QFQ浅池气浮装置的研究与应用

1、QFQ浅池气浮装置的研究与应用         06-03-08 17:25:00     作者：罗克健    编辑：studa9ngns摘要：本文介绍一种新型国产浅池气浮装置，其固液分离是在水流基本处于稳定状态下完成的。比较传统的气浮，其池深、布水方式，集水方式、撇渣方式，提出了较为先进的理论，并对传统气浮净水装置的发展提出了挑战。 关键词：固液分离 气浮 零速度 浅池理论 撇渣装置  在给水排水处理工艺程序中，固液分离技术

2、及其设备是关键项目之一，采用气浮净水技术去除液体中微小悬浮颗粒，在国内已有约25年的发展历史，目前应用已非常广泛，其基本原理是向水中注入微气泡，并促其粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的浮体，上浮水面，从而获得分离杂质的一种净水法。1、传统气浮净水法按其气泡产生形式可大致分为以下四种：1.1.分散空气气浮法转子碎气法、微孔布气法；1.2.电解气浮法；1.3.生化气浮法生化产生气泡、化学产生气泡；1.4.溶解空气气浮法真空气浮法、压力气浮法；目前压力溶气法应用最广泛，与其它方法比较，压力溶气法具有以下优点：在加压的条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多能够确保气浮效果。溶入的气体经溶气释放器

3、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，对液体扰动微小，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。压力溶气气浮法又可分为以下三种：1.4.1全溶气法；1.4.2部分溶气法；1.4.3部分回流溶气法；其中部分回流法因其处理效果显著、稳定，并且能耗省、投资省等优点在国内较多选用，部分回流式传统溶气气浮池的分离区有效水深为2.0-2.5m，其工艺流程（如图1）       1.4.3.1图1中污水经污水泵提升，絮凝剂投加通常采用泵前加药，并通过水泵叶轮混合，进入反应室

4、，反应形成絮体后进入接触室与溶气水相混合，其溶气水使用处理后的部分水回流，回流量控制在5-25%，通过回流泵进行加压，空气由空气压缩机提供。在气浮分离区微气泡粘附于絮体和杂质颗粒，形成比重小于水的浮体，上浮水面，通过刮渣机进行刮除，从而获得分离杂质的目的。 2.气浮装置处理污水的原理气浮法本身是一种物理法，但是可能伴随着十分复杂的物理化学反应；单从物理角度来分析，粘附微气泡颗粒（带气颗粒）的上升速度取决于斯笃克斯定律，即颗粒的上升速度V上升，取决于颗粒的粒径（d）、密度（s），以及液体的密度（）和粘滞度（）等参数，其表达式为：u=g(s-) d2/18；V上升的速度通过实验验证，一般可取6mm

5、/s，V下（分离区水流下流速度）的速度一般可取2-3mm/s，在气浮中当V上升V下时固液可以分离，当V上升V下时絮粒将随水流出气浮池，在气浮池的设计中，停留时间一般为10-20min，这样水深H=V下T60/1000=2.5×15×60/1000=2.25m,故传统气浮一般池深都在2.25m左右。2.1如按絮体在分离区的实际运行情况，一般把水深H分为5个阶段（如图2所示）。2.1.1 H1段，处理后清水区，一般取200-400mm，主要考虑气浮在长期运行中为避免沉积于池底的泥沙等进入集水管。2.1.2 H2段，清水下降段，一般取200mm，此段为纯清水区域。2.1.3 H3

6、段，安全段，一般取600mm，该段为适应因水量水质、流速、絮粒大小及因操作不当引起的处理效果不佳等冲击，A-A界面为带气絮体与水的分界面，但在实际使用过程中不排除该段区域中存在微小絮体。2.1.4 H4带气絮体上升区，一般取600mm，微气泡粘附于絮体和杂质颗粒，形成比重小于水的浮体在此段上浮。2.1.5 H5浮渣区，一般取100mm，浮渣通过一段时间的上升，在该区域形成高密浮渣区，此时浮渣含水率在95%左右。H=H1+ H2+ H3+ H4+ H5=1700mm-1900mm以上分析，传统气浮池在原理和工艺上决定了该处理装置池深在2.0-2.5m。 3/m 2h，并获得国家专利（专

7、利号：ZL93236282.6），经对含油污水、化工染料污水、肉食品加工废水及生活污水等各类污水处理，其运行情况良好，其结构原理（如图3）所示。3.1.该处理装置原水和溶气水在气浮池池体外混合后进入中心进水管，通过旋转布水装置和稳流、整流装置进入气浮池体，处理后的出水通过旋转集水装置出水，浮渣通过撇渣装置排出设备，该撇渣装置为挖斗式；本装置1-6部分均附着于中心筒在驱动装置的动力下逆时针运行，而各装置的运行并不带动处理水的波动，这就是本装置的关键所在，即零速度。           &

8、#160;                           零速度的原理是气浮池体内的水流不随布水、集水装置的转动而形成波动，因其旋转布水后的水流速度与旋转集水出流速度相同，而布水后的水体的流向与旋转的方向相反，随着旋转布水器的循环和稳流整流装置的作用，在池内产生了无数个互不干扰的分离区域，各分离反应区也随着循环周期（旋转速度）所产生

9、的时间差相继出现和终了，从而达到零速度的目的。3.2本装置的有效水深为400-600mm，其池内各处理段展开布置图(如图4)图中f1+f2+f3+f4=M=气浮周长（近似值），与传统气浮相比，由于零速度的影响，水流是对中心筒作相对运动，故图4中h与图2中的H值有类似，而h值远远小于H值，f1为1/2M为浮渣的反应上升区，f2为1/6M为悬浮物低密区，在该区悬浮物还没有停止上升的运动，f3和f4为浮渣区，其中f3浮渣低密度区，f4为浮渣高密度区，撇渣装置设置在f4区段。h值取500mm，絮体的上升速度为6mm/s，絮体的上升只需84s，絮体和水流在纵向为零速度，即只有上升过程而无纵向运动，与传统气浮相比，因其独特的工作原理，其工作段只有相对图2的H4，即带气絮体上升区，其它工段在浅池气浮中虽有设置，但因设置在其它平面，而对其高度和絮体上升工作无影响，浅池气浮的停留时间在4-5min，故浅池气浮的时间和池深足够，而且有较大的余量。 3.3浅池气浮的撇渣装置为一挖斗式的撇渣装置（如图5所示），该装置工作时撇渣装置不仅随中心筒绕池体中心线旋转，同时由驱动装置带动，回绕自身轴心线作自转运动，挖斗口连续地插入由同装置上的括渣板括聚的浮渣层中，在挖渣翼板向上转动时浮渣沿翼板内腔进入中空轴，并由中空轴输