氣浮技術(shù)（二）

（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。

（3）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％～50％。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，后絮凝也少；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，投力口量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。

（4）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。法。 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)程的主要阻力來(lái)自液膜，而氣膜中的傳質(zhì)阻力與之相比，可以忽略而不計。即要強化溶氣過(guò)程，除應有足夠的傳質(zhì)推動(dòng)力外，關(guān)鍵在于擴大液相界面或減薄液膜厚度。但實(shí)際上在紊流劇烈的自由界面上是難以存在穩定的層流膜。因此便出現了隨機表面更新理論，這種理論增加了表面更新速率，即在考慮氣液接觸界面傳質(zhì)時(shí)，引人了氣相、液相在單位時(shí)間內因渦流擴散而流入氣、液更新界面的傳質(zhì)因素，從而使理論和實(shí)際更為接近。

1加壓溶氣氣浮工藝流程

加壓溶氣氣浮法在國內外應用最為廣泛。

水泵自調節池將原水提升到反應池。絮凝劑在吸水管上(泵前) 投入，并經(jīng)葉輪混合于反應池中進(jìn)行絮凝，反應后的絮凝水通過(guò)穿孔墻進(jìn)入氣浮池的接觸區，與來(lái)自溶氣釋放器釋出的溶氣水相混合，此時(shí)水中的絮粒和微氣泡相互碰撞粘附，形成帶氣絮粒而上浮，并在分離區進(jìn)行固液分離，浮至水面的泥渣由刮渣機刮至排渣槽排出。清水則由穿孔集水管匯集至集水槽后出流。部分清水經(jīng)由回流水泵加壓后進(jìn)入溶氣罐，在罐內與來(lái)自空壓機的壓縮空氣相互接觸溶解，飽和溶氣水從罐底通過(guò)管道輸向釋放器。 壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成，即壓力溶氣系統、溶氣釋放系統及氣浮分離系統。

（1）壓力溶氣系統。它包括水泵、空壓機、壓力溶氣罐及其它附屬設備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設備。 采用空壓機供氣方式的溶氣系統是目前應用最廣泛的壓力溶氣系統。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機，并采取間歇運行方式。此外空壓機供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損朱。一般水泵至溶氣罐的壓力約0.5MPa ，因此可以節省能耗。

（2）溶氣釋放系統。它一般是由釋放器（或穿孔管、減壓閥）及溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過(guò)消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅

速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。

對溶氣釋放器的具體要求是：

①充分地減壓消能，保證溶人水中的氣體能充分地全部釋放出來(lái)；

②消能要符合氣體釋出的規律，保證氣泡的微細度，增加氣泡的個(gè)數，增大與雜質(zhì)粘附的表面積，防止微氣泡之間的相互碰撞而使氣泡擴大；

③創(chuàng )造釋氣水與待處理水中絮凝體良好的粘附條件，避免水流沖擊，確保氣泡能迅速均勻地與待處理水混合，提高" 捕捉" 機率； ④為了迅速地消能，必須縮小水流通道，故必須要有防止水流通道堵塞的措施；

⑤構造力求簡(jiǎn)單，材質(zhì)要堅固、耐腐蝕，同時(shí)要便于加工、制造與拆裝，盡量減少可動(dòng)部件，確保運行穩定、可靠；

⑤溶氣釋放器的主要工藝參數為：釋放器前管道流速：1m/s以下，釋放器的出口流速以0.4～０.5m ／s 為宜；沖洗時(shí)狹窄縫隙的張開(kāi)度為5mm ；每個(gè)釋放器的作用范圍30~100cm。

（3）氣浮分離系統。它一般可分為三種類(lèi)型即平流式、豎流式及綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以保證帶氣絮凝體與清水分離。

下面以平流式氣浮池為例分析帶氣絮凝體上浮分離過(guò)程的運動(dòng)狀態(tài)。

帶氣絮粒在接觸室內通過(guò)浮力、重力與水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U 上。進(jìn)入分離區后，又受到兩個(gè)力的作用：一是水流擴散后由水平推力所產(chǎn)生的水平向流速U 推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向下流速U 下。這兩種流速的合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除，或是隨水流挾出。至于其中上升或下降的速度則視合成速度U 合在縱軸上投影的大小。 因此①要使上浮效果好，必須盡量降低U 下。它可用擴大底部出流面積或提高出水的均勻度實(shí)現；②隨著(zhù)底部的均勻集流、出流，水流到池未端U 平約為零，這有利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離；③如要提前實(shí)現上浮去除，應盡量降低u 平，這可用擴大氣浮池橫斷面的方式來(lái)實(shí)現。

豎流式氣浮池分離區中顆粒的運動(dòng)狀態(tài)與平流式相似。但其水平向分速要小得多、而且隨徑向距離的增加，斷面迅速擴展，u 平迅速變小。特別是豎流式的流速方向改政變不大，絮凝體主要受到向上水流推動(dòng)力的慣性作用，顆粒的向上分速增大，使得帶氣絮凝體與水體的分離條件比平流式要優(yōu)越得多。不過(guò)究竟采用什么形式還需要對各方面的條件進(jìn)行綜合評價(jià)后才能確定。