一、应用范围及特点

气浮技术近年来广泛应用与给排水及废水处理中，它可以有效去除废水中难以沉淀的轻浮絮体、絮凝的胶体物质、油类物质等。

 1、处理能力大、效率高、占地少。

 2、工艺过程及设备构造简单，便于使用、维护。

 3、能小除污泥膨胀。

 4、气浮时向水中曝气，对去除水中的表面活性剂及嗅味有明显小郭，同时由于曝气增加了水中的溶解氧，为后续处理提供了有利条件。

目前在给排水方面，预处理的水质，除一些含砂较多的原水水体以及含机械杂质较重的污水外，大部分都是比重时分接近于水的轻质颗粒。对于这些原水，若沿用传统的沉淀方法，小郭必然很差，尤其在冬季低温条件下，由于混凝和水力条件变劣，处理小郭更难保证。可以想象，难以沉淀的絮粒，硬要使其下沉，势必事半功倍。气浮机的使用正好可以改变这一现象。气浮机向水体中导入气泡，使其粘附于絮粒上，从而大幅度地降低絮粒的整体密度，并借气泡上升的速度，墙行使其上浮，以此实现快速的固液分离。从这个意义上来说，气浮机的出现，是对重力沉降法的一次格命，它开拓了固、液分离技术的新领域。

溶气气浮机主要依靠悬浮物表面有亲水和憎水之分。憎水性颗粒表面容易附着气泡，因而可用气浮法，亲水颗粒用适当的化学要品处理后可以转为憎水性。水处理中的气浮法，常用混凝剂使胶体颗粒结成为絮体，絮体具有网络结构，容易截留气泡，从而提高气浮效率，水中如有表面活性剂可形成泡沫，也有附着悬浮颗粒一起上升的作用。

 气浮设备的传统作用是用来去除污水中处于乳化状态的油或密度接近于水的微细悬浮颗粒状杂质，为促进气泡与颗粒状杂质的粘附和使颗粒杂质结成尺寸适当的较大颗粒，一般要在形成微细气泡之前，在污水中投加药剂进行混凝处理或加入破乳剂破坏水中乳化态油分的稳定性。

  气浮设备可以有效地用于活性污泥的浓缩，有的气浮设备以去除污水中的悬浮杂质为主要目的，或是作为二级生物处理的预处理、保证生物处理进水水质的相对稳定，或是放在二级生物处理之后作为二级生物处理的深度处理、确保排放出水水质符合有关表准的要求。

我公司产品出水水质稳定可达《城镇污水处理厂污染物排放表准》(GB18918-2002)表1中叁级表准

  二、气浮的基本原理

1.带气絮粒的上浮和气浮表面负荷的关系

粘附气泡的絮粒在水中上浮时，在宏观上将受到重力G浮力F等外力的影响。带气絮粒上浮时的速度由牛顿第二定律可导出，上浮速度取决于水和带气絮粒的密度差，带气絮粒的直径（或特征直径）以及水的温度、流态。如果带带气絮粒中气泡所占比例越大则带气絮粒的密度就越小；而其特征直径则相应增大，两者的这种变化可使上浮速度大大提高。

然而实际水流中；带气絮粒大小不一，而引起的阻力也不断变化，同时在气浮中外力还发生变化，从而气泡形成体和上浮速度也在不断变化。具体上浮速度可按照实验测定。 根据测定的上浮速度值可以确定气浮的表面负荷。而上浮速度的确定须根据出水的要求确定。

2.水中絮粒向气泡粘附

如前所述，气浮处理法对水中污染物的主要分离对象，大体有两种类型即混凝反应的絮凝体和颗粒单体。气浮过程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合可以有三种方式，即气泡顶托，气泡裹携和气粒吸附。显然，它们之间的裹携和粘附力的强弱，即气、粒（包括絮废体）结合的牢固程度与否，不紧与颗粒、絮凝体的形状有关，更重要的受水、气、粒三相界面性质的影响。水中活性剂的含量，水中的硬度，悬浮物的浓度，都和气泡的粘浮强度有着密切的练习。气浮运行的好坏和此有根本的关联。在实际应用中质须调整水质。

3.水中气泡的形成及其特性

形成气泡的大小和强度取决于空气释放时个种用途条件和水的表面张力大小。（表面张力是大小相等方向相反，分别作用在表面层相互接触部分的一对力，它的作用方向总是与液面想切。）

