氣浮作為一種、快速的固液分別技術，始于選礦。它是使用高度分散的微氣泡作為載體粘附廢水中的懸浮物，使其密度小于水而上浮到水面以完成同液分別進程。它可用于水中固體與固體、固體與液體、液體與液體乃至溶質中離子的分別[1]。普通來說，氣浮法處置工藝要滿足以下基本條件[2]：(1) 必需向水中提供足夠量的纖細氣泡；(2)必需使廢水中的污染物質能構成懸浮形狀；(3) 必需使氣泡與懸浮的物質發(fā)作黏附作用。有了上述這三個基本條件，才干完成氣浮處置進程，抵達污染物質從水中去除的目的。
在污水、廢水處置工程中，氣浮法已經普遍用于以下幾個方面：
(1)石油、化工及機械制造業(yè)中的含油廢水的油水分別；
(2)廢水中有用物質的回收，如造紙廢水中的紙漿纖維及填料的回收；
(3)含懸浮固體相對密度接近于1的工業(yè)廢水的預處置；
(4)取代二沉池中止泥水分別，特別適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于發(fā)作膨脹的情況；
(5)剩余污泥的濃縮。
1. 渦凹氣浮系統(tǒng)的結構及義務原理
渦凹氣浮工藝 (Cavitation Air Flotation)系統(tǒng)是世界*的水處置設備，是美國Hydrocal環(huán)保公司的產品，也被稱作THK(Induced Air Flotation)引氣氣浮，是目前普遍采用和推行的一種投資少、效率高、處置本錢低、效率好的污水處置設備[3]。它是專門為去除工業(yè)和城市污水中的油脂、膠狀物及固體懸浮物（SS）而設計的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由五部分組成，如圖所示[4]：
經預處置后的污水流入有渦凹曝氣機的小型充氣段，污水在上升的進程中經過充氣段與曝氣機發(fā)作的微氣泡充分混合，曝氣機將水面上的空氣經過抽風管道轉移到水下。曝氣機的義務原理是使用空氣保送管道底部散氣葉輪的高速轉動在水中構成一個真空區(qū)，液面上的空氣經過曝氣機輸入水中，*真空，微氣泡隨之發(fā)作并螺旋型地升到水面，空氣中的氧氣也隨之溶入水中。
由于氣水混合物和液體之間密度的不平衡，發(fā)作了一個垂直向上的浮力，將SS帶到水面。上浮進程中，微氣泡會附著到SS上，抵達水面后SS便依托這些氣泡支撐和維持在水面。刮泥機沿著整個液面運轉，并將SS從氣浮槽的出口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推進器，將所搜集的污泥送入集泥池中。凈化后的污水流入溢流槽再自流至生化處置部分。
開放的回流管道從曝氣段沿著氣浮槽的底部伸展。發(fā)作微氣泡的同時，渦凹曝氣機遇在有回流管的池底構成一個負壓區(qū)，這種負壓作用會使廢水從池底回流至曝氣區(qū)，然后又前往氣浮段。這個進程確保了40%左右的污水回流及沒有進水的情況下氣浮段仍可中止義務[5]。
2. 渦凹氣浮系統(tǒng)運轉的影響要素
2.1 污水水質對渦凹氣浮機的影響
由于工業(yè)廢水和污水中普通會含有相當比例的Ca2+、SO42-，而且在氣浮進程中會投加一些浮選藥劑，渦凹氣浮系統(tǒng)運轉一段時間后，氣浮機輪、軸承處附著一層垢，會使氣浮系統(tǒng)的效率降低。
2.2污水流量對處置效果的影響
污水流量對處置效果的影響也是不容無視的。在氣浮機運轉時必需保證每間氣浮池的配程度均，流量的變化意味著污染物量的變化，需求及時調整藥劑投加量才干取得的效果。當污水流量過大時，氣浮池水平流速加快，停留時間延伸，對絮凝體上浮分別不利；流速過大會惹起分別區(qū)水流紊動過大而構成泡絮結合體破碎。當水量過大時應及時調整出水堰高度以防止污水進入浮渣系統(tǒng)[6]。
2.3絮凝劑及pH值對氣浮效果的影響
氣浮效果的好壞除了受氣浮設備功用的影響外，還與絮凝劑的投加量和pH值有關。目前采用的絮凝劑大部分為PAC和PAM系列。絮凝劑投加量并不是越多越好。無機高分子的投加量對絮凝效果有分明影響。實驗證明，關于絮凝的發(fā)作，存在一個投加量，逾越此量時，絮凝效果會下降，逾越太多則會起相反的維護作用[7]。而且現(xiàn)采用的絮凝劑多為酸性絮凝劑，有其zui適宜的pH值。當污水的pH值逾越zui適宜pH值時，會惹起絮凝體的溶解或破碎，對氣浮分別發(fā)作相當不利的影響。因此，在運轉進程中，應對進水pH值加以監(jiān)測和控制。
3. 渦凹氣浮法在煉油污水處置中的運用
目前，渦凹氣浮工藝在主要用于含油廢水、造紙廢水及污泥濃縮等方面[8]。下面以渦凹氣浮工藝在含油廢水中的運用為例，來說明它在理論工程中的運用。
揚子石化含硫原油改建擴建工程竣工后，原污水場才干清楚缺乏，且原污水場界區(qū)內已無擴容場地，改造設備應小型化[9]。改造方案在部分回流溶氣氣浮和渦凹氣浮中選擇，下表是2種方案的比較：
項目 | 部分回流溶氣氣浮 | 渦凹氣浮 |
處置量/(m3•h-1) | 600 | 600 |
氣泡直徑/μm | 30~100 | >100 |
建議投資/萬元 | 309 | 229 |
占空中積/m2 | 1400 | 120 |
電耗/(kW•h•t-1) | 0.330 | 0，015 |
水質目標：
項目 | 進水 | 出水 |
油量 | 600 | 600 |
油質量濃度 | ≤200 | ≤20 |
硫化物質量濃度 | ≤50 | ≤20 |
COD值 | ≤1000 | ≤650 |
*: 單位為m3/h
投入運用的渦凹氣浮機組運轉良好，設備振動及樂音很??；發(fā)生的氣泡平均細密；出渣細密，散布平均；出水明澈，無分明油花。下表為改造前后消費運轉數(shù)據(jù)比照：
項目 | 二污場 | 渦凹氣浮工藝 |
進水流量* | 249 | 430 |
氣浮進水含油量 | 321 | 150 |
氣浮出水含油量 | 29.8 | 17.7 |
氣浮出水COD值 | 481 | 239 |
含油去除率** | 0.91 | 0.88 |
*：單位為m3/h；**：無單位
由上表可見，改造后污水處置才能增大，處置效果與改造前根本相反，且改造后出水含油量和COD值均到達設計目標。
改造前后污水處置耗費及本錢比照見下表：
項目 | 改造前 | 改造后 |
PAC耗費/(kg•t-1) | 0.0670(固體) | 0.1590（液體） |
PAM耗費/(kg•t-1) | | 0.0033（固體） |
電耗/(kW•h•t-1) | 0.257 | 0.036 |
非污染風耗費/( m3•t-1) | 0.14 | 0 |
由上表可見，改造后污水處置安裝電耗及污染風耗費均大幅降低。
經過上述的一系列比擬，在煉油污水處置中，渦凹氣浮與溶氣氣浮的處置效果接近；相比溶氣氣浮，渦凹氣浮具有投資少、占空中積小、節(jié)能降耗、操作強度高等劣勢。
