污水处理一千零一问（74）：溶气气浮机构造原理、工艺及配套设备选购指南
前言：今天是连载专栏【污水处理一千零一问】更新的第74篇内容。污水博物馆致力于为您提供国内外有价值、有趣的污水处理资讯。去年7月初，
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溶气泵气浮技术是近几年发展起来的新型气浮技术，该技术克服了溶气气浮技术附属设备多、能耗大和涡凹气浮技术产生大气泡的缺点，又具有能耗低的特点。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能保持稳定，为泵的调节和气浮工艺控制提供了好的操作条件。
溶气泵气浮设备由絮凝室、接触室、分离室、刮渣装置、溶气泵、释放管等几部分所组成。基础原理是：首先由溶气泵抽取出水作为回流水，产生溶气水（此时的溶气水中饱含大量的微细气泡），溶气水通过释放管释放进入接触室的水中，小气泡缓慢上升并黏附于杂质颗粒上，形成密度小于水的浮体，上浮水面，形成浮渣，并随水流缓慢向前移动进入分离室，然后由刮渣装置将浮渣去除。清水经溢流调节排放，从而完成气浮的工作过程。
溶气泵气浮设备技术成熟应用较多的有EDUR型高效气浮装置。EDUR型高效气浮装置吸收了涡凹气浮切割气泡和溶气气浮稳定溶气的优点，整套系统主要由溶气系统、气浮设备、刮渣机、控制管理系统和配套设备等组成。
加压溶气气浮（DAF）是国内气浮技术中应用比较早的一种技术，适用于处理低浊度、高色度、高有机物含量、低含油量、低表面活性物质含量或富含藻类的水，大范围的使用在造纸、印染、电镀、化工、食品、炼油等工业污水处理。相对于其他的气浮方式，它具有水力负荷高、池体紧凑等优点。但是它的工艺复杂，电能消耗较大，空压机的噪声大等，限制着它的应用。
根据污水中所含悬浮物的种类、性质、处理水净化程度和加压方式的不同，基本方法有全流程溶气气浮法、部分溶气气浮法、部分回流溶气气浮法三种。
全流程溶气气浮法是将全部污水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于污水中，然后通过减压阀将污水送入气浮池。污水中形成许多小气泡黏附污水中的乳化油或悬浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽，经浮渣管排出池外，处理后的污水通过溢流堰和出水管排出。
全流程溶气气浮法的溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，由此减少了基建投资。但由于全部污水经过压力泵，所以增加了含油污水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。
部分溶气气浮法是取部分污水加压和溶气，其余污水立即进入气浮池并在气浮池中与溶气污水混合。其特点为：较全流程溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低。
部分回流溶气气浮法是取一部分除油后出水回流进行加压和溶气，减压后立即进入气浮池，与来自絮凝池的污水混合和气浮。回流量一般为污水的25％～100％。其特点为：加压的水量，动力消耗省；气浮过程中不促进乳化；矾花形成好，出水中絮凝物也少；气浮池的容积较前两种流程大。为了更好的提高气浮的处理效果，往往向污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。
气浮理论认为部分回流加压溶气气浮法节约能源，能充分的利用混凝剂，处理效果优于全加压溶气气浮流程。而回流比为50％时处理效果最佳，所以部分回流加压溶气气浮工艺是目前国内外最常采用的气浮法。
（1）根据反应池的混凝情况和气浮池出水水质，调节混凝剂的投加量，注意防止加药罐的堵塞；
（8）做好日常的运行记录，包括处理水量、进水水质、投药量、溶气水量、溶气罐压力、水温、耗电量、刮渣周期、渣的含水率、出水水质等。
溶气罐可用普通钢板卷焊而成，并在罐内行防腐处理。其内部结构相对简单，不用填料的中空型溶气罐除了进出水管的布置方式有一定要求外，就是一只普通的空罐。溶气罐规格很多，高度与直径的比值一般为2～4。也有的溶气罐采用卧式安装，并沿长度方向将罐长分为进水段、填料段、出水段，这种形式的溶气罐进出水稳定，还能够对进水中的杂质予以截留，避免溶气释放器的堵塞问题。
压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。压力溶气罐是影响溶气效率的关键设备，其外部结构由进水口、进气口、排气安全阀接口、视镜、压力表接嘴、排气口、液位计、出水口、入孔等组成。
溶气罐的形式有很多种，能够使用隔板式、花板式、填充式、涡轮式等填充式溶气罐，罐內填充填料，可使溶气罐效率提高。因其装有填料可加剧紊动程度，提高液相的分散程度，一直更新液相与气相的界面，来提升了溶气效率。填料有各种各样的形式，研究表明，阶榜环的溶气效率最高，可达90％以上，拉西环次之，波纹片卷最低，这是由于填料的几何特征不同造成的。
溶气释放器是气浮法的核心设备，其功能是将溶气水中的气体以微细气泡的形式释放开来，以便与待处理污水中的悬浮杂质黏附良好。常用的释放器有TS型、TJ型和TV型等。
