溶氣氣?。―AF）是氣浮的一種，它利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，對(duì)全部或部分待處理(或處理后)的水進(jìn)行加壓并加氣，增加水的空氣溶解量，通入加過混凝劑的水中，在常壓情況下釋放，空氣析出形成小氣泡，粘附在雜質(zhì)絮粒上，造成絮粒整體密度小于水而上升，從而使固液分離。溶氣氣?。―AF）適用于處理低濁度、高色度、高有機(jī)物含量、低含油量、低表面活性物質(zhì)含量或具有富藻的水。相對(duì)于其它的氣浮方式，它具有水力負(fù)荷高，池體緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但是它的工藝復(fù)雜，電能消耗較大，空壓機(jī)的噪音大等缺點(diǎn)也限制著它的應(yīng)用。

1分類（type）

根據(jù)不同的劃分原則，DAF可以有不同的分類。

1．1根據(jù)氣泡從水中析出時(shí)所處壓力的不同，可分為真空式氣浮法與壓力溶氣氣浮法兩種。

前者利用抽真空的方法在常壓或加壓下溶解空氣，然后在負(fù)壓下釋放微氣泡，供氣浮使用；后者是在加壓情況下，使空氣強(qiáng)制溶于水中，然后突然減壓，使溶解的氣體從水中釋放出來，以微氣泡形式粘附上絮粒，一起上浮。

1．1．1真空式氣浮池，雖然能耗低，氣泡形成和氣泡與絮粒的粘附較穩(wěn)定；但氣泡釋放量受限制；而且，一切設(shè)備部件，都要密封在氣浮池內(nèi)；氣浮池的構(gòu)造復(fù)雜；只適用于處理污染物濃度不高的廢水（不高于300mg/l），因此實(shí)際應(yīng)用不多。

1．1．2壓力溶氣氣浮法是目前國內(nèi)外最常采用的方法，可選擇的基本流程有全流程溶氣氣浮法、部分溶氣氣浮法和部分回流溶氣氣浮法三種。

1．1．2．1全流程溶氣氣浮法

全流程溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送入氣浮池。

它的特點(diǎn)是：①溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；②在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小。③全部廢水經(jīng)過壓力泵，所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。

1．1．2．2部分溶氣氣浮法

部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。

它的特點(diǎn)是：①與全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，因此動(dòng)力消耗低；②氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。

1．1．2．3部分回流溶氣氣浮法

部分回流溶氣氣浮法是取一部分處理后的水回流，回流水加壓和溶氣，減壓后進(jìn)入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮

它的特點(diǎn)是：①加壓的水量少，動(dòng)力消耗??；②氣浮過程中不促進(jìn)乳化；③礬花形成好，后絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。

現(xiàn)代氣浮理論認(rèn)為：部分回流加壓溶氣氣浮節(jié)約能源，能充分利用浮選（混凝）劑，處理效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。而回流比為50%時(shí)處理效果最佳，所以部分回流（回流比50%）加壓溶氣氣浮工藝是目前國內(nèi)外最常采用的氣浮法。

1．2根據(jù)氣浮池中微氣泡污泥層（床）有無過濾作用及水的不同流態(tài)分為：早期DAF、普通DAF和紊流DAF。

2設(shè)計(jì)原理（design principal）

DAF一般設(shè)置在生物處理單元之前，物理處理單元之后，習(xí)慣上將其歸為物理處理單元。若設(shè)為兩級(jí)浮選，為了方便節(jié)約，平面布置時(shí)常將一、二級(jí)浮選池并列，一、二級(jí)浮選池是約有500mm左右的液位差保證污水從一級(jí)浮選池流動(dòng)到二級(jí)浮選池，而取消提升泵達(dá)到節(jié)能效果。體現(xiàn)在豎向布置上，即在設(shè)計(jì)、施工時(shí)必須嚴(yán)格控制刮渣機(jī)拖架(板)、可調(diào)節(jié)堰和除渣槽頂?shù)臉?biāo)高，這一點(diǎn)非常重要，是關(guān)鍵因素之一，否則會(huì)嚴(yán)重影響氣浮效果(泡沫層無法用機(jī)械方法撇除)，這也正是必須采用可調(diào)節(jié)出水堰的原因所在。

