氣浮的原理和種類(lèi)（一）

對有機污染物含量不多的廢水進(jìn)行氣浮法處理時(shí)，氣泡的分散度和泡沫的穩定性可能時(shí)是必須的（例如飲用水的 氣浮過(guò)濾）。但是

當其濃度超過(guò)一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴重乳化，表面電位增高，此時(shí)水中含有與

污染粒子相同荷 電性的表面活性物的作用則轉向反面，這時(shí)盡管起泡現象強烈，泡沫形成穩定；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低

。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的最佳含 量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。

（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒

對含有細分散親水性顆粒雜 質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時(shí)，除應用前述的投加電解質(zhì)混凝劑進(jìn)行表面電

中和方法外，還可向水中投加（或水中存在）浮選劑，也可使 顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷�性，并能夠與氣泡粘附。當浮選劑（亦

屬二親分子組成的表面活性物）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中， 這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉變

為疏水性，從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。 浮選劑的種類(lèi)很多，使用時(shí) 能否起作用，首先在于它的極性端能否附著(zhù)在

親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結合力的強弱，則又取決于其非極性端鏈的長(cháng)短。

如分離洗煤廢水中煤粉時(shí)所 采用的浮選劑為脫酚輕油、中油、柴油、煤油或松油等 3

氣浮工藝的形式

氣浮凈水工藝已開(kāi)發(fā)出多種 形式。按其產(chǎn)生氣泡方式可分為：布氣法氣浮（包括轉子碎氣法、微孔布氣法，葉輪散氣浮選法等）電

解氣浮法；生化氣浮法（包括生物產(chǎn)氣氣浮法，化學(xué)產(chǎn)氣氣浮）；溶解空氣氣浮（包括真空氣浮法，壓力氣浮法的全溶氣式、部分

溶氣式及部分回流溶氣式）。

（一）布氣氣浮

布氣氣浮是利用機械剪切 力，將混合于水中的空氣碎成細小的氣泡，以進(jìn)行氣浮的方法。按粉碎氣泡方法的不同，布氣氣浮又分為

：水泵吸水管吸氣浮、射流氣浮、擴散板曝氣浮選以及葉輪 氣浮等四種。

1、水泵吸水管吸人空氣氣浮

這是最簡(jiǎn)單的一種氣浮方 法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空氣量不宜過(guò)多， 一般不大于吸水量的10%（按體積計），否則將

破壞 水泵吸水管的負壓工作。另外，氣泡在水泵內被破碎的不夠完全，粒度大，氣浮效果不好，這種方法用于處理通過(guò)除油池后的

含油廢水，除油效率一般為50%~65%。

2、射流氣浮

采用以水帶氣射流器向廢水 中混入空氣進(jìn)行氣浮的方法。射流器由噴嘴射出的高速水流使吸人室形成負壓，并從吸氣管吸人空氣，

在水氣混合體進(jìn)入喉管段后進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎 成微小氣泡，然后直人擴散段，動(dòng)能轉化為勢能，進(jìn)一步壓縮氣泡、

增大了空氣在水中的溶解度，最終進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行氣水分離。射流器各部位的尺寸及有關(guān)參 數，一般都是通過(guò)試驗來(lái)確定其最佳

尺寸的。

3、擴散板曝氣氣浮

這種布氣浮比較傳統，壓縮 空氣通過(guò)具有微細孔隙的擴散板或擴散管，使空氣以細小氣泡的形式進(jìn)入水中，但由于擴散裝置的微孔

過(guò)小易于堵塞。若微孔板孔徑過(guò)大，必須投加表面活性劑，方 可形成可利用的微小氣泡，從而導致該種方法使用受到限制。但近年

研制、開(kāi)發(fā)的彈性膜微孔曝氣器，克服了擴散裝置微孔易堵或孔徑大等缺點(diǎn)，用微孔彈性材料制 成的微孔盤(pán)起到擴張、關(guān)閉作用。

