什么是氣浮？

布?xì)鈿飧∈抢脵C(jī)械剪切力，將混合于水中的空氣碎成細(xì)小的氣泡，以進(jìn)行氣浮的方法。按粉碎氣泡方法的不同，布?xì)鈿飧∮址譃椋核梦芪鼩飧　⑸淞鳉飧?、擴(kuò)散板曝氣浮選以及葉輪氣浮等四種。

1）水泵吸水管吸人空氣氣浮

這是最簡(jiǎn)單的一種氣浮方法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空氣量不宜過(guò)多， 一般不大于吸水量的10%（按體積計(jì)），否則將破壞水泵吸水管的負(fù)壓工作。另外，氣泡在水泵內(nèi)被破碎的不夠完全，粒度大，氣浮效果不好，這種方法用于處理通過(guò)除油池后的含油廢水，除油效率一般為50%~65%。

2）射流氣浮

采用以水帶氣射流器向廢水中混入空氣進(jìn)行氣浮的方法。射流器由噴嘴射出的高速水流使吸人室形成負(fù)壓，并從吸氣管吸人空氣，在水氣混合體進(jìn)入喉管段后進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎成微小氣泡，然后直人擴(kuò)散段，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，進(jìn)一步壓縮氣泡、增大了空氣在水中的溶解度，最終進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行氣水分離。射流器各部位的尺寸及有關(guān)參數(shù)，一般都是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定其最佳尺寸的。

3）擴(kuò)散板曝氣氣浮

這種布?xì)飧”容^傳統(tǒng)，壓縮空氣通過(guò)具有微細(xì)孔隙的擴(kuò)散板或擴(kuò)散管，使空氣以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入水中，但由于擴(kuò)散裝置的微孔過(guò)小易于堵塞。若微孔板孔徑過(guò)大，必須投加表面活性劑，方可形成可利用的微小氣泡，從而導(dǎo)致該種方法使用受到限制。但近年研制、開發(fā)的彈性膜微孔曝氣器，克服了擴(kuò)散裝置微孔易堵或孔徑大等缺點(diǎn)，用微孔彈性材料制成的微孔盤起到擴(kuò)張、關(guān)閉作用。

4）葉輪氣浮

葉輪在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，在蓋板下形成負(fù)壓吸入空氣，廢水由蓋板上的小孔進(jìn)入， 在葉輪的攪動(dòng)下，空氣被粉碎成細(xì)小的氣泡，并與水充分混合成水氣混合體經(jīng)整流板穩(wěn)流后，在池體內(nèi)平穩(wěn)地垂直上升，進(jìn)行氣浮。形成的泡沫不斷地被緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的刮板刮出槽外。葉輪直徑一般多為200~400mm，最大不超過(guò)600~700mm。葉輪的轉(zhuǎn)速多采用900～1500r／min，圓周線速度則為10～15m/s。氣浮池充水深度與吸氣量有關(guān)一般為1.5～2.0m但不超過(guò)3m。葉輪與導(dǎo)向葉片間的間距也能夠影響吸氣量的大小，實(shí)踐證明，此間距超過(guò)8mm將使進(jìn)氣量大大降低。

這種氣浮設(shè)備適用于處理水量小，而污染物質(zhì)濃度高的廢水。除油效果一般可達(dá)80％左右，布?xì)鈿飧〉膬?yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。但其主要的缺點(diǎn)是空氣被粉碎的不夠充分，形成的氣泡粒度較大，一般都不小于0.1mm。這樣，在供氣量一定的條件下，氣泡的表面積小，而且由于氣泡直徑大，運(yùn)動(dòng)速度快，氣泡與被去除污染物質(zhì)的接觸時(shí)間短，這些因素都使布?xì)飧∵_(dá)不到高效的去除效果。

2、溶氣氣浮

根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、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(nèi)，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?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)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?；亓髁恳话銥楹蛷U水的25％～100％。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，出水中絮凝也少；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，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗(yàn)確定。

4）加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成，即壓力溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)及氣浮分離系統(tǒng)。

（A）壓力溶氣系統(tǒng)。它包括水泵、空壓機(jī)、壓力溶氣罐及其它附屬設(shè)備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。

采用空壓機(jī)供氣方式的溶氣系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的壓力溶氣系統(tǒng)。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機(jī)，并采取間歇運(yùn)行方式。此外空壓機(jī)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(jié)省能耗。

（B）溶氣釋放系統(tǒng)。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(duì)溶氣釋放器的具體要求是：

• 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)；

• 消能要符合氣體釋出的規(guī)律，保證氣泡的微細(xì)度，增加氣泡的個(gè)數(shù)，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(kuò)大；

• 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(jī)率；

• 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；

• 構(gòu)造力求簡(jiǎn)單，材質(zhì)要堅(jiān)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(yùn)行穩(wěn)定、可靠；

• 溶氣釋放器的主要工藝參數(shù)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)狹窄縫隙的張開度為5mm；每個(gè)釋放器的作用范圍30~100cm。

（C）氣浮分離系統(tǒng)。它一般可分為三種類型即平流式、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。

評(píng)價(jià)溶氣系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)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(jù)雙膜理論，對(duì)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(jì)。即要強(qiáng)化溶氣過(guò)程，除應(yīng)有足夠的傳質(zhì)推動(dòng)力外，關(guān)鍵在于擴(kuò)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(wěn)定的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機(jī)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?zhèn)髻|(zhì)時(shí)，引入了氣相、液相在單位時(shí)間內(nèi)因渦流擴(kuò)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。

3、電解氣浮氣浮工藝

電解氣浮法對(duì)廢水進(jìn)行電解，這時(shí)在陰極產(chǎn)生大量的氫氣泡，氫氣泡的直徑很小，僅有20～100微米，它們起著氣浮劑的作用。廢水中的懸浮顆粒粘附在氫氣泡上，隨其上浮，從而達(dá)到了凈化廢水的目的。與此同時(shí)，在陽(yáng)極上電離形成的氫氧化物起著混凝劑的作用，有助于廢水中的污泥物上浮或下沉。電解氣浮法的優(yōu)點(diǎn)是：能產(chǎn)生大量小氣泡；在利用可溶性陽(yáng)極時(shí)，氣浮過(guò)程和混凝過(guò)程結(jié)合進(jìn)行；裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，是一種新的廢水凈化方法。

這是最近幾年在水處理領(lǐng)域才出現(xiàn)的二種工藝，由于這種方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單；管理方便；運(yùn)行條件易于控制、裝置緊湊、效果良好，因而發(fā)展很快。

4、生物、化學(xué)氣浮工藝

生物氣浮法：該法利用微生物的作用產(chǎn)生氣體，與水中的懸浮絮體充分接觸，使水中懸浮絮體粘附在微氣泡上，隨氣泡一起浮到水面，形成浮渣并刮去浮渣，從而凈化水質(zhì)。

化學(xué)氣浮：利用某些化含物在廢水中產(chǎn)生氣體的反應(yīng)原理進(jìn)行的，反應(yīng)生成的氣體在釋放過(guò)程中形成微小氣泡，吸附在固體顆粒表面，使固體順粒向浪面浮大，從而使固液分離。化學(xué)氣浮法作選礦、醫(yī)藥和廢水處理工程中都用應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)的油田污水的處理中化學(xué)氣浮法使用幾乎沒(méi)有，本課題就是要優(yōu)選化學(xué)氣浮法的條件和藥劑體系，對(duì)油田水處理的方法進(jìn)行改進(jìn)，以求達(dá)到比較理想的效果。