DAF主要由空氣飽和設(shè)備（也稱壓力溶氣系統(tǒng)）、空氣釋放設(shè)備（也稱溶氣釋放系統(tǒng)）和氣浮池（也稱氣浮分離系統(tǒng)）等組成。目前,溶氣氣浮工藝的設(shè)計(jì)和最佳操作的確定，需要依靠中試和經(jīng)驗(yàn)。以下，根據(jù)各種應(yīng)用中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，分別介紹各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)原理。包括壓力溶氣罐、空壓機(jī)、水泵及其附屬設(shè)備）

2．1．1溶氣系統(tǒng)占整個(gè)氣浮過程能量消耗的

2．1壓力溶氣系統(tǒng)（50%，溶氣罐價(jià)值占工廠總基建投資的12%，因此優(yōu)化溶氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)操作費(fèi)用是很重要的。

溶氣罐多為園筒形,立式布置,對(duì)縮小氣浮容積按廢水停留時(shí)間25～3min計(jì)算，罐中可裝設(shè)有隔板，瓷環(huán)之類，也有用空罐的。

因?yàn)槿軞夤迌?nèi)水、氣相混合，所以一般按壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，罐頂設(shè)自動(dòng)排氣閥或罐底設(shè)自動(dòng)減壓閥平衡壓力，罐內(nèi)壓力一般控制在0.45MPa左右為宜，據(jù)此可以確定提升泵、回流泵和空壓機(jī)的參數(shù)。

在國外的設(shè)計(jì)資料和文獻(xiàn)中，認(rèn)為氣水停留時(shí)間越長(zhǎng)，溶氣效率越高。這樣就使得溶氣罐的體積顯得龐大，停留時(shí)間有時(shí)長(zhǎng)達(dá)3～5min。國內(nèi)的研究證實(shí)了液膜阻力控制著溶氣速率，認(rèn)為停留時(shí)間越長(zhǎng)，溶氣效果越好的觀念不符合實(shí)際，因此國內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)不同于國外，是以預(yù)定的溶氣效率為設(shè)計(jì)指標(biāo)，以液相過流密度和液相總?cè)萘總髻|(zhì)系數(shù)為參數(shù)。

所有研究都表明有填充床的溶氣罐比沒有填充床的有效，其效率最高可達(dá)到99%，但在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常需對(duì)溶氣罐進(jìn)行內(nèi)部檢查，因而在很多溶氣氣浮工藝中常選用沒有填充床的系統(tǒng)，而且大部分無填充床的溶氣罐常配有內(nèi)部的或外部的噴射器以提高溶氣效率。

2．1．2加壓溶氣法有兩種進(jìn)氣方式，即泵前進(jìn)氣和泵后進(jìn)氣。

第一種是泵前進(jìn)氣，當(dāng)空氣吸入量小于空氣在該溫度下水中的飽和度時(shí)，由水泵壓水管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，廢水經(jīng)過水力噴射器時(shí)造成負(fù)壓，將空氣吸入與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送入溶氣罐。這種方式省去了空壓機(jī)，氣水混合效果好，但水泵必須采用自引方式進(jìn)水，而且要保持lm以上的水頭，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10%，否則，水泵工作不穩(wěn)定，破壞了水泵應(yīng)當(dāng)具有的真空度，會(huì)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。

第二種是泵后進(jìn)氣，流程圖見圖4。當(dāng)空氣吸入量大于空氣在該溫度下水中的飽和度時(shí)，空氣通過空壓機(jī)在水泵的出水管壓入，但也不宜大于水泵吸水量的25%。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機(jī)供給空氣。為了保證良好的溶氣效果，溶氣罐的容積也比較大，一般需采用較復(fù)雜的填充式溶氣罐。

 

2．1．3空氣注入量的調(diào)節(jié)是浮選操作的另一關(guān)鍵因素，一般隨選擇的溶氣壓力或回流比而變。實(shí)驗(yàn)也表明出水質(zhì)量?jī)H依賴于引入系統(tǒng)的空氣總量(氣泡尺寸一致時(shí))，而與單獨(dú)壓力或回流比無關(guān)。要根據(jù)污水水質(zhì)、浮選（混凝）劑和減壓釋放器的類型經(jīng)反復(fù)實(shí)踐而定。

2．1．4溶氣罐內(nèi)水位高低是影響氣浮效果的重要因素。水們南寧市，縮小了水氣接觸部分的窖，溶氣效果不好；水位太低則缺乏必要的緩沖水深，氣體會(huì)穿過水層進(jìn)入氣浮設(shè)備形成大氣泡，氣浮效果也不佳。推薦水位控制在罐內(nèi)1/3～1/4左右。