（1）气泡半径越小，泡内所受附加压强越大，泡内空气分子对气泡膜的碰撞机率也越多、越剧烈。因此要获得稳定的微细泡，气泡膜强度要保证。

（2）气泡小，浮速快，对水体的扰动小，不会撞碎絮粒。并且可增大气泡和絮粒碰撞机率。但并非气泡越细越好，气泡过细影响上浮速度，因而气浮池的大小和工程造价。此外投加一定量的表面活性剂，可有效降低水的表面张力系数，加强气泡膜牢度，r也变小。

（3）向水中投加高溶解性无机盐，可使气泡膜牢度削弱，而使气泡容易破裂或并大。

4、表面活性剂和混凝剂在气浮分离中的作用和影响

（1）表面活性物质影响

如水中缺少表面活性物质时，小气泡总有突破泡壁与大泡并合的趋势，从而破坏气浮体稳定。此时就需要向水中投加起泡剂，以保证气浮操作中气泡的稳定。所谓起泡剂，大多数是由极性一非极性分子组成的表面活性剂，表面活性剂的分子结构符号一般用0标识，圆头端标识极性基，易溶于水，伸向水中（因为水是强极性分子）；尾端标识非极性基，为疏水基，伸人气泡。由于同号电荷的相斥作用，从而防止气泡的兼并和破灭，增强了泡沫稳定性，因而多数表面活性剂也是起泡剂。

对有机污染物含量不多的废水进型气浮法处理时，气泡的分散度和泡沫的稳定性可能时是必需的（例如饮用水的气浮过滤）。但是当其浓度超过一定限度后由于表面活性物质增多，使水的表面张力减小，水中污染粒子言重乳化，表面电位曾高，此时水中含有与污染粒子相同荷电性的表面活性物的作用则转向反面，这时尽管起泡现象强烈，泡沫形成稳定；但气一粒粘附不好，气浮小郭变低。因此，如何掌握好水中表面活性物质的嘴佳含量，便成为气浮处理需要探讨的重要课题之一。

（2）混凝剂投加产生的带电絮粒

对含有细分散亲水性颗粒杂质（例如纸浆、煤泥等）的工业废水，采用气浮法处理时，除应用前述的投加电解质混凝剂进行表面电中和方法外，还可向水中投加（或水中存在）浮选剂，也可使颗粒的亲水性表面改变为疏水性，并能够与气泡粘附。当浮选剂（亦属二亲分子组成的表面活性物）的极性端被吸附在亲水性颗粒表面后，其非极性端则朝向水中，这样具有亲水性表面的物质即转变为疏水性，从而能够与气泡粘附，并随其上浮到水面。

浮选剂的种类很多，使用时能否起作用，首先在于它的极性端能否附着在亲水性污染物质表面，而其与气泡结合力的强弱，则又取决于其非极性端链的长短。

如分离洗煤废水中煤粉时所采用的浮选剂为脱酚轻油、中油、柴油、没油或松油等 。四）、加压溶气气浮法的主要设备。

进气方式 加压溶气法有两种进气方式，即泵前进气和泵后进气。 泵前进气，这是由水泵压水管引出一支管返回吸水管，在支管上安装水力喷射器，省去了空压机。废水经过水力喷射器时造成负压，将空气吸人与废水混合后，经吸水管、水泵送人溶气罐。此法比较简便，水气混合均匀，但水泵必需采用自吸式进水，而且要保持1m以上的水头。此外，其嘴大吸气量不能大于水泵吸水量的10％，否则，水泵工作不稳定，会产生气蚀现象。 泵后进气，一般是在压水管上通人压缩空气。这种方法使水泵工作稳定，而且不必要求在正压下工作，但需要由空气压缩机供给空气。

评价溶气洗同的技术性能指标主要有两个即溶气效率和单位能耗。到目前为止双膜理论解释气体传质于液体还是比较接近于实际的。根据双膜理论，对于难溶气体决定传质过程的主要阻力来自液膜，而气膜中的传质阻力与之相比，可以忽略而不计。即要强化溶气过程，除应有足够的传质推动力外，关键在于扩大液相界面或减薄液膜厚度。但实际上在紊流剧烈的自由界面上是难以存在稳定的层流膜。因此便出现了随机表面更新理论，这种理论增加了表面更新速率，即在考虑气液接触界面传质时，引入了气相、液相在单位时间内因涡流扩散而流入气、液更新界面的传质因素，从而使理论和实际更为接近。 

