一、氣浮凈水技術歷史背景及原理：

氣浮凈水技術是一種歷史悠久的固液分離技術,始于選礦。該項技術在水處理領域頗受國內外學者的關注并得以迅速發展。其根據氣泡的產生方式不同,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外常用的氣浮法,在某些方面可以作為替代沉淀的新技術。

氣浮凈水技術產生于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，具有分離效率高、設備簡單等優點。該技術起初發展較為緩慢，直到70 年代微氣泡產生技術的提高才得以迅速發展，現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、氣浮凈水技術的影響因素：

2.1容器系統

溶氣系統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 %,因此優化溶氣系統的設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,用循環泵的吸水管吸入空氣等方式。其中氣液多相介質泵作為一種新興的溶氣方式,能產生大量穩定的微小氣泡,直徑在30μm以下,有利于提高氣浮效率。它取代了傳統的溶氣氣浮法溶氣系統中的溶氣罐、空壓機和釋放器,減少了投資費用,減小了噪聲,正逐漸在氣浮設備上廣泛應用。

2.2釋氣系統

該系統關鍵裝置是釋放器,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。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換成直徑1-0.1μm的微氣泡,具有更高的*性。

2.3分離系統

分離系統主要是指氣浮池構件,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:矩形的氣浮池結構較簡單；建造方便且節省占地；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展,長寬比在(1.2-2)∶1之間。

通常氣浮池分為接觸區和分離區。其中接觸區式實現釋氣水中的微細氣泡群與絮凝水中絮粒結合、碰撞、粘附的場所,它能否形成良好上浮性、脫水性與穩定性的帶氣絮粒,將直接影響氣浮凈水的效果。分離區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。對于出水的設計和操作也必須保持平穩的水力條件,氣浮池的停留時間是依據表面負荷率和池深而設計,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濾池反沖水進行水力溢渣,這種方式的優點是:提高了水廠的產水率,節省了能耗;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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