溶氣氣浮分類及設(shè)計(jì)原理

1、溶氣氣浮的分類及設(shè)計(jì)原理溶氣氣?。―AFDAF）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(duì)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?。―AFDAF）適用于處理低濁度、高色度、高有機(jī)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(duì)于其它的氣浮方式（詳見(jiàn)附錄1 1），它具有水力負(fù)荷高，池體緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但是它的工藝復(fù)雜，電能消耗較大，空壓機(jī)的噪音大等缺點(diǎn)也限制著它的應(yīng)用。1 1 分類（typetype）根據(jù)不同的劃分

2、原則，DAFDAF 可以有不同的分類。1 1 . . 1 1 根據(jù)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(fù)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(qiáng)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 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(wěn)定；但氣泡釋放 量受限制；而且，一切設(shè)備部件，都要密封在氣浮池內(nèi)；氣浮池的構(gòu)造復(fù)雜；只適用于處理 污染物濃度不高的廢水（不高于300mg/l300mg/l ），因此實(shí)際應(yīng)用不

3、多。1 1 . 1 1 . 2 2 壓力溶氣氣浮法是目前國(guó)內(nèi)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 . 1 1 . 2 2. 1 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(nèi)，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 1。它的特點(diǎn)是：溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)； 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。 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(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。1 1 . 1 1 . 2 2. 2 2 部分

4、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：與全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，因此動(dòng)力消耗低；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 . 1 1 . 2 2. 3 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 2。它的特點(diǎn)是：加壓的水量少，動(dòng)力消耗?。粴飧∵^(guò)程中不促進(jìn)乳化；磯花形成好，后絮凝也少；氣浮池的容積較前兩種流程大?，F(xiàn)代氣浮理論認(rèn)為：部分回流加壓溶氣氣浮節(jié)約能源，能充分利用浮選（混凝）齊處理

5、效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。 而回流比為 50%50%時(shí)處理效果最佳，所以部分回流（回流比 50%50% ） 加壓溶氣氣浮工藝是目前國(guó)內(nèi)外最常采用的氣浮法。圖 2 2 部分回流溶氣氣浮法流程圖1 1 . 2 2 根據(jù)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DAFDAF、普通 DAFDAF 和紊流 DAFDAF（具體內(nèi)容見(jiàn)附錄 3 3）2 2 設(shè)計(jì)原理（designdesign principalprincipal）DAFDAF 一般設(shè)置在生物處理單元之前，物理處理單元之后，習(xí)慣上將其歸為物理處理單元。若設(shè)為兩級(jí)浮選，為了方便節(jié)約，平面布置時(shí)常將一、二級(jí)浮選池并列，一、二級(jí)

6、浮選池是約 有 500mm500mm 左右的液位差保證污水從一級(jí)浮選池流動(dòng)到二級(jí)浮選池，而取消提升泵達(dá)到節(jié)能效果。體現(xiàn)在豎向布置上，即在設(shè)計(jì)、施工時(shí)必須嚴(yán)格控制刮渣機(jī)拖架（板）、可調(diào)節(jié)堰和除渣槽頂?shù)臉?biāo)高，這一點(diǎn)非常重要，是關(guān)鍵因素之一，否則會(huì)嚴(yán)重影響氣浮效果 用機(jī)械方法撇（泡沫層無(wú)法4一施力眷吒雜謬一春 T 釋敬髀潢一烽她 圖I巫力幣禪港工藝範(fàn)棍除），這也正是必須采用可調(diào)節(jié)出水堰的原因所在。匚沖 L倉(cāng)甜覚示:進(jìn)i n 2.0min2.0min分離區(qū):表面負(fù)荷率323636 7272 m m /m/m ?h?h表面負(fù)荷率7.27.2 10.810.8 m m3/m/m2?h?h根據(jù)中華人民共和國(guó)

7、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范第8.2.98.2.9 條氣浮池可采用矩應(yīng)器, ,停留時(shí)間分別大于 1.5min1.5min 和 5min,5min,這樣表面負(fù)荷要比傳統(tǒng)數(shù)值提高許多，而且效率較 高。增加一個(gè)射流混合器可以保證隔油池出水與溶氣水充分混合后進(jìn)入浮選池中，使形成的超微 氣泡均一散布于池中。因?yàn)槲鬯幸话愫卸居泻ξ镔|(zhì)，故浮選池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮設(shè)防腐層和頂蓋板，有條件時(shí)可 考慮浮選氣體的有組織排放。2 2 . 4 4 正交試驗(yàn)分析得出：回流比、混凝劑投加量和浮選罐（池）的有效停留時(shí)間這三個(gè)主要參數(shù)對(duì)氣浮效果影響大小的主次關(guān)系是：回流比混凝劑投加量浮選罐（池）的有效停留時(shí)間。溶氣罐與氣浮池之間的

8、回流水輸送管道要短，壓力損失要小，從而防止空氣從超飽和的水中逸出。水溫降低對(duì)溶氣氣浮效果有不利的影響。3 3 應(yīng)用圖紙（drawingdrawing ）E2世議呻股股水址工藝菰稈廐和說(shuō)水人II；冋炊址賽；St網(wǎng)：*出柞怙iOL:找斤親：K.何比環(huán)：*空厲因.m靜 r 觸，ih反霜秋；II料就襤：Br 棗業(yè)I 14 3141沽 梓載匚畋-KiLi I.岳爐Wit；11清倉(cāng)16；怛 運(yùn)水濟(jì) g附錄 1 1 其它氣浮方式1 1、 分散空氣氣浮法。又可分為轉(zhuǎn)子碎氣法（也稱為渦凹?xì)飧』蛐袣飧?，?jiàn)圖1 1）和微孔布?xì)夥?2 2 種。前者依靠高速轉(zhuǎn)子的離心力所造成的負(fù)壓而將空氣吸入，并于提升上來(lái)的廢水充分

