氣浮作為一種、快速的固液分別技術(shù)，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(jìn)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(zhì)中離子的分別[1]。普通來(lái)說(shuō)，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(xì)氣泡；(2)必需使廢水中的污染物質(zhì)能構(gòu)成懸浮形狀；(3) 必需使氣泡與懸浮的物質(zhì)發(fā)作黏附作用。有了上述這三個(gè)基本條件，才干完成氣浮處置進(jìn)程，抵達(dá)污染物質(zhì)從水中去除的目的。
在污水、廢水處置工程中，氣浮法已經(jīng)普遍用于以下幾個(gè)方面：
(1)石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油廢水的油水分別；
(2)廢水中有用物質(zhì)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(duì)密度接近于1的工業(yè)廢水的預(yù)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?xì)飧∠到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及義務(wù)原理
渦凹?xì)飧」に?nbsp;(Cavitation Air Flotation)系統(tǒng)是世界*的水處置設(shè)備，是美國(guó)Hydrocal環(huán)保公司的產(chǎn)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(shè)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(shè)計(jì)的系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由五部分組成，如圖所示[4]：
經(jīng)預(yù)處置后的污水流入有渦凹曝氣機(jī)的小型充氣段，污水在上升的進(jìn)程中經(jīng)過(guò)充氣段與曝氣機(jī)發(fā)作的微氣泡充分混合，曝氣機(jī)將水面上的空氣經(jīng)過(guò)抽風(fēng)管道轉(zhuǎn)移到水下。曝氣機(jī)的義務(wù)原理是使用空氣保送管道底部散氣葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)在水中構(gòu)成一個(gè)真空區(qū)，液面上的空氣經(jīng)過(guò)曝氣機(jī)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(gè)垂直向上的浮力，將SS帶到水面。上浮進(jìn)程中，微氣泡會(huì)附著到SS上，抵達(dá)水面后SS便依托這些氣泡支撐和維持在水面。刮泥機(jī)沿著整個(gè)液面運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jìn)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(kāi)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(shí)，渦凹曝氣機(jī)遇在有回流管的池底構(gòu)成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，這種負(fù)壓作用會(huì)使廢水從池底回流至曝氣區(qū)，然后又前往氣浮段。這個(gè)進(jìn)程確保了40%左右的污水回流及沒(méi)有進(jìn)水的情況下氣浮段仍可中止義務(wù)[5]。
2. 渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響要素
2.1 污水水質(zhì)對(duì)渦凹?xì)飧C(jī)的影響
由于工業(yè)廢水和污水中普通會(huì)含有相當(dāng)比例的Ca2+、SO42-，而且在氣浮進(jìn)程中會(huì)投加一些浮選藥劑，渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，氣浮機(jī)輪、軸承處附著一層垢，會(huì)使氣浮系統(tǒng)的效率降低。
2.2污水流量對(duì)處置效果的影響
污水流量對(duì)處置效果的影響也是不容無(wú)視的。在氣浮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(shí)調(diào)整藥劑投加量才干取得的效果。當(dāng)污水流量過(guò)大時(shí)，氣浮池水平流速加快，停留時(shí)間延伸，對(duì)絮凝體上浮分別不利；流速過(guò)大會(huì)惹起分別區(qū)水流紊動(dòng)過(guò)大而構(gòu)成泡絮結(jié)合體破碎。當(dāng)水量過(guò)大時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整出水堰高度以防止污水進(jìn)入浮渣系統(tǒng)[6]。
2.3絮凝劑及pH值對(duì)氣浮效果的影響
氣浮效果的好壞除了受氣浮設(shè)備功用的影響外，還與絮凝劑的投加量和pH值有關(guān)。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(wú)機(jī)高分子的投加量對(duì)絮凝效果有分明影響。實(shí)驗(yàn)證明，關(guān)于絮凝的發(fā)作，存在一個(gè)投加量，逾越此量時(shí)，絮凝效果會(huì)下降，逾越太多則會(huì)起相反的維護(hù)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(dāng)污水的pH值逾越zui適宜pH值時(shí)，會(huì)惹起絮凝體的溶解或破碎，對(duì)氣浮分別發(fā)作相當(dāng)不利的影響。因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，應(yīng)對(duì)進(jìn)水pH值加以監(jiān)測(cè)和控制。
3. 渦凹?xì)飧》ㄔ跓捰臀鬯幹弥械倪\(yùn)用
目前，渦凹?xì)飧」に囋谥饕糜诤蛷U水、造紙廢水及污泥濃縮等方面[8]。下面以渦凹?xì)飧」に囋诤蛷U水中的運(yùn)用為例，來(lái)說(shuō)明它在理論工程中的運(yùn)用。
揚(yáng)子石化含硫原油改建擴(kuò)建工程竣工后，原污水場(chǎng)才干清楚缺乏，且原污水場(chǎng)界區(qū)內(nèi)已無(wú)擴(kuò)容場(chǎng)地，改造設(shè)備應(yīng)小型化[9]。改造方案在部分回流溶氣氣浮和渦凹?xì)飧≈羞x擇，下表是2種方案的比較：
項(xiàng)目 | 部分回流溶氣氣浮 | 渦凹?xì)飧?/span> |
處置量/(m3•h-1) | 600 | 600 |
氣泡直徑/μm | 30~100 | >100 |
建議投資/萬(wàn)元 | 309 | 229 |
占空中積/m2 | 1400 | 120 |
電耗/(kW•h•t-1) | 0.330 | 0，015 |
水質(zhì)目標(biāo)：
項(xiàng)目 | 進(jìn)水 | 出水 |
油量 | 600 | 600 |
油質(zhì)量濃度 | ≤200 | ≤20 |
硫化物質(zhì)量濃度 | ≤50 | ≤20 |
COD值 | ≤1000 | ≤650 |
*: 單位為m3/h
投入運(yùn)用的渦凹?xì)飧C(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)良好，設(shè)備振動(dòng)及樂(lè)音很?。话l(fā)生的氣泡平均細(xì)密；出渣細(xì)密，散布平均；出水明澈，無(wú)分明油花。下表為改造前后消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)比照：
項(xiàng)目 | 二污場(chǎng) | 渦凹?xì)飧」に?/span> |
進(jìn)水流量* | 249 | 430 |
氣浮進(jìn)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 |
*：?jiǎn)挝粸閙3/h；**：無(wú)單位
由上表可見(jiàn)，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(dá)設(shè)計(jì)目標(biāo)。
改造前后污水處置耗費(fèi)及本錢比照見(jiàn)下表：
項(xiàng)目 | 改造前 | 改造后 |
PAC耗費(fèi)/(kg•t-1) | 0.0670(固體) | 0.1590（液體） |
PAM耗費(fèi)/(kg•t-1) | | 0.0033（固體） |
電耗/(kW•h•t-1) | 0.257 | 0.036 |
非污染風(fēng)耗費(fèi)/( m3•t-1) | 0.14 | 0 |
由上表可見(jiàn)，改造后污水處置安裝電耗及污染風(fēng)耗費(fèi)均大幅降低。
經(jīng)過(guò)上述的一系列比擬，在煉油污水處置中，渦凹?xì)飧∨c溶氣氣浮的處置效果接近；相比溶氣氣浮，渦凹?xì)飧【哂型顿Y少、占空中積小、節(jié)能降耗、操作強(qiáng)度高等劣勢(shì)。
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