氣浮技術的現狀和發展

氣浮技術的現狀和發展

摘要  氣浮技術是近年來應用日趨廣泛的一種污水處理工藝，在傳統氣浮工藝的基礎上，又發展了一些新的工藝，例如渦凹氣浮（CAF）工藝、淺層氣浮工藝等。對各種類型氣浮工藝的發展和應用進行了綜述分析了其發展演變情況。
關鍵詞：氣浮；污水處理
  前言  氣浮法是一種歷史悠久的固液分離技術氣浮凈水技術在國內外應用廣泛。其原理是在污水中引入大量微小氣泡，氣泡通過表面張力作用與顆粒物的相互作用，包括吸附、絮凝及水動力學等復雜過程。使其粘附在懸浮顆粒上，形成整體比重小于1的狀況，根據浮力原理浮至水面，實現固液分離，污水得以凈化。
     在水處理領域中，早在1920年，C.L.PECK就考慮用氣浮法處理污水，1930年瑞典某造紙廠曾試用一種將空氣在壓力下溶解于白水的水處理中，但上述實驗結果均為公開發表和引起足夠重視^[1]。

 上一世紀60年代以前，氣浮技術發展較慢，很少見其研究和應用的報道，究其原因主要是制造微氣泡的技術沒過關，特別是采用分散空氣氣浮時，產生的氣泡不夠微細，顆粒的粘附能力很長，大氣泡還會產生嚴重紊流而撞碎絮體。起初的溶氣氣浮主要采用布氣氣浮對給水和含油、脂肪、纖維等比水比重小的物質的廢水進行處理。

我國在60年代末已有壓力溶氣裝置應用于食鹽溶液的凈化和石油廢水的處理。

70年代氣浮技術迅速發展，當采用部分回流溶氣氣浮法時氣法時，顯著改善了氣浮的地位。

目前壓力溶氣氣浮法應用最廣。

按照氣泡產生的方法不同，分為以下幾大類。

引氣氣浮（Induced Air Flotation,簡稱IAF）

其工作原理是：引氣曝氣機微氣泡的產生是利用電機帶動周邊有微孔的散氣盤高速旋轉，在水中形成一個負壓區，液面上的空氣被吸入水中去填補真空。空氣進入水中時，被轉盤切割成直徑10-100微米的氣泡。
  待處理的污水首先經進水口進入裝有引氣曝氣機的小型充氣段，在充氣段內污水上升過程中與曝氣機產生的微氣泡混合，形成氣水混合物。由于氣水混合物和液體之間密度不平衡，產生了一個垂直向上的浮力，上浮過程中，微氣泡附著在固體懸浮物上，將固體懸浮物浮到水面并在氣泡的支撐下維持在水面上，間歇地被鏈條式刮渣機從氣浮槽的進口推到出口端，通過螺旋輸送器將其排出。凈化后的污水經溢流槽排放或去下一級處理設施。
  曝氣氣浮

鼓風機將空氣直接送至氣浮池充水器，形成細小氣泡進入廢水中。充氣器一般用擴散板、穿孔板或微空管等,曝氣壓力在1kg/cm2,空氣量2—3m3/ m2·水，曝氣時間15—25min。

電解氣浮（Electrolytic Flotation）

在直流電的作用下，用不溶性陽極和陰極直接電解廢水正負兩極產生氫和氧的微氣泡，將廢水中的呈顆粒狀的污染物帶至水面以進行固液分離的一種技術。

電解氣浮產生的氣泡遠小于溶氣法和散氣法。電解氣浮除用于固液分離外，還有降低有機物、氧化、和殺菌作用，對廢水符合變化適應性強，生成污泥量小，占地面積少，不產生噪聲。

溶氣氣浮法（Dissolved-Air Flotation）

 溶氣氣浮法是目前國內外最常用的氣浮法。

   根據氣泡析出時所處壓力的不同，溶氣氣浮法又可分為真空氣浮法、壓力氣浮法。前者空氣在加壓時溶入水中，常壓下析出；后者空氣在常壓或加壓下溶入水中，在負壓時析出。

目前壓力容氣氣浮法應用最廣，分為全溶氣式、部分溶氣式及部分回流溶氣式。

它具有以下優點：

在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數量多。

近年現在國內又出現了新一代溶氣氣浮機，利用氣液混合泵代替溶氣罐和氣泵，處理效率更高，運行費用更省。如青島青天環境公司的QTRF系列氣浮機就是第二代新型溶氣氣浮機。

渦凹氣浮（Cavitation-Air Flotation）

其工作原理是未經處理的污水首先進入裝有專利渦凹曝氣機的小型充氣段。污水在上升的過程中通過充氣段，絮體和懸浮物與微氣泡充分混合接觸，由于氣固混合物和液體之間存在密度差，以至產生一個垂直向上的浮力，將固體懸浮物帶到水面。上浮過程中散氣泡附著到懸浮物上，到達水面后固體懸浮物便依靠這些氣泡支撐和維持在水面，通過連續移動的鏈條刮渣機刮到污泥槽中去除。

1997年3月美國麥王公司引進首臺CAF渦凹氣浮系統，在中國昆明第二造紙廠廢水處理廠成功投入并運行成功，結束了中國廢水處理中一直沿用壓力溶氣氣浮（DAF）的歷史。青島青天環境工程有限公司做為國內第一家引進麥王技術的公司，通過吸收和改進，現已在全國推廣，已在全國各地安裝600余臺套，收到了良好的效果。與傳統的DAF壓力容氣氣浮相比，CAF渦凹氣浮系統具有以下顯著優勢:
1、系統以一種簡單特殊的方式將空氣以極微小氣泡形式分布到水中，不像溶氣氣浮需要空壓機、壓力溶氣罐、溶氣釋放器及高壓泵等；
2、自動回流管的獨特設計，使污泥不易沉積在氣浮池底；
3、運動和維修部件極少，操作非常簡單；
4、避免了溶氣氣浮中釋放器的頻繁堵塞現象；
5、設備整體性好，安裝方便，節省占地面積40%-60%；
6、運行費用低廉。經世界著名的ERM環保咨詢公司進行的調查與實測，與容器氣浮相比節省運行費用40%-90%。

結束語

氣浮工藝是一種高效處理工藝，它具有工藝流程簡單、處理效果穩定、占地面積小、耐沖擊負荷強及等優點，是目前正在深人研究之中的一項污水處理新技術。
  隨著我國經濟建設的不斷發展及研究的不斷深人，不久的將來氣浮及在其基礎上開發的氣浮工藝在生產中的應用將會更加廣泛。

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