氣浮設(shè)備在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用

一、氣浮裝置簡介

（一）氣浮原理

    氣浮設(shè)備是一類向水中加入空氣，使空氣以高度分散的微小氣泡形式作為載體將水中的懸浮顆粒載浮于水面，從而實現(xiàn)固-液和液-液分離的水處理設(shè)備。

（二）主要適用場合

    在水處理技術(shù)中，氣浮不宜用于高濁度原水的處理。一般來說，氣浮設(shè)備主要應(yīng)用在如下場合：

①用于處理低濁、含藻類及一些浮游生物的飲用水處理工藝中(一般原水常年懸浮物含量在100mg/L以下)。

②用于石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油(包括乳化油)污水的油水分離中。

③用于有機(jī)及無機(jī)污水的物化處理工藝中。

④用于污水中有用物資的回收，如造紙廠污水中紙漿纖維及填料的回收工藝。

⑤水源受到一定污染及色度高、溶解氧低的原水。

⑥用于污水處理廠剩余污泥的濃縮處理工藝。

    在水處理工藝中采用的氣浮設(shè)備，按水中產(chǎn)生氣泡的方式不同可分為布?xì)鈿飧≡O(shè)備、溶氣氣浮設(shè)備和電解氣浮設(shè)備等幾種類型，生產(chǎn)中常用加壓溶氣氣浮。

 

二、加壓溶氣氣浮設(shè)備

（一）加壓溶氣氣浮設(shè)備原理

    加壓溶氣氣浮設(shè)備是將原水加壓，同時加入空氣，使空氣溶解于水，然后驟然減至常壓，溶解于水的空氣以微小氣泡(氣泡直徑約為20-100um左右)從水中析出，將水中的懸浮顆粒浮于水面，從而實現(xiàn)污染物的氣浮分離。

（二）加壓溶氣氣浮設(shè)備分類

    根據(jù)溶氣水的來源，可將溶氣設(shè)備分為全部加壓溶氣氣浮、部分加壓溶氣氣浮和回流加壓溶氣氣浮三種形式。

①全部加壓溶氣流程 如圖3-11所示。是將全部廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離。其特點是電耗高，氣浮池容積小。

②部分加壓溶氣流程 如圖3-12所示。該流程是將部分廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池。其特點是電耗少，溶氣罐的容積較小。但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較少，若想提供與全溶氣相同的空氣量，則必須加大溶氣罐的壓力。

③回流加壓溶氣流程 如圖3-13所示。該流程將部分出水進(jìn)行回流加壓，廢水直接送入氣浮池。該方法適用于含懸浮物濃度高的廢水處理，但氣浮他的容積較前兩者大。

（三）加壓溶氣氣浮設(shè)備的構(gòu)成

    加壓溶氣氣浮設(shè)備主要由空氣飽和設(shè)備、空氣釋放及與原水相混合的設(shè)備，固-液或液-液分離設(shè)備三部分組成。具體來說，主要由以下部件構(gòu)成：

①溶氣釋放器

    目前國內(nèi)最常用的溶氣釋放器是獲得國家發(fā)明獎的TS型溶氣釋放器及其改良型TJ型溶氣釋放器和TV型專利溶氣釋放器。其主要特點是：釋氣完全，在0.15MPa以上即能釋放溶氣量的99％左右；可在較低的壓力下工作，在0.2MPa以上時即能取得良好的凈水效果，節(jié)約電耗；釋出的氣泡微細(xì)，氣泡平均直徑為20-40um，氣泡密集，附著性能良好。

②壓力溶氣罐

    壓力溶氣罐有多種形式，推薦采用能耗低、溶氣效率高的空氣壓縮機(jī)供氣的噴淋式填料罐。其特點如下：

１.該壓力溶氣罐用普通鋼板卷焊而成。但其設(shè)計、制作需按一類壓力容器要求考慮。

２.該壓力溶氣罐的溶氣效率與無填料的溶氣罐相比約高出30％。在水溫20-30℃范圍內(nèi)，釋氣量約為理論飽和溶氣量的90％-99％。

３.可應(yīng)用的填料種類很多，如瓷質(zhì)拉西環(huán)、塑料斜交錯淋水板、不銹鋼圈填料、塑料階梯環(huán)等。階梯環(huán)具有較高的溶氣效率，可優(yōu)先考慮。不同直徑的溶氣罐需配置不同尺寸的填料，填充高度一般取lm左右。當(dāng)溶氣罐直徑超過500mm時．考慮到布水的均勻性，可適當(dāng)增加填料高度。

