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。該項技術(shù)在水處理領(lǐng)域頗受國內(nèi)外學者的關(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)備簡單等優(yōu)點。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)占氣浮過程能量消耗的50 %,溶氣罐價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)計對縮小氣浮操作費用是很重要的。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、空壓機和釋放器,減少了投資費用,減小了噪聲,正逐漸在氣浮設(shè)備上廣泛應用。

2.2釋氣系統(tǒng)

該系統(tǒng)關(guān)鍵裝置是釋放器,它對氣泡形成的大小、分布以及對氣浮凈水效果和運行費用均有明顯影響。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,它反應了浮渣與清水的分離效果、分離速度(表面負荷率m³/m²•h)和投資費。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行廢水處理和污泥濃縮。后者在飲用水處理中應用較為普遍。這主要是因為:矩形的氣浮池結(jié)構(gòu)較簡單；建造方便且節(jié)省占地；便于和絮凝池連接,并且進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)式實現(xiàn)釋氣水中的微細氣泡群與絮凝水中絮粒結(jié)合、碰撞、粘附的場所,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行分離的場所,必須確定合適的分離速度確保上浮時水面上的浮渣不被擾動。對于出水的設(shè)計和操作也必須保持平穩(wěn)的水力條件,氣浮池的停留時間是依據(jù)表面負荷率和池深而設(shè)計,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:機械刮渣和水力溢渣。機械刮渣是根據(jù)浮渣形成的速度,從而借助刮渣機進行定期刮渣。在水處理領(lǐng)域,部分式或全長式刮渣機和沿邊刮渣機得以廣泛的應用。另外還有一些溶氣氣浮工藝直接利用其后續(xù)濾池反沖水進行水力溢渣,這種方式的優(yōu)點是:提高了水廠的產(chǎn)水率,節(jié)省了能耗;當水源水隱孢子蟲卵囊含量過高時,采用此排渣方法可以避免增加額外處理費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。

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