几种气浮设备的应用与比较-李焕涛.doc

几种气浮设备的应用与比较摘要：结合气浮设备的工作原理，从使用效果这一角度介绍了几种气浮设备的应用情况。对国内外同类设备进行了比较、并对应用情况作了简单的介绍。关键词：气浮设备 原理 应用 选择正文：气浮设备是一类在水中通入或产生大量的微细气泡，使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其浮在水面，从而实现固-液分离的水处理设备。气浮方式可分为散气气浮、溶气气浮（包括真空气浮法）与电解气浮法。目前在给水、工业废水和城市污水处理方面都有应用。气浮设备较其它固-液分离设备具有投资少、占地面积小、自动化程度高、操作管理方便等特点。在实践中应根据废水处理工艺、废水的水质水量等特点进行有针对性的选择与使用。以下结合多年来的实践经验，对几种气浮设备的应用情况进行介绍，供同行及用户设计、改造、选型时参考。1 电解气浮设备电解气浮设备是用不溶性阳极和阴极直接电解废水。靠电解产生的氢和氧的微小气泡将已絮凝的悬浮物载浮至水面。达到固-液分离的目的。电解法产生的气泡尺寸远小于溶气气浮和散气气浮产生的气泡尺寸，而且不产生紊流。该设备去除的污染物范围广，对有机物废水除降低BOD外，还有氧化、脱色和杀菌作用，对废水负载变化的适应性强，生成污泥量少，占地少，不产生噪声。常用处理水量一般为10-30 m3/h近年来发展很快。电解气浮设备目前尚存在电解能耗及极板损耗较大，运行费用较高等问题，因此限制了该种设备的推广使用。2 散气气浮设备 散气气浮设备是采用扩散板或缩孔管直接向气浮池中通入空气，或借水泵吸水管吸入空气，也可以采用水力喷射器.高速叶轮等向水中充气，形成的气泡直径大约为1000um。2.1射流气浮设备是采用以水带气的方式向废水中混入空气进行气浮的设备。射流气浮的原理是由喷嘴射出的高速水流使吸入室内形成真空从而使吸气管吸入空气。气水混合物在喉管内进行激烈的能量交换，空气被粉碎分成微细的气泡。进入扩散段后，动能转化为势能，进一步压缩气泡，增大了空气在水中的溶解度，随后进入气浮池。射流器各部分结构尺寸的最佳值一般通过试验确定。2.2叶轮气浮设备是靠高速旋转叶轮的离心力所造成的真空负压状态将空气吸入，成为微细的空气泡而扩散于水中。气泡由池底向水面上升并粘附水中的悬浮物一起带至水面。达到固-液分离的目的。形成的浮渣不断地被缓慢旋转的刮渣板刮出池外。水流的机械剪切力与扩散板产生的气泡较大（直径达1mm左右），不易与细小颗粒和絮凝体相吸附，反而易将絮体打碎，因此，散气气浮不适用于处理含颗粒细小与絮体的废水。散气气浮设备气浮时间约为30min,溶气量达0.51m3/m3（气/水）。旋转叶轮周边线速度约为12.5m/s。该设备应用范围有油漆、制革、炼油、印染、化学、乳品加工、纤维生产、造纸、食品饮料、屠宰、纺织、机械加工、市政污水等小型污水处理工程。这种气浮设备处理废水水量有限，但对不可溶性物质及悬浮物的处理效果较为明显。除油效果一般可达80%左右。处理废水中的油脂、胶状物和悬浮物的去除率在95%以上，加入合适的化学药剂能使废水中的COD和BOD去除率在60%以上。3 溶气气浮设备溶气气浮设备是使空气在一定压力的作用下溶解于水中，并达到饱和状态，然后再突然使废水降至常压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸出，以进行气浮过程的方法。溶气气浮形成的气泡，粒度很小。另外，在溶气气浮操作过程中，气泡与废水的接触时间，还可以人为的加以控制。因此，溶气气浮的净化效果较高。在废水处理中，特别是对含油废水的处理，取得了广泛的应用。