2．1．5溶氣罐內(nèi)的壓力是影響氣量的重要因素。一般情況下，壓力高，則溶氣多，在空壓機(jī)加氣方式中，溶氣罐內(nèi)的壓力是由空壓機(jī)氣壓和水泵共同決定的。在正運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先要保證足夠的水壓，但水壓和氣壓又要基本相當(dāng)。

在采用水射器加氣的方式中，保證溶氣罐壓力的關(guān)鍵是采用合適的水泵，一般水泵壓力應(yīng)在保證額定流量的前提下大于0.3Mpa，溶氣罐壓力調(diào)整可通過調(diào)節(jié)溶氣罐出水閥、水泵出水閥、回流控制閥進(jìn)行。

2．1．6根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.7條溶氣罐的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：

一、溶氣罐工作壓力宜采用300～500kPa（約為3～5kgf/cm2）；

二、空氣量以體積計(jì)，可按污水量5～10%計(jì)算；

三、污水在溶氣罐內(nèi)停留時(shí)間應(yīng)根據(jù)罐的型式確定，一般宜為1～4min，罐內(nèi)應(yīng)有促進(jìn)氣水充分混合的措施；

四、采用部分回流的溶氣罐宜選用動(dòng)態(tài)式，并應(yīng)有水位控制措施。

2．1．7有應(yīng)用中提到，增加一個(gè)精密空氣穩(wěn)流器，它的作用是使空氣在進(jìn)入溶氣罐的噴頭前，確保壓力平穩(wěn)、均一。

回流比是指，當(dāng)采用部分回流溶氣氣浮法時(shí)，進(jìn)入溶氣罐加壓溶氣的回流水量與處理水量的比值?；亓鞅纫话銥閺U水的25％～50％。但當(dāng)污水水質(zhì)較差，且污水水量不大時(shí)，可適當(dāng)加大回流比，以保證出水水質(zhì)。

2．2溶氣釋放系統(tǒng)（主要是釋放頭）

釋放器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，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。目前被采用的釋放器的釋氣效率可達(dá)99.2%。

2．2．1以前的研究認(rèn)為，釋氣泡的大小與溶氣壓力有關(guān)，低壓時(shí)形成大氣泡居多，不利于氣浮。國內(nèi)最新研究認(rèn)為：溶氣水在減壓消能時(shí)氣泡的釋放規(guī)律與氣泡在靜水中的狀況不同；低壓時(shí)大氣泡的出現(xiàn)歸咎于釋放器不良所致。除了要釋放出大量穩(wěn)定的微小氣泡，關(guān)鍵是要如何防止堵塞。

目前國內(nèi)外采用不同類型的釋放器,有簡(jiǎn)單閥門式、針型閥式以及專用釋放器（專利）。溶氣釋放器的專利產(chǎn)品很多,其中效果較好的一般都有以下特點(diǎn)：在噴嘴處有一個(gè)瞬間的壓降；在釋放器的入口處水流方向會(huì)突然改變（常為90°）；釋放器口徑不超過2.5mm,水在釋放器中的停留時(shí)間＜1.5ms；離開釋放器的水流速度逐漸變小；離開釋放器的水體會(huì)與其前面一擋板發(fā)生撞擊。任何釋放器都不可能只產(chǎn)生微氣泡，而一般是產(chǎn)生直徑在40～70μm之間的氣泡，一些大氣泡的產(chǎn)生是不可避免的，盡管這些大氣泡的存在會(huì)降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2．2．2根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.8條溶氣釋放器的選用應(yīng)根據(jù)含油污水水質(zhì)、處理流程和釋放器性能確定。

2．3氣浮分離系統(tǒng)（氣浮池構(gòu)件）

氣浮分離系統(tǒng)的功能是確保一定容積來完成微氣泡群與水中雜質(zhì)的充分混合、接觸、粘附以及帶氣絮粒與清水的分離。

2．3．1為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗(yàn)確定。對(duì)于鋁類絮凝劑，通過提高攪拌強(qiáng)度均可使出水濁度進(jìn)一步降低。