气浮池的形式较多，根据待处理水的水质特点、处理要求及各种具体条件，已有多种形式的气浮池投人使用，其中有平流与竖流、方形与圆形等布置形式，也有将气浮与反应、沉淀、过滤等工艺综合在一起的组合形式。
（1）平流式气浮池是使用最为广泛的一种池形，通常将反应池与气浮池合建。污水经过反应后，从池体底部进入气浮接触室，使气泡与絮体充分接触后再进入气浮分离室，池面浮渣用刮渣机刮入集渣槽，清水则由分离室底部集水管集取。
（2）竖流式气浮池的优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件比平流式单侧出流要好，而且便于与后续处理构筑物配合。其缺点是池体的容积利用率较低，且与前面的反应池难以衔接。
（3）综合式气浮池可分为气浮-反应-体式、气浮-沉淀-体式、气浮-过滤-体式等三种形式。
（1）尺寸较小的矩形气浮池一般会用链条式刮渣机，对大型的矩形气浮池（跨度宜在10m以下）可采用桥式刮渣机，对于圆形气浮池，使用行星式刮渣机（直径在2～10m）。
（2）大量的浮渣不能及时清除或刮渣时对渣层扰动较大，刮渣时液位和刮渣程序不当，刮渣机行进速度过快都会影响气浮效果。
（3）为使刮板移动速度不大于浮渣溢入集渣槽的速度，刮渣机的行进速度要控制在50～100mm/s。
（1）调试进水前，首先要用压缩空气或高压水对管道和溶气罐反复进行吹扫清洗，直到没有容易堵塞的颗粒杂质后，再安装溶气释放器。
（2）进气管上要安装单向阀，以防压力水倒灌进入空压机。调试前要检查连接溶气罐和空压机之间管道上的单向阀方向是否指向溶气罐。真实的操作时，要等空压机的出口压力大于溶气罐的压力后，再打开压缩空气管道上的阀门向溶气罐注入空气。
（3）先用清水调试压力溶气系统与溶气释放系统，待系统运行正常后，再向反应池内注入污水。
（4）压力溶气罐的出水阀门必须完全打开，以防水流在出水阀处受阻，使气泡提前释放、合并变大。
（5）控制气浮池出水调节阀门或可调堰板，将气浮池水位稳定在集渣槽口以下5～10cm，待水位稳定后，用进出水阀门调节处理水量，直到达到设计水量。
（6）等浮渣积存到合适的厚度后（5～8cm）后，开动刮渣机进行刮渣，同时检查刮渣和排渣是不是正常、出水水质是否受到影响。
（1）巡检时，通过观察孔观察溶气罐内的水位，保证水位既不淹没填料层而影响溶气效果，又不低于0.6m以防出水带大量未溶空气。
（2）巡检时要注意仔细观察池面情况。假如发现接触区浮渣面高低不平、局部水流翻腾剧烈，可能是个别释放器被堵或脱落，需要及时检修和更换。假如发现分离区浮渣面高低平、池面常有大气泡鼓出，这表明气泡与杂质絮粒黏附不好，需要调整加药量或改变混凝剂的种类。
（3）冬季水温较低影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施外，还可利用增加回流水量或提高溶气压力的方法，增加微气泡的数量及其与絮粒的黏附，以弥补因水流黏度的升高而降低带气絮粒的上浮性能，保证出水水质。
（4）为了不影响出水水质，在刮渣时必须抬高池内水位，因此要注意积累运行经验，总结最佳的浮渣堆积厚度和含水量，定期运行刮渣机除去浮渣，建立符合实际情况的刮渣制度。
（5）根据反应池的絮凝。气浮池分离区的浮渣及出水水质等变动情况，及时作出调整混凝剂的投加量，同时要经常检查加药管的运作情况，防止发生堵塞（尤其是在冬季）。
典型的浅层气浮工艺系统整套装置由圆形浅池静止部分、中央旋转部分及溶气水制备系统等组成。中央旋转部分包括进水口、配水器、加压水人口、加压水配水器、出水口和螺旋污泥斗，这些组件都安放在旋转支架上。在支架外缘装有可调减速机，通过主动轮驱动，使支架绕中心沿池体外缘的圆形轨道以与进水流速一致的速度转动。行走部分和泥斗的转动由调速电机驱动，中心滑环供电。
在浅层气浮装置中，除池体、溢流圈、中央污泥井外，其他各部分都以与进水流速相同的速度沿池体旋转。原水配水器转动时，在池体中腾出的空间由原水进水来补充：同时清水口：33一沉淀物排出口；34-水位控制调节手轮出水侧应挤走眼保持零速，由澄清水排出管同步排出。池内的其他水体不会因进水和出水而引起扰动，而是保持零速，即所谓零速原理。
浅层气浮装置的停留时间定为2～3min，因此浅层气浮装置的有效水深一般在0.4～0.5m，这一浅池结构的应用，称为“浅池理论”。该理论的应用大幅更减少了设备制造费用，缩小了设备占用空间。
（1）根据反应池的混凝情况和气浮池出水水质，调节混凝剂的投加量，注意防止加药罐的堵塞；
电解气浮法处理污水的原理是，电解槽中发生电凝聚，阴极产生大量氢气气泡，污水中的微小油滴和悬浮颗粒黏附在氢气气泡上，随其上浮而净化污水。污水电解产生的气小，具备极高的比表面积，而且密度也小。因此，污水电解产生的气泡截获微小油滴和悬浮颗粒的能力比溶气气浮、叶轮机械搅拌气浮要高，而且浮载能力也大，很容易将油滴和悬浮物与水分离。电解时还发生一系列电极反应，有电化学氧化及电化学还原等作用，具有降低BOD及COD、脱色、脱臭、消毒的功能，阴极还具有沉积重金属离子的能力。
高难度污水的处理；多环、杂环物质的处理；生化工艺前作为预处理，提高污水B／C比值。在处理含铬废水时，需投加一定量的食盐以防止阳极钝化，铁板需要定时更换，原水六价铬的浓度不宜大于100mg／L，pH在4～6.5；当原水电导率较低时，可适当投加硫酸钠、食盐等提高原水导电性，降低电解电压。
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