溶氣氣浮（一）

溶氣氣浮（DAF）是氣浮的一種，它利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，對全部或部分待處理(或處理后)的水進(jìn)行加壓并加氣，

增加水的空氣溶解量，通入加過(guò)混凝劑的水中，在常壓情況下釋放，空氣析出形成小氣泡，粘附在雜質(zhì)絮粒上，造成絮粒整體密度

小于水而上升，從而使固液分離。

溶氣氣浮（DAF）適用于處理低濁度、高色度、高有機物含量、低含油量、低表面活性物質(zhì)含量或具有富藻的水。相對于其它的氣浮

方式（詳見(jiàn)附錄1），它具有水力負荷高，池體緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但是它的工藝復雜，電能消耗較大，空壓機的噪音大等缺點(diǎn)也限制著(zhù)它

的應用。

1 分類(lèi)（type）

根據不同的劃分原則，DAF可以有不同的分類(lèi)。

1．1 根據氣泡從水中析出時(shí)所處壓力的不同，可分為真空式氣浮法與壓力溶氣氣浮法兩種。

前者利用抽真空的方法在常壓或加壓下溶解空氣，然后在負壓下釋放微氣泡，供氣浮使用；后者是在加壓情況下，使空氣強制溶于

水中，然后突然減壓，使溶解的氣體從水中釋放出來(lái)，以微氣泡形式粘附上絮粒，一起上浮。

1．1．1 真空式氣浮池，雖然能耗低，氣泡形成和氣泡與絮粒的粘附較穩定；但氣泡釋放量受限制；而且，一切設備部件，都要密

封在氣浮池內；氣浮池的構造復雜；只適用于處理污染物濃度不高的廢水（不高于300mg/l），因此實(shí)際應用不多。

1．1．2 壓力溶氣氣浮法是目前國內外最常采用的方法，可選擇的基本流程有全流程溶氣氣浮法、部分溶氣氣浮法和部分回流溶氣

氣浮法三種。

1．1．2．1 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，在溶氣罐內，空氣溶解于廢水中，然后通過(guò)減壓閥將廢水送入氣浮池。流程圖見(jiàn)圖1。

它的特點(diǎn)是：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。③全部廢水經(jīng)過(guò)壓力泵，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。

1．1．2．2 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。 它的特點(diǎn)是：①與全流程溶氣

氣浮法所需的壓力泵小，因此動(dòng)力消耗低；②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。

1．1．2．3 部分回流溶氣氣浮法

部分回流溶氣氣浮法是取一部分處理后的水回流，回流水加壓和溶氣，減壓后進(jìn)入氣浮池，與來(lái)自絮凝池的含油廢水混合和氣浮，

流程見(jiàn)圖2。

它的特點(diǎn)是：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，后絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流

程大。

現代氣浮理論認為：部分回流加壓溶氣氣浮節約能源，能充分利用浮選（混凝）劑，處理效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。而回流比

為50%時(shí)處理效果最佳，所以部分回流（回流比50%）加壓溶氣氣浮工藝是目前國內外最常采用的氣浮法。

圖2 部分回流溶氣氣浮法流程圖

1．2 根據氣浮池中微氣泡污泥層（床）有無(wú)過(guò)濾作用及水的不同流態(tài)分為：早期DAF、普通DAF和紊流DAF。（具體內容見(jiàn)附錄3）

2 設計原理（design principal）

DAF一般設置在生物處理單元之前，物理處理單元之后，習慣上將其歸為物理處理單元。若設為兩級浮選，為了方便節約，平面布置

時(shí)常將一、二級浮選池并列，一、二級浮選池是約有500mm左右的液位差保證污水從一級浮選池流動(dòng)到二級浮選池，而取消提升泵達

到節能效果。體現在豎向布置上，即在設計、施工時(shí)必須嚴格控制刮渣機拖架(板)、可調節堰和除渣槽頂的標高，這一點(diǎn)非常重要

，是關(guān)鍵因素之一，否則會(huì )嚴重影響氣浮效果(泡沫層無(wú)法用機械方法撇除)，這也正是必須采用可調節出水堰的原因所在。

圖2 兩級浮選池工藝流程圖

DAF主要由空氣飽和設備（也稱(chēng)壓力溶氣系統）、空氣釋放設備（也稱(chēng)溶氣釋放系統）和氣浮池（也稱(chēng)氣浮分離系統）等組成。目前

,溶氣氣浮工藝的設計和最佳操作的確定，需要依靠中試和經(jīng)驗。以下，根據各種應用中總結出的經(jīng)驗，分別介紹各個(gè)組成部分的設

計原理。

2．1 壓力溶氣系統（包括壓力溶氣罐、空壓機、水泵及其附屬設備）

2．1．1 溶氣系統占整個(gè)氣浮過(guò)程能量消耗的50%，溶氣罐價(jià)值占工廠(chǎng)總基建投資的12%，因此優(yōu)化溶氣系統的設計對縮小氣浮操作