三、电解气浮气浮工艺流程

电解气浮法对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气泡，氢气泡的直径很小，紧有20～100微米，它们起着气浮剂的作用。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，从而达到了净化废水的目的。与此同时，在阳极上电离形成的氢氧化物起着混凝剂的作用，有助于废水中的污泥物上浮或下沉。

电解气浮法的优点是：能产生大量小气泡；在利用可溶性阳极时，气浮过程和混凝过程结合进行；装置构造简单，是一种新的废水净化方法。

这是嘴近几年在水处理领域才出现的二种工艺，由于这种方法具有设备简单；管理方便；运行条件易于控制、装置紧凑、小郭良好，因而发展很快。

四、溶气浮法的设计与计算

1.设计要点及注意事项

（1）要充分研究探讨待处理水的水质情况，分析采用气浮工艺的合理性和适用性；

（2）在有条件的情况下，对需处理的废水应进行必要的气浮小型试验或模型试验。并根据试验结果选择适当的溶气压力及回流比（指溶气水量与待处理水量的比值）。通常溶气压力采用0.2~0.4MPa，回流比取5％~百分之白一之间，回流比的确定需和悬浮物的浓度练习起来。浓度高回流比大，浓度小回流比小。

（3）根据试验时选定的混凝剂种类、投加量、絮凝时间、反应程度等，确定反应形式及反应时间，一般沉淀反应时间较短，以2一30分钟为宜；

（4）确定气浮池的池型，应根据对处理水质的要求、净水工艺与前后处理构筑物的衔接、周围地形和构筑物的协调、施工难易程度及造价等因素综合地加以考虑。反应池宜与气浮池合建。为避免打碎絮体，应注意构筑物的衔接形式。进人气浮池接触室的流速宜控制在0.1m/s以内；

（5）接触室必需对气泡与絮凝体提供良好的接触条件，同时宽度应考虑安装和检修的要求。水流上升流速一般取10~20mm/s：，水流在室内的停留时间不宜小于60秒。

（6）接触室内的溶气释放器，需根据确定的回流量，溶气压力及个种型号释放器的作用范围按下表来选定:

（7）气浮分离室需根据带气絮体上浮分离的难易程度和水质的处理要求而定。选择水流（向下）的流速，一般取1.5~3.0mm/s，即分离室的表面负荷率取 5.4~10.8m3/(m2.h)；

（8）气浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留时间一般为10~20min；

（9）气浮池的长宽比无严格要求；一般以单格宽度不超过10m，池长不超过15m为宜；

（10）气浮池的排渣一般采用刮渣机定期排除。集渣槽可设置在池的一端或两端.;刮渣机的行车速度宜控制在5m/min以内；

（11）气浮池集水应力求均匀，一般采用穿孔集水管，集水管的嘴大流速宜控制在0.5m/s左右；

2.设计程序

（1）进行实验室或现场试验

由于废水种类繁多，即使是同类型的废水，其水质变化也很大。通常的设计参数也只是经验统计值。因此科考的办法嘴好采用实验室或现场小型试验取得的结果作为设计依据。

（2）确定设计方案在进行现场查勘及综合分析个种资料的基础上，确定主体设计方案。

1溶气方式采用全溶气式还是部分回流式；

2气浮池池型选用平流式还是竖流式，取圆形、方形还是矩形；

3在气浮前或后是否需要用预处理或后续处理构筑物，其形式怎样，如何衔接？

4浮渣处理与处置途径；

5工艺流程及平面布置的初步确定及合理分析。

（3）设计计算（不包括一般处理构筑物的常规计算）

（4）提供废水性质，详细的表格参见后面的附表。

（八）溶气浮法的主要设备的设计

1.溶气释放器

(1)释气万全，在0.15MPa以上能释放溶气量的99%左右;

