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容气气浮（二）的前提下大于0.3Mpa，溶气罐压力调整可通过调节溶气罐出水阀、水泵出水阀、回流控制阀进行。 2．1．6根据《中华人民共和国国家标准室外排水设计规范》第8.2.7条 溶气罐的设计应符合下列要求： 一、溶气罐工作压力宜采用300～500kPa（约为3～5kgf/cm2）； 二、空气量以体积计，可按污水量5～10%计算； 三、污水在溶气罐内停留时间应根据罐的型式确定，一般宜为1～4min，罐内应有促进气水充分混合的措施； 四、采用部分回流的溶气罐宜选用动态式，并应有水位控制措施。 2．1．7有应用中提到，增加一个精密空气稳流器，它的作用是使空气在进入溶气罐的喷头前，确保压力平稳、均一。 回流比是指，当采用部分回流溶气气浮法时，进入溶气罐加压溶气的回流水量与处理水量的比值。回流比一般为废水的25％～50％ 。但当污水水质较差，且污水水量不大时，可适当加大回流比，以保证出水水质。 2．2 溶气释放系统（主要是释放头） 释放器是该系统的关键装置，它对气泡形成的大小、分布以及对气浮净水效果和运行费用均有明显影响。目前被采用的释放器的释 气效率可达99.2%。 2．2．1 以前的研究认为，释气泡的大小与溶气压力有关，低压时形成大气泡居多，不利于气浮。国内最新研究认为：溶气水在减 压消能时气泡的释放规律与气泡在静水中的状况不同；低压时大气泡的出现归咎于释放器不良所致。除了要释放出大量稳定的微小 气泡，关键是要如何防止堵塞。 目前国内外采用不同类型的释放器,有简单阀门式、针型阀式以及专用释放器（专利）。溶气释放器的专利产品很多,其中效果较好 的一般都有以下特点：在喷嘴处有一个瞬间的压降；在释放器的入口处水流方向会突然改变（常为90°）；释放器口径不超过 2.5mm,水在释放器中的停留时间＜1.5ms；离开释放器的水流速度逐渐变小；离开释放器的水体会与其前面一挡板发生撞击。任何释 放器都不可能只产生微气泡，而一般是产生直径在40～70μｍ之间的气泡，一些大气泡的产生是不可避免的，尽管这些大气泡的存 在会降低系统的运行效率。 2．2．2 根据《中华人民共和国国家标准室外排水设计规范》第8.2.8条 溶气释放器的选用应根据含油污水水质、处理流程和释放 器性能确定。 2．3 气浮分离系统（气浮池构件） 气浮分离系统的功能是确保一定容积来完成微气泡群与水中杂质的充分混合、接触、粘附以及带气絮粒与清水的分离。 2．3．1为了提高气浮的处理效果，往往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。对于铝类絮凝剂 ，通过提高搅拌强度均可使出水浊度进一步降低。 为保证浮选(混凝)剂的混凝作用，浮选池进水端宜设静态管道混合器和反应室，反应室有效容积约按废水(进水量与回流量的和)停 留时间10分钟计算，一般分为三间，迷宫式布置，且每间设搅拌机提高混凝效果，每间中的速度梯度常常是相同的。絮凝池（也即 反应室）设计最好提供活塞流状态（紊流堆动状态），可以确保较好的气浮效果。 2．3．2 溶气气浮池的最大建议尺寸可达145m2，相应的产水能力为2900～4350m3/ h，单位面积的产水能力至少提高了一倍。溶气 气浮池的深度从1.5m增加到5.0m，且池型由长方形向正方形发展，长宽比在(1.2～2)：1之间。目前运行良好的溶气气浮池的长度最 大可达12m，但宽度被限制为8.5m，这主要是因为机械刮渣机的最大跨度为8.5m。 污水在气浮池内的停留时间一般取30～40min，工作水深为15～25m，长宽比不小于4，表面负荷5～10m3/m2•h。 