費用是很重要的。

溶氣罐多為園筒形,立式布置,容積按廢水停留時(shí)間25～3min計算，罐中可裝設有隔板，瓷環(huán)之類(lèi)，也有用空罐的。

因為溶氣罐內水、氣相混合，所以一般按壓力容器進(jìn)行設計，罐頂設自動(dòng)排氣閥或罐底設自動(dòng)減壓閥平衡壓力，罐內壓力一般控制

在0.45MPa左右為宜，據此可以確定提升泵、回流泵和空壓機的參數。

在國外的設計資料和文獻中，認為氣水停留時(shí)間越長(cháng)，溶氣效率越高。這樣就使得溶氣罐的體積顯得龐大，停留時(shí)間有時(shí)長(cháng)達3～

5min。國內的研究證實(shí)了液膜阻力控制著(zhù)溶氣速率，認為停留時(shí)間越長(cháng)，溶氣效果越好的觀(guān)念不符合實(shí)際，因此國內設計參數不同

于國外，是以預定的溶氣效率為設計指標，以液相過(guò)流密度和液相總容量傳質(zhì)系數為參數。

所有研究都表明有填充床的溶氣罐比沒(méi)有填充床的有效，其效率最高可達到99%，但在實(shí)際運行中，經(jīng)常需對溶氣罐進(jìn)行內部檢查，

因而在很多溶氣氣浮工藝中常選用沒(méi)有填充床的系統，而且大部分無(wú)填充床的溶氣罐常配有內部的或外部的噴射器以提高溶氣效率

。

2．1．2 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。

第一種是泵前進(jìn)氣，流程圖見(jiàn)圖3。當空氣吸入量小于空氣在該溫度下水中的飽和度時(shí)，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，廢水經(jīng)過(guò)水力噴射器時(shí)造成負壓，將空氣吸入與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送入溶氣罐。這種方式省去了

空壓機，氣水混合效果好，但水泵必須采用自引方式進(jìn)水，而且要保持lm以上的水頭，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，破壞了水泵應當具有的真空度，會(huì )產(chǎn)生氣蝕現象。

第二種是泵后進(jìn)氣，流程圖見(jiàn)圖4。當空氣吸入量大于空氣在該溫度下水中的飽和度時(shí)，空氣通過(guò)空壓機在水泵的出水管壓入，但也

不宜大于水泵吸水量的25% 。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。為了保證良

好的溶氣效果，溶氣罐的容積也比較大，一般需采用較復雜的填充式溶氣罐。

圖3 泵前進(jìn)氣流程圖 圖 4 泵后進(jìn)氣流程圖

2．1．3 空氣注入量的調節是浮選操作的另一關(guān)鍵因素，一般隨選擇的溶氣壓力或回流比而變。實(shí)驗也表明出水質(zhì)量?jì)H依賴(lài)于引入

系統的空氣總量(氣泡尺寸一致時(shí))，而與單獨壓力或回流比無(wú)關(guān)。要根據污水水質(zhì)、浮選（混凝）劑和減壓釋放器的類(lèi)型經(jīng)反復實(shí)

踐而定。

2．1．4溶氣罐內水位高低是影響氣浮效果的重要因素。水們南寧市，縮小了水氣接觸部分的窖，溶氣效果不好；水位太低則缺乏必

要的緩沖水深，氣體會(huì )穿過(guò)水層進(jìn)入氣浮設備形成大氣泡，氣浮效果也不佳。推薦水位控制在罐內1/3～1/4左右。

2．1．5 溶氣罐內的壓力是影響氣量的重要因素。一般情況下，壓力高，則溶氣多，在空壓機加氣方式中，溶氣罐內的壓力是由空

壓機氣壓和水泵共同決定的。在正運轉時(shí)，首先要保證足夠的水壓，但水壓和氣壓又要基本相當。

在采用水射器加氣的方式中，保證溶氣罐壓力的關(guān)鍵是采用合適的水泵，一般水泵壓力應在保證額定流量