9、混合后，在水的剪切力的作用下，氣體破碎成微氣泡而擴(kuò)散于水中；后者則是使空氣通過(guò)微孔材料或噴頭中的小孔被分割成小氣泡而分布于水中。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，但產(chǎn)生的氣泡較大，且水中易產(chǎn)生大氣泡。 大氣泡在水中具有較快的上升速 度。巨大的慣性力不僅不能使氣泡很好地粘附于絮凝體上，相反會(huì)造成水體的嚴(yán)重紊流而撞碎絮凝體。所以渦凹?xì)飧∫獓?yán)格控制進(jìn)氣量。氣泡的產(chǎn)生依賴于葉輪的高速切割，以及在無(wú)壓體系中的自然釋放，氣泡直徑大、動(dòng)力消耗高，尤其對(duì)于高水溫污水的氣浮處理，處理效果難如人意。由于產(chǎn)生的氣泡大，更適合處理一些稠油廢水， 由于大氣泡在上浮過(guò)程易破裂， 建議設(shè)計(jì)時(shí)污水在 分離室”的停留時(shí)間不要超過(guò) 2020 分鐘，

10、時(shí)間越長(zhǎng)氣泡破裂得越多，可能 導(dǎo)致絮凝體重新沉淀到池底。分散空氣氣浮法產(chǎn)生的氣泡直徑均較大，微孔板也易受堵，但在能源消耗方面較為節(jié)約，多用于礦物浮選和含油脂、羊毛等廢水的初級(jí)處理及含有大量表面活性劑廢水的泡沫浮選處理。2 2、 溶氣泵氣浮法。溶氣泵采用渦流泵或氣液多相泵，其原理是在泵的入口處空氣與水一起進(jìn)入泵殼內(nèi)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪將吸入的空氣多次切割成小氣泡，小氣泡在泵內(nèi)的高壓環(huán)境下迅速溶解于水中，形成溶氣水然后進(jìn)入氣浮池完成氣浮過(guò)程。溶氣泵產(chǎn)生的氣泡直徑一般在20204040 卩叫 吸入空氣最大溶解度達(dá)到 100%100%，溶氣水中最大含氣量達(dá)到 30%30%，泵的性能在 流量變化和氣量波動(dòng)時(shí)

11、十分穩(wěn)定，為泵的調(diào)節(jié)和氣浮工藝的控制提供了極好的操作條件（圖2 2 ）。3 3、 電解凝聚氣浮法。這種方法是將正負(fù)相間的多組電極安插在廢水中，當(dāng)通過(guò)直流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電解、顆粒的極化、電泳、氧化還原以及電解產(chǎn)物間和廢水間的相互作用。當(dāng)采用可溶 電極（一般為鋁鐵）作為陽(yáng)極進(jìn)行電解時(shí)，陽(yáng)極的金屬將溶解出鋁和鐵的陽(yáng)離子，并與水中的氫 氧根離子結(jié)合，形成吸附性很強(qiáng)的鋁、鐵氫氧化物以吸附、凝聚水中的雜質(zhì)顆粒，從而形成絮粒。這種絮粒與陰極上產(chǎn)生的微氣泡 ( (氫氣) )粘附，得以實(shí)現(xiàn)氣浮分離。但電解凝聚氣浮法存 在耗電量較多，金屬消耗量大以及電極易鈍化等問(wèn)題，因此, ,較難適用于大型生產(chǎn)。4 4、生物及化學(xué)

12、氣浮法。生物氣浮法是依靠微生物在新陳代謝過(guò)程放出的氣體與絮粒粘附后 浮之水面的；化學(xué)氣浮法是在水中投加某種化學(xué)藥劑，借助于化學(xué)反應(yīng)生成的氧、氯、二氧化碳等氣體而促使絮粒上浮的。這種氣浮法因受各種條件的限制，因而處理的穩(wěn)定可靠程度較差，應(yīng)用也不多。圖 1 1 渦凹?xì)飧」に囋韴D 2 2 溶氣泵氣浮工作原理附錄 2 2 脫氣系統(tǒng)脫氣系統(tǒng)分為內(nèi)部和外部脫氣系統(tǒng)兩種。內(nèi)部脫氣系統(tǒng)的關(guān)鍵就是提供一個(gè)合并表面(coalescingcoalescing surfacesurface )，其形式類似于斜管或斜板沉淀池。此表面不但可促進(jìn)多余小氣泡的合并，產(chǎn)生有較大上升速度的大氣泡，另外還可引起二次氣浮，即 自由”氣泡與殘余絮粒的再次粘合，使聚合體浮力大于重力，所以當(dāng)合 并表面設(shè)計(jì)適當(dāng)時(shí)，可以避免污泥在內(nèi)部脫氣系統(tǒng)內(nèi)的沉積。外部脫氣系統(tǒng)有很多形式，氣浮池與濾池之間的自由跌落水堰和停留池就是其中較簡(jiǎn)單的兩 種，較復(fù)雜的是設(shè)置專門(mén)的氣泡吹脫柱，氣浮出水以下向流形式通過(guò)該柱，同時(shí)其底部有空氣通過(guò)擴(kuò)散器注入。有研究發(fā)現(xiàn)：無(wú)脫氣系統(tǒng)、設(shè)置外部脫氣系統(tǒng)和設(shè)置內(nèi)部脫氣系統(tǒng)的三種溶氣氣浮工藝的效果依次增強(qiáng)。當(dāng)水力負(fù)荷為1717 m m3/m/m2?h?h 時(shí)，三種工藝的出水濁度分別為0.800.8