如果先将空气加压使其溶于水形成空气过饱和溶液，然后减至常压使空气析出，称为加压溶气气浮；如果将废水在常压下曝气后在真空条件下诱使溶气逸出，称为真空式气浮。31溶气真空气浮设备是使空气在常压或加压下溶于水中，而在负压下析出的气浮设备。真空式气浮设备优点是气泡的形成、它与颗粒的粘附以及气泡和颗粒絮凝体的上浮都在稳定的环境中进行，絮凝体破坏的可能性小，整个气浮过程所需要的能耗量小。其缺点是水中溶气量有限，不适用于含浓度大于250-300mg/L悬浮物的废水；另一缺点是要求有密封的容器，在容器内还需要装有刮渣机械，结构复杂，因此在工程实际中使用较少。该设备可能得到的空气量因受到能够达到的真空度（一般运行真空度40kPa）的影响，析出的微细泡量很有限，且构造复杂，运行维修不方便，现已逐步淘汰。3.2加压溶气气浮设备是将清水加压至（3-4）105Pa，同时加入空气，使空气溶解于水，然后骤然减至常压，溶解于水的空气以微小气泡形式（气泡直径约为20-100m左右），从水中析出，将水中的悬浮物颗粒载浮于水面。从而实现固-液分离。加压溶气气浮设备是目前应用范围较为广泛的一种气浮设备。该设备可以广泛适用于各类废水处理（尤其是含油废水处理）、污泥浓缩及给水处理。加压溶气气浮设备主要有空气饱和设备、空气释放及与废水相混合的设备、固-液或液-液分离设备三部分组成。根据原水中所含悬浮物的种类、性质、处理效率，可分为全部加压溶气气浮、部分加压溶气气浮和回流加压溶气气浮三种。目前加压力溶气气浮法应用最广。与其它气浮设备相比，具有以下特点：在加压条件下，空气溶解度大，供气浮用的气泡数量多，能够确保气浮效果；溶入的气体经骤然减压释放，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护；特别是部分回流式，处理效果显著、稳定，并能较大地节约能耗。此种设备广泛用于造纸、印染、电镀、化工、食品、炼油等工业废水处理。在部分企业应用情况见表。 加压溶气气浮的实际应用情况处理量（m3/h）SS（mg/L）COD（mg/L）处理前处理后去除率%处理前处理后去除率%黄板瓦楞纸废水171.36136364.795.3476.41100.5578.9再生纸废水1503475584.16057387.9玉米酒糟废水100102112387.9124022581.9从表数据可以看出，加压溶气组合气浮设备处理废水的COD、SS去除率在78%-95%之间。结论：（1）电解气浮设备由于存在电耗较高及操作运行管理复杂，电极结垢等问题，通常不用于处理水量大的场合，常用于小型污水处理，废水处理量一般在10-30m3/h。（2）散气气浮设备处理水量为25-163m3/h，处理废水量较小，对不可溶性物质及悬浮物的处理效果较为明显。除油效果一般可达80%左右。处理废水中的油脂、胶状物和悬浮物的去除率在95%以上，加入合适的化学药剂能使废水中的COD和BOD去除率在60%以上。（3）压力溶气组合气浮设备处理效果比较好，在国内外应用最为广泛。加入合适的化学药剂后，处理废水的COD、SS去除率均在80%左右。炼油厂几乎都采用这种方法来处理废水中的乳化油，并获得较好的处理效果，出水油含量可在10-25mg/L.（4）对几种气浮设备的应用与比较，建议在废水处理工艺选择气浮设备时，应根据废水的水质水量、废水可回收利用价值、占地面积、设备投资等因素综合考虑，在保证工艺要求的前提下，废水处理量小于50m3/h时，可选择电解气浮设备。废水处理量250m3/h左右时，可选择散气气浮或压力溶气气浮设备。参考文献1 北京水环境技术与设备研究中心等三废处理工程技术手册（废水卷），北京：化学工业出版社，2000年4月2 史惠祥等实用