4、葉輪氣浮

葉輪在電機的驅動(dòng)下高速旋 轉，在蓋板下形成負壓吸入空氣，廢水由蓋板上的小孔進(jìn)入，

對有機污染物含量不多的廢水進(jìn)行氣浮法處理時(shí)，氣泡的分散度和泡沫的穩定性可能時(shí)是必須的（例如飲用水的 氣浮過(guò)濾）。但是

當其濃度超過(guò)一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴重乳化，表面電位增高，此時(shí)水中含有與

污染粒子相同荷 電性的表面活性物的作用則轉向反面，這時(shí)盡管起泡現象強烈，泡沫形成穩定；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低

。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的最佳含 量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。

（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒

對含有細分散親水性顆粒雜 質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時(shí)，除應用前述的投加電解質(zhì)混凝劑進(jìn)行表面電

中和方法外，還可向水中投加（或水中存在）浮選劑，也可使 顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷�性，并能夠與氣泡粘附。當浮選劑（亦

屬二親分子組成的表面活性物）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中， 這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉變

為疏水性，從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。 浮選劑的種類(lèi)很多，使用時(shí) 能否起作用，首先在于它的極性端能否附著(zhù)在

親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結合力的強弱，則又取決于其非極性端鏈的長(cháng)短。

如分離洗煤廢水中煤粉時(shí)所 采用的浮選劑為脫酚輕油、中油、柴油、煤油或松油等 3

氣浮工藝的形式

氣浮凈水工藝已開(kāi)發(fā)出多種 形式。按其產(chǎn)生氣泡方式可分為：布氣法氣浮（包括轉子碎氣法、微孔布氣法，葉輪散氣浮選法等）電

解氣浮法；生化氣浮法（包括生物產(chǎn)氣氣浮法，化學(xué)產(chǎn)氣氣浮）；溶解空氣氣浮（包括真空氣浮法，壓力氣浮法的全溶氣式、部分

溶氣式及部分回流溶氣式）。

（一）布氣氣浮

布氣氣浮是利用機械剪切 力，將混合于水中的空氣碎成細小的氣泡，以進(jìn)行氣浮的方法。按粉碎氣泡方法的不同，布氣氣浮又分為

：水泵吸水管吸氣浮、射流氣浮、擴散板曝氣浮選以及葉輪 氣浮等四種。

1、水泵吸水管吸人空氣氣浮

這是最簡(jiǎn)單的一種氣浮方 法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空氣量不宜過(guò)多， 一般不大于吸水量的10%（按體積計），否則將

破壞 水泵吸水管的負壓工作。另外，氣泡在水泵內被破碎的不夠完全，粒度大，氣浮效果不好，這種方法用于處理通過(guò)除油池后的

含油廢水，除油效率一般為50%~65%。

2、射流氣浮

采用以水帶氣射流器向廢水 中混入空氣進(jìn)行氣浮的方法。射流器由噴嘴射出的高速水流使吸人室形成負壓，并從吸氣管吸人空氣，

在水氣混合體進(jìn)入喉管段后進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎 成微小氣泡，然后直人擴散段，動(dòng)能轉化為勢能，進(jìn)一步壓縮氣泡、

增大了空氣在水中的溶解度，最終進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行氣水分離。射流器各部位的尺寸及有關(guān)參 數，一般都是通過(guò)試驗來(lái)確定其最佳

尺寸的。

3、擴散板曝氣氣浮

這種布氣浮比較傳統，壓縮 空氣通過(guò)具有微細孔隙的擴散板或擴散管，使空氣以細小氣泡的形式進(jìn)入水中，但由于擴散裝置的微孔

過(guò)小易于堵塞。若微孔板孔徑過(guò)大，必須投加表面活性劑，方 可形成可利用的微小氣泡，從而導致該種方法使用受到限制。但近年

研制、開(kāi)發(fā)的彈性膜微孔曝氣器，克服了擴散裝置微孔易堵或孔徑大等缺點(diǎn)，用微孔彈性材料制 成的微孔盤(pán)起到擴張、關(guān)閉作用。