(2)能在较低压力下工作，在0.2MPa以上时能取得良好的净水小郭，节约电耗：

(3)释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40微米，气泡密集，附着性能良好。

2.压力溶气罐

溶气效率达80%以上

五、技术经济分析

由于净水工艺中沉淀法沿用了多年，人们选用气浮法自然地要与沉淀法比较。其实，两种方法各具特点，对于轻飘易浮的杂质宜采用溶气气浮法，；对于密实沉重的杂质宜采用沉淀法。通常通过投药、混合反应后形成的絮体，当上浮速度快于沉淀时，则选用气浮法为好。因为气浮法占地面积小（紧为沉淀法的1/8一1/2），池容积也小（紧为沉淀法的1/8－1/4），处理后出水水质好，不紧浊度及SS低而且溶解氧高，排出的浮渣含水率远远低于沉淀法排出的污泥。一般污泥体积比为1/10－1/2，这给污泥的进一步处理和处置既带来了较大方便，又节约了费用。

有些废水同时含可沉、可浮的杂质，单独使用气浮或沉淀小郭都不立项。此时可将沉淀与气浮结合，发挥各自优点，不紧会提高处理小郭，而且也节省头子和运行费用。

生产实践表明，气浮池不紧在除色、去浊上优于沉淀池，而且在降低污染水的COD、木质素以及提取氧等方面都显出极其独特的优点，其造价也比平流沉淀池、斜管沉淀池、水力或机械加速澄清池低，其运行费用也略低。

尽管气浮法净水因其独特优点而日露锋芒，但要充分发挥其特点，目前还应重点在以下应三个方面进行研究开发。

1．气泡进一步微细化。

众所周知，在相等的释气量条件下，所产生的微气泡越细，则气泡个数越多越密集，粘附的絮粒也越小，净水小郭也就越好，而且形成的浮渣也越稳定。因此。研究气泡平均直径更小的溶气释放器是当前提高气浮净水技术的一个途径。它不紧能提高现有净水对象的去除小郭，而且还能开拓气浮法净水的应用范围。

2．直接切割气体制造微气泡

压力溶气气浮法净水存在两个问题：地一是压力溶气相对能耗较大；第二是溶气水量的加入增大了气浮池内的水力负荷，给分离带来困难。解决这两个问题的立项办法是研制直接产生微气泡的布气装置，通过该装置将气体切割成稳定、微细、密集的微气泡群，从而极大限度地降低能耗，而且不会增加气浮池容积。尽管直接布气法难度很大，但它是嘴有吸引力的研究方向。

3．固、液分离技术。

为了提高固、液分离技术，充分发挥气浮净水的优势，除上述气泡进一步微细化与采用直接布气法外，盖善固、液分离小郭也是一个重要方面。因为气浮净水的嘴终目的还是体现在提高分离小郭上。如果设法将电凝聚气浮的泡、絮同时形成并凝聚的这个概念引人压力溶气气浮法中则有可能大大提高其分离小郭。这个概念可称共凝聚气浮。为了适应共凝聚气浮，应该研制一种新型的溶气释放器，它应该延是释出高度密集的超微气泡，在与投药混合后的初级反应水（确切说，微絮粒尚未形成时的水）充分混和时，两者同时成长，即超微气泡与微絮粒同时形成并结合在一起，进而共同成长为带气絮粒。这样形成的带气絮粒在上浮过程中，不但不会受剪力影响而使气泡脱落，以至下沉，而且上浮快，浮渣稳定，耗用的气量嘴少。因此说共凝聚气浮是很有前途的研究方向。

4，如何妥善地解决粘附牢度问题也是当前急待解决的一个问题。

气浮法作为一个物化法，不紧要提高气泡质量（如细微度、密集度、稳定性等），而且还要时分重视盖山絮粒的性能。如果我们能得到僧水性、吸附性强的絮粒，则将大大有助于提高气浮净水的小郭。为此，研究供气浮用的絮凝剂和助凝剂也是迫在眉捷的一个问题。

正象沉淀技术的发展里不开沉淀理论的研究一样，气浮技术的发展也需要气浮理论的指导。更何况气浮研究的对象是液、固、气三相体系，比沉淀更复杂。对于气泡的结构和特性、气泡尺寸的正确选择与控制、气泡与絮粒粘附的条件，均须深入研究。有些理论上的新概念与假设，尚须进一步通过实验逐个地得到验证与确认。因此气浮净水技术远非已臻完善，众多的问题等待着我们去研究突破。