一、氣浮凈水技術(shù)歷史背景及原理：

氣浮凈水技術(shù)是一種歷史悠久的固液分離技術(shù),始于選礦。該項(xiàng)技術(shù)在水處理領(lǐng)域頗受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注并得以迅速發(fā)展。其根據(jù)氣泡的產(chǎn)生方式不同,可分為電解凝聚氣浮、散氣氣浮和溶氣氣浮等。其中部分加壓式溶氣浮是國內(nèi)外常用的氣浮法,在某些方面可以作為替代沉淀的新技術(shù)。

氣浮凈水技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)40 年代，主要用于去除密度與水相近、無法自然沉降又難于自然上浮的懸浮雜質(zhì)，具有分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)起初發(fā)展較為緩慢，直到70 年代微氣泡產(chǎn)生技術(shù)的提高才得以迅速發(fā)展，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于含油廢水和印染廢水的處理、紙漿脫墨、土壤改良、藻類和重金屬離子的去除等方面。氣浮凈水過程可以簡(jiǎn)單地概括為：水中的疏水性雜質(zhì)與散布于水中的疏水性微小氣泡在一定水力條件下碰撞，通過分子間的范德華力粘附在一起，在浮力作用下上浮到水面而除去；此外，它也包括水中較大的親水性絮凝體通過網(wǎng)捕、架橋以及包卷等作用俘獲微小氣泡，借助浮力作用上浮到水面而被除去的過程

二、氣浮凈水技術(shù)的影響因素：

2.1容器系統(tǒng)

溶氣系統(tǒng)占?xì)飧∵^程能量消耗的50 %,溶氣罐價(jià)值占有溶氣氣浮工廠總基建投資的12 %,因此優(yōu)化溶氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)縮小氣浮操作費(fèi)用是很重要的。加壓的溶氣方式很多,例如,在壓力溶氣罐中將空氣溶入水中,將水滴流過填料層、將水噴入空罐中,用射流器吸入空氣,用循環(huán)泵的吸水管吸入空氣等方式。其中氣液多相介質(zhì)泵作為一種新興的溶氣方式,能產(chǎn)生大量穩(wěn)定的微小氣泡,直徑在30μm以下,有利于提高氣浮效率。它取代了傳統(tǒng)的溶氣氣浮法溶氣系統(tǒng)中的溶氣罐、空壓機(jī)和釋放器,減少了投資費(fèi)用,減小了噪聲,正逐漸在氣浮設(shè)備上廣泛應(yīng)用。

2.2釋氣系統(tǒng)

該系統(tǒng)關(guān)鍵裝置是釋放器,它對(duì)氣泡形成的大小、分布以及對(duì)氣浮凈水效果和運(yùn)行費(fèi)用均有明顯影響。目前國內(nèi)外采用不同類型的釋放器,有簡(jiǎn)單閥門式、針型閥式以及釋放器,后者屬于技術(shù)。我國研制成功的TS、TJ、TV型釋放器,可有效避免微細(xì)氣泡并大,在2-3 kg/cm²的條件下仍能滿足氣浮凈水的需要。同樣冶金部建筑研究總院設(shè)計(jì)的YJH型噴頭在2-3 kg/cm²工作壓力下,甚至可將溶解氣體轉(zhuǎn)換成直徑1-0.1μm的微氣泡,具有更高的*性。

2.3分離系統(tǒng)

分離系統(tǒng)主要是指氣浮池構(gòu)件,它反應(yīng)了浮渣與清水的分離效果、分離速度(表面負(fù)荷率m³/m²•h)和投資費(fèi)。基本形式有圓形(豎流式)和矩形(平流式)。前者主要用于小型氣浮工廠中進(jìn)行廢水處理和污泥濃縮。后者在飲用水處理中應(yīng)用較為普遍。這主要是因?yàn)?矩形的氣浮池結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單；建造方便且節(jié)省占地；便于和絮凝池連接,并且進(jìn)水口處的水流更平緩。目前,溶氣氣浮池的深度從1.5 m增加到5.0 m,并且池型由長方形向正方形發(fā)展,長寬比在(1.2-2)∶1之間。

通常氣浮池分為接觸區(qū)和分離區(qū)。其中接觸區(qū)式實(shí)現(xiàn)釋氣水中的微細(xì)氣泡群與絮凝水中絮粒結(jié)合、碰撞、粘附的場(chǎng)所,它能否形成良好上浮性、脫水性與穩(wěn)定性的帶氣絮粒,將直接影響氣浮凈水的效果。分離區(qū)是將帶氣絮粒與清水進(jìn)行分離的場(chǎng)所,必須確定合適的分離速度確保上浮時(shí)水面上的浮渣不被擾動(dòng)。對(duì)于出水的設(shè)計(jì)和操作也必須保持平穩(wěn)的水力條件,氣浮池的停留時(shí)間是依據(jù)表面負(fù)荷率和池深而設(shè)計(jì),一般為5-15min。

2.4排渣方式

溶氣氣浮池的排渣方式主要分為兩種:機(jī)械刮渣和水力溢渣。機(jī)械刮渣是根據(jù)浮渣形成的速度,從而借助刮渣機(jī)進(jìn)行定期刮渣。在水處理領(lǐng)域,部分式或全長式刮渣機(jī)和沿邊刮渣機(jī)得以廣泛的應(yīng)用。另外還有一些溶氣氣浮工藝直接利用其后續(xù)濾池反沖水進(jìn)行水力溢渣,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是:提高了水廠的產(chǎn)水率,節(jié)省了能耗;當(dāng)水源水隱孢子蟲卵囊含量過高時(shí),采用此排渣方法可以避免增加額外處理費(fèi)用以去除濾池反沖水中的隱孢子蟲卵囊。但是要以損失較多水量和低的浮渣固含量(少于0.2 %)為代價(jià)。

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