若停留时间太短，水流的冲击力大，浮选罐中的污水牌较强的紊流状态，这样不但不利于气泡与絮体的粘附，反而会将部分已粘附 在气泡上的絮体打碎；另外，由于紊流和较短的反应时间，而使投加的部分混凝剂未反应完全时就随出水流出，致使出水中悬浮固 体的去除率降低，甚至出现负增长的趋势。 气浮池分2个区:接触区和分离区。 2．3．3．1 设计接触区时，要注意控制絮凝水的上升流速，避免短流、偏流，不致在上浮过程中被水流剪脱已粘附的气泡而影响后 续分离效果。通常情况下接触区的上升流速以控制在10～20mm/s为宜,高度以 1.5～2.0m为宜,在这种流速和高度下,既保证了絮粒和微气泡的接触时间,又不会造成絮粒因上浮时间过长而破坏或下沉。 合理地布置释放器，使释放水的作用范围遍及全区，能充分、及时地使微气泡下絮粒接触。 2．3．3．2 分离区选择分离速度时，应有利于带气絮粒上浮。对于絮粒大、密度小、不易破碎的带气絮粒一般采取较大的分离速度 ，反之取较小值。分离区的流速宜在1～3mm/s,流速过小会造成大絮粒因拥挤而沉淀,流速过大会造成带气絮粒和清水的分界面向下 延伸,从而造成絮粒随水流出、水质下降。 对浓度大、浮渣多，在固液分离时形成拥挤上浮现象的应减小上浮速度，否则浮渣层太厚会造成落渣，或因分离区容积过小而影响 分离效果。 选取集水系统时，尽可能做到集水均匀，不让上浮较慢的细小带气絮粒流出池外。为此，应避免短流、快部滞流、碰壁回流等不良 现象出现。 当溶气气浮池的水力负荷＞10 m3/m2•h时，很容易出现气浮出水携带气泡进入后续滤池的情况，气泡会存在于滤池的上层。虽然有 人发现滤池中气泡的存在会有利于水中颗粒的去除，但是它会导致滤池水头损失的急剧升高，从而使滤池运行周期显著缩短，因此 应该避免滤池进水中气泡的存在，所以在大幅度提高溶气气浮池水力负荷的同时，必须设置脱气系统（具体内容见附录2）以保证工 艺的正常运行。 安装简易，灵巧的刮渣设备，以便刮渣时不致扰动浮渣层而产生落渣，影响出水水质。 2．3．4 国内外气浮池的设计参数变化范围很大，我国主要采用以下参数： 接触区： 停留时间 ＞ 2.0min 表面负荷率 36～72 m3/m2•h 分离区： 表面负荷率 7.2～10.8 m3/m2•h 2．3．5 根据《中华人民共和国国家标准室外排水设计规范》第8.2.9条 气浮池可采用矩形或圆形。矩形气浮池的设计应符合下列 要求： 一、气浮池应设置反应段，反应时间宜为10～15min； 二、每格池宽不应大于4.5m，长宽比宜为3～4； 三、有效水深宜为2.0～2.5m，超高不应小于0.4m； 四、污水在气浮池分离段停留时间不宜大于1.0h； 五、污水在池内的水平流速不宜大于10mm/s； 六、气浮池端部应设置集沫槽； 七、池内应设刮沫机，刮沫机的移动速度宜为1～5m/min。 2．3．6 气浮模型研究得出了一些新概念，如饮用水气浮处理需针尖大小(数十微米)的絮体。pH对絮体形成和气泡粘附一样重要。 在最佳pH时,颗粒的ζ电位接近于0或为负值,可采用较高的溢流流速度(≤15m/h)。气浮池的最佳设计是接触区和分离区呈长窄形状 的活塞流反应器,停留时间分别大于1.5min和5min,这样表面负荷要比传统数值提高许多,而且效率较高。 增加一个射流混合器可以保证隔油池出水与溶气水充分混合后进入浮选池中，使形成的超微气泡均一散布于池中。 因为污水中一般含有毒有害物质，故浮选池结构设计要考虑设防腐层和顶盖板，有条件时可考虑浮选气体的有组织排放。 2．4 正交试验分析得出：回流比、混凝剂投加量和浮选罐（池）的有效停留时间这三个主要参数对气浮效果影响大小的主次关系是 ：回流比＞混凝剂投加量＞浮选罐（池）的有效停留时间。 溶气罐与气浮池之间的回流水输送管道要短，压力损失要小，从而防止空气从超饱和的水中逸出。 水温降低对溶气气浮效果有不利 的影响。 3 应用图纸（drawing） 附录1 其它气浮方式 1、分散空气气浮法。又可分为转子碎气法（也称为涡凹气浮或旋切气浮，见图1）和微孔布气法2种。