４.由于布?xì)夥绞?、氣流流向等因素對填料罐溶氣效率幾乎沒有影響，因此，進(jìn)氣的位置及形式一般無需多加考慮。

５.為自動控制罐內(nèi)最佳液位，采用了浮球液位傳感器，當(dāng)液位達(dá)到了浮球傳感器下限時， 即指令關(guān)閉進(jìn)氣管上的電磁閥；反之，當(dāng)液位達(dá)到上限時，指令開啟電磁閥。

③氣浮池

    氣浮池的布置形式較多，根據(jù)待處理水的水質(zhì)特點、處理要求及各種具體條件，目前已經(jīng)建成了許多種形式的氣浮池，其中有平流與豎流、方形與圓形等布置，同時也出現(xiàn)了氣浮與反應(yīng)、氣浮與沉淀、氣浮與過濾等工藝一體化的組合形式。

    平流式氣浮池在目前氣浮凈水工藝中使用最為廣泛，常采用反應(yīng)池與氣浮池合建的形式，如圖3-14所示。廢水進(jìn)入反應(yīng)池(可用機(jī)械攪拌、折板、孔室旋流等形式)完成反應(yīng)后、將水流導(dǎo)向底部，以便從下部進(jìn)入氣浮接觸室，延長絮體與氣泡的接觸時間，池面浮渣刮入集渣槽，清水內(nèi)底邪集水管集取。該形式的優(yōu)點是池身淺、造價低、構(gòu)造簡單、管理方便；缺點是與后續(xù)處理構(gòu)筑物在高程上配合較困難、分離部分的容積利用率不高等。

    較常用的還有豎流式氣浮池，如圖3-15所示。其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件比平流式單側(cè)出流要好，便于與后續(xù)構(gòu)筑物配合；缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率低。

    此外，常用氣浮設(shè)備還有加壓泵、空氣壓縮機(jī)、刮渣機(jī)等。

（四）加壓溶氣氣浮設(shè)備的調(diào)試

    為確定實際設(shè)備的工作條件，必須按下列順序?qū)訅喝軞鈿飧≡O(shè)備進(jìn)行調(diào)試。這里不包括通常的工作，如按設(shè)計參數(shù)加以校對，泵和機(jī)械設(shè)備的試運轉(zhuǎn)，電氣設(shè)備的空載、滿載試驗等。

加壓溶氣氣浮設(shè)備的調(diào)試包括如下內(nèi)容。

①使被處理水在氣浮池內(nèi)均勻分布。

②調(diào)節(jié)壓力溶氣罐和管道的壓力，使其符合設(shè)計要求

③調(diào)節(jié)泵吸水管的進(jìn)氣量或加壓溶氣水的回流量。

④檢查氣浮池表面浮渣，浮檀應(yīng)均勻。

⑤確定排除浮渣的周期。

⑥制訂從氣浮池表面排除浮渣的操作規(guī)程。

⑦確定氣浮設(shè)備的工作效率。

⑧當(dāng)出現(xiàn)處理的實際效率與原設(shè)計有偏差時，應(yīng)修正其主要的工藝參數(shù)(如泵的壓力、供氣量、回流比等)，以建立最適宜的工作條件。

（五）加壓溶氣氣浮設(shè)備的運行

    氣浮設(shè)備的運行，主要是對復(fù)雜的物理、化學(xué)現(xiàn)象與過程進(jìn)行經(jīng)常的觀察。管理人員應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn)，具有較熟練的技術(shù)，主要操作包括如下內(nèi)容。

①管理全部裝置，調(diào)整各種泵的流量。

②調(diào)節(jié)壓力溶氣罐的壓力。

③調(diào)節(jié)空氣量或回流水量。

④按時按規(guī)定完成投藥工作。

⑤開啟和關(guān)閉刮渣機(jī)械，調(diào)節(jié)其運行速度。

⑥調(diào)節(jié)氣浮池的出水量。

⑦調(diào)節(jié)排渣量。

⑧操縱輸送浮渣的機(jī)械設(shè)備。