4、葉輪氣浮

葉輪在電機的驅動(dòng)下高速旋 轉，在蓋板下形成負壓吸入空氣，廢水由蓋板上的小孔進(jìn)入，

在葉輪的攪動(dòng)下，空氣被粉碎 成細小的氣泡，并與水充分混合成水氣混合體經(jīng)整流板穩流后，在池體內平穩地垂直上升，進(jìn)行氣浮

。形成的泡沫不斷地被緩慢轉動(dòng)的刮板刮出槽外。 葉輪直徑一般多為200~400mm，最大不超過(guò)600~700mm。葉輪的轉速多采用900～

1500r／min，圓周線(xiàn)速度則為10～15m/s。氣浮池充水深度與吸氣量 有關(guān)一般為1.5～2.0m但不超過(guò)3m。葉輪與導向葉片間的間距 

也能夠影響吸氣量的大小，實(shí)踐證明，此間距超過(guò)8mm將使進(jìn)氣量大大降低。

這種氣浮設備適用于處理水 量小，而污染物質(zhì)濃度高的廢水。除油效果一般可達80％左右，布氣氣浮的優(yōu)點(diǎn)是 設備簡(jiǎn)單，易于實(shí)

現。但其主要的缺點(diǎn)是空氣被粉碎的不夠充分，形成的氣泡粒度較大，一般都不小于0.1mm。這樣，在供氣量一定的條 件下，氣泡

的表面積小，而且由于氣泡直徑大，運動(dòng)速度快，氣泡與被去除污染物質(zhì)的接觸時(shí)間短，這些因素都使布氣浮達不到高效的去除效

果。

（二）溶氣氣浮

根據廢水中所含懸浮物的種 類(lèi)、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。

（１）全流程溶氣氣浮法

全流程溶氣氣浮法是將全部 廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內，空氣溶解于廢水中，然后通過(guò)減壓閥將廢水送

人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮 物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽,經(jīng)

浮渣管排出池外,處理后的廢水通過(guò)溢流堰和出 水管排出。

全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點(diǎn)：①溶氣量大，增加了油粒或懸浮顆粒與氣泡的接觸機會(huì )；②在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶

氣氣浮法所需的氣浮池 小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過(guò)壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力

泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運轉動(dòng)力消 耗較大。

（2）部分溶氣氣浮法

部分溶氣氣浮法是取部分廢 水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。其特點(diǎn)為：①較全流程溶氣氣

浮法所需的壓力泵小，故動(dòng)力消耗低；②壓力泵所造成的乳化油量較全流程溶氣氣浮法低：③氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相

同，但較部分回流溶氣氣浮法小。

（三）部分回流溶氣氣浮法

部分回流溶氣氣浮法是取一 部分除油后出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來(lái)自絮凝池的含油廢水混合和氣浮。

回流量一般為含油廢水的25％～100％。其特點(diǎn)為：①加壓的水量少，動(dòng)力消耗省；②氣浮過(guò)程中不促進(jìn)乳化；③礬花形成好，出水

中絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。 為了提高氣浮的處理效果，往 往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不

同而異，一般由試驗確定。

（四）加壓溶氣氣浮法的主要設備

1．進(jìn)氣方式 加壓溶氣法有兩種進(jìn)氣方式， 即泵前進(jìn)氣和泵后進(jìn)氣。 泵前進(jìn)氣，這是由水泵壓水 管引出一支管返回吸水管，在支

管上安裝水力噴射器，省去了空壓機。廢水經(jīng)過(guò)水力噴射器時(shí)造成負壓，將空氣吸人與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送人溶氣罐。

此 法比較簡(jiǎn)便，水氣混合均勻，但水泵必須采用自吸式進(jìn)水，而且要保持1m以上的水頭。此外，其最大 吸氣量不能大于水泵吸水

量的10％，否則，水泵工作不穩定，會(huì )產(chǎn)生氣蝕現象。 泵后進(jìn)氣，一般是在壓水管上 通人壓縮空氣。這種方法使水泵工作穩定，

而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機供給空氣。

評價(jià)溶氣系統的技術(shù)性能指 標主要有兩個(gè)即溶氣效率和單位能耗。到目前為止雙膜理論解釋氣體傳質(zhì)于液體還是比較接近于實(shí)際的

。根據雙膜理論，對于難溶氣體決定傳質(zhì)過(guò)程的主