前者依靠高速转子的离心力所 造成的负压而将空气吸入,并于提升上来的废水充分混合后,在水的剪切力的作用下,气体破碎成微气泡而扩散于水中；后者则是使空 气通过微孔材料或喷头中的小孔被分割成小气泡而分布于水中。 该法设备简单，但产生的气泡较大，且水中易产生大气泡。大气泡在水中具有较快的上升速度。巨大的惯性力不仅不能使气泡很好 地粘附于絮凝体上，相反会造成水体的严重紊流而撞碎絮凝体。所以涡凹气浮要严格控制进气量。气泡的产生依赖于叶轮的高速切 割，以及在无压体系中的自然释放，气泡直径大、动力消耗高，尤其对于高水温污水的气浮处理，处理效果难如人意。由于产生的 气泡大，更适合处理一些稠油废水，由于大气泡在上浮过程易破裂，建议设计时污水在“分离室”的停留时间不要超过20分钟，时 间越长气泡破裂得越多，可能导致絮凝体重新沉淀到池底。 分散空气气浮法产生的气泡直径均较大,微孔板也易受堵,但在能源消耗方面较为节约,多用于矿物浮选和含油脂、羊毛等废水的初级 处理及含有大量表面活性剂废水的泡沫浮选处理。 2、溶气泵气浮法。溶气泵采用涡流泵或气液多相泵，其原理是在泵的入口处空气与水一起进入泵壳内，高速转动的叶轮将吸入的空 气多次切割成小气泡，小气泡在泵内的高压环境下迅速溶解于水中，形成溶气水然后进入气浮池完成气浮过程。溶气泵产生的气泡 直径一般在20～40μm，吸入空气最大溶解度达到100%，溶气水中最大含气量达到30%，泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定 ，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操作条件（图2）。 3、电解凝聚气浮法。这种方法是将正负相间的多组电极安插在废水中,当通过直流电时,会产生电解、颗粒的极化、电泳、氧化还原 以及电解产物间和废水间的相互作用。当采用可溶电极(一般为铝铁)作为阳极进行电解时,阳极的金属将溶解出铝和铁的阳离子,并 与水中的氢氧根离子结合,形成吸附性很强的铝、铁氢氧化物以吸附、凝聚水中的杂质颗粒,从而形成絮粒。这种絮粒与阴极上产生 的微气泡(氢气)粘附,得以实现气浮分离。但电解凝聚气浮法存在耗电量较多,金属消耗量大以及电极易钝化等问题,因此,较难适用 于大型生产。 4、生物及化学气浮法。生物气浮法是依靠微生物在新陈代谢过程放出的气体与絮粒粘附后浮之水面的；化学气浮法是在水中投加某 种化学药剂,借助于化学反应生成的氧、氯、二氧化碳等气体而促使絮粒上浮的。这种气浮法因受各种条件的限制,因而处理的稳定 可靠程度较差,应用也不多。 图1 涡凹气浮工艺原理 图2 溶气泵气浮工作原理 附录2 脱气系统 脱气系统分为内部和外部脱气系统两种。 内部脱气系统的关键就是提供一个合并表面（coalescing surface），其形式类似于斜管或斜板沉淀池。此表面不但可促进多余小 气泡的合并，产生有较大上升速度的大气泡，另外还可引起二次气浮，即“自由”气泡与残余絮粒的再次粘合，使聚合体浮力大于 重力，所以当合并表面设计适当时，可以避免污泥在内部脱气系统内的沉积。 外部脱气系统有很多形式，气浮池与滤池之间的自由跌落水堰和停留池就是其中较简单的两种，较复杂的是设置专门的气泡吹脱柱 ，气浮出水以下向流形式通过该柱,同时其底部有空气通过扩散器注入。 有研究发现：无脱气系统、设置外部脱气系统和设置内部脱气系统的三种溶气气浮工艺的效果依次增强。当水力负荷为17 m3/m2•h 时，三种工艺的出水浊度分别为0.80、0.65和0.60NUT，后续滤池的处理能力分别为360、380和640 m3/m2；当水力负荷为44 m3/m2•h时，三种气浮工艺出水的浊度分别为3.80、1.85和1.70 NUT，后续滤池的处理能力分别为100、140和180 m3/m2。 |