為保證浮選(混凝)劑的混凝作用，浮選池進(jìn)水端宜設(shè)靜態(tài)管道混合器和反應(yīng)室，反應(yīng)室有效容積約按廢水(進(jìn)水量與回流量的和)停留時(shí)間10分鐘計(jì)算，一般分為三間，迷宮式布置，且每間設(shè)攪拌機(jī)提高混凝效果，每間中的速度梯度常常是相同的。絮凝池（也即反應(yīng)室）設(shè)計(jì)最好提供活塞流狀態(tài)（紊流堆動(dòng)狀態(tài)），可以確保較好的氣浮效果。

2．3．2溶氣氣浮池的最大建議尺寸可達(dá)145m2，相應(yīng)的產(chǎn)水能力為2900～4350m3/ h，單位面積的產(chǎn)水能力至少提高了一倍。溶氣氣浮池的深度從1.5m增加到5.0m，且池型由長(zhǎng)方形向正方形發(fā)展，長(zhǎng)寬比在(1.2～2)：1之間。目前運(yùn)行良好的溶氣氣浮池的長(zhǎng)度最大可達(dá)12m，但寬度被限制為8.5m，這主要是因?yàn)闄C(jī)械刮渣機(jī)的最大跨度為8.5m。

污水在氣浮池內(nèi)的停留時(shí)間一般取30～40min，工作水深為15～25m，長(zhǎng)寬比不小于4，表面負(fù)荷5～10m3/m2•h。

若停留時(shí)間太短，水流的沖擊力大，浮選罐中的污水牌較強(qiáng)的紊流狀態(tài)，這樣不但不利于氣泡與絮體的粘附，反而會(huì)將部分已粘附在氣泡上的絮體打碎；另外，由于紊流和較短的反應(yīng)時(shí)間，而使投加的部分混凝劑未反應(yīng)完全時(shí)就隨出水流出，致使出水中懸浮固體的去除率降低，甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

2．3．3氣浮池分2個(gè)區(qū):接觸區(qū)和分離區(qū)。

2．3．3．1設(shè)計(jì)接觸區(qū)時(shí)，要注意控制絮凝水的上升流速，避免短流、偏流，不致在上浮過程中被水流剪脫已粘附的氣泡而影響后續(xù)分離效果。通常情況下接觸區(qū)的上升流速以控制在10～20mm/s為宜,高度以1.5～2.0m為宜,在這種流速和高度下,既保證了絮粒和微氣泡的接觸時(shí)間,又不會(huì)造成絮粒因上浮時(shí)間過長(zhǎng)而破壞或下沉。

合理地布置釋放器，使釋放水的作用范圍遍及全區(qū)，能充分、及時(shí)地使微氣泡下絮粒接觸。

2．3．3．2分離區(qū)選擇分離速度時(shí)，應(yīng)有利于帶氣絮粒上浮。對(duì)于絮粒大、密度小、不易破碎的帶氣絮粒一般采取較大的分離速度，反之取較小值。分離區(qū)的流速宜在1～3mm/s,流速過小會(huì)造成大絮粒因擁擠而沉淀,流速過大會(huì)造成帶氣絮粒和清水的分界面向下延伸,從而造成絮粒隨水流出、水質(zhì)下降。

對(duì)濃度大、浮渣多，在固液分離時(shí)形成擁擠上浮現(xiàn)象的應(yīng)減小上浮速度，否則浮渣層太厚會(huì)造成落渣，或因分離區(qū)容積過小而影響分離效果。

選取集水系統(tǒng)時(shí)，盡可能做到集水均勻，不讓上浮較慢的細(xì)小帶氣絮粒流出池外。為此，應(yīng)避免短流、快部滯流、碰壁回流等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。

當(dāng)溶氣氣浮池的水力負(fù)荷＞10 m3/m2•h時(shí)，很容易出現(xiàn)氣浮出水?dāng)y帶氣泡進(jìn)入后續(xù)濾池的情況，氣泡會(huì)存在于濾池的上層。雖然有人發(fā)現(xiàn)濾池中氣泡的存在會(huì)有利于水中顆粒的去除，但是它會(huì)導(dǎo)致濾池水頭損失的急劇升高，從而使濾池運(yùn)行周期顯著縮短，因此應(yīng)該避免濾池進(jìn)水中氣泡的存在，所以在大幅度提高溶氣氣浮池水力負(fù)荷的同時(shí)，必須設(shè)置脫氣系統(tǒng)以保證工藝的正常運(yùn)行。

安裝簡(jiǎn)易，靈巧的刮渣設(shè)備，以便刮渣時(shí)不致擾動(dòng)浮渣層而產(chǎn)生落渣，影響出水水質(zhì)。