行调试。这里不包括通常的工作，如按设计参数加以校对，泵和机械设备的试运转，电气设备的空载、满载试验等。

加压溶气气浮设备的调试包括如下内容。

①使被处理水在气浮池内均匀分布。

②调节压力溶气罐和管道的压力，使其符合设计要求

③调节泵吸水管的进气量或加压溶气水的回流量。

④检查气浮池表面浮渣，浮檀应均匀。

⑤确定排除浮渣的周期。

⑥制订从气浮池表面排除浮渣的操作规程。

⑦确定气浮设备的工作效率。

⑧当出现处理的实际效率与原设计有偏差时，应修正其主要的工艺参数(如泵的压力、供气量、回流比等)，以建立最适宜的工作条件。

（五）加压溶气气浮设备的运行

气浮设备的运行，主要是对复杂的物理、化学现象与过程进行经常的观察。管理人员应经过专门培训，具有较熟练的技术，主要操作包括如下内容。

①管理全部装置，调整各种泵的流量。

②调节压力溶气罐的压力。

③调节空气量或回流水量。

④按时按规定完成投药工作。

⑤开启和关闭刮渣机械，调节其运行速度。

⑥调节气浮池的出水量。

⑦调节排渣量。

⑧操纵输送浮渣的机械设备。