（一）水厂气浮作业原理

气浮处理法便是向废水中通人空气，并以纤细气泡方法从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、纤细悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，构成泡沫一气、水、颗粒（油）三相混合体，经过搜集泡沫或浮渣到达别离杂质、净化废水的意图。浮选法首要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的纤细悬浮颗粒。

（二）气浮的运用

1、造纸厂纸机白水收回及中段废水纤维收回及黑液中木质素的收回。

2、机械工业，石油工业中的乳化液、含油废水的固液别离。

3、汽车工业或其它工业的油漆处理及印染废水处理。

4、屠宰及食品工业等的前处理工序。

5、难以生物降解有机物的加药反响固液别离处理。

6、重金属离子、电镀废水的化学处理固液别离工艺。　

7、城市自来水、饮用水处理工程。

8、污水处理工艺中剩下污泥的固液别离及浓缩工艺。

（三）气浮的影响要素

1、带气絮粒的上浮和气浮外表负荷的关系

粘附气泡的絮粒在水中上浮时，在微观大将受到重力G浮力F等外力的影响。带气絮粒上浮时的速度由牛顿第二定律可导出，上浮速度取决于水和带气絮粒的密度差，带气絮粒的直径（或特征直径）以及水的温度、流态。假如带带气絮粒中气泡所占比例越大则带气絮粒的密度越小；而其特征直径则相应增大，两者的这种变化可使上浮速度大大进步。

然而实践水流中；带气絮粒巨细不一，而引起的阻力也不断变化，一起在气浮中外力还发生变化，然后气泡构成体和上浮速度也在不断变化。详细上浮速度可按照实验测定。依据测定的上浮速度值能够确认气浮的外表负荷。而上浮速度的确认须依据出水的要求确认。

2、水中絮粒向气泡粘附

如前所述，气浮处理法对水中污染物的首要别离对象，大体有两种类型即混凝反响的絮凝体和颗粒单体。气浮进程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合能够有三种方法，即气泡顶托，气泡裹携和气粒吸附。明显，它们之间的裹携和粘附力的强弱，即气、粒（包含絮废体）结合的牢固程度与否，不只与颗粒、絮凝体的形状有关，更重要的受水、气、粒三相界面性质的影响。水中活性剂的含量，水中的硬度，悬浮物的浓度，都和气泡的粘浮强度有着密切的联系。气浮运转的好坏和此有根本的相关。在实践运用中质须调整水质。

3.水中气泡的构成及其特性

构成气泡的巨细和强度取决于空气开释时各种用处条件和水的外表张力巨细。（外表张力是巨细持平方向相反，别离作用在外表层彼此触摸部分的一对力，它的作用方向总是与液面相切。）

（1）气泡半径越小，泡内所受附加压强越大，泡内空气分子对气泡膜的磕碰机率也越多、越剧烈。因而要获得安稳的微细泡，气泡膜强度要确保。

（2）气泡小，浮速快，对水体的扰动小，不会撞碎絮粒。并且可增大气泡和絮粒磕碰机率。但并非气泡越细越好，气泡过细影响上浮速度，因而气浮池的巨细和工程造价。此外投加一定量的外表活性剂，可有效下降水的外表张力系数，加强气泡膜牢度，r也变小。

（3）向水中投加高溶解性无机盐，可使气泡膜牢度削弱，而使气泡容易决裂或并大。

4、外表活性剂和混凝剂在气浮别离中的作用和影响

（1）外表活性物质影响

如水中短少外表活性物质时，小气泡总有突破泡壁与大泡并合的趋势，然后损坏气浮体安稳。此刻需求向水中投加起泡剂，以确保气浮操作中气泡的安稳。所谓起泡剂，大多数是由极性一非极性分子组成的外表活性剂，外表活性剂的分子结构符号一般用0表明，圆头端表明极性基，易溶于水，伸向水中（因为水是强极性分子）；尾端表明非极性基，为疏水基，伸人气泡。因为同号电荷的相斥作用，然后防止气泡的兼并和幻灭，增强了泡沫安稳性，因而多数外表活性剂也是起泡剂。

对有机污染物含量不多的废水进行气浮法处理时，气泡的涣散度和泡沫的安稳性或许时是有必要的（例如饮用水的气浮过滤）。可是当其浓度超越一定极限后因为外表活性物质增多，使水的外表张力减小，水中污染粒子严重乳化，外表电位增高，此刻水中含有与污染粒子相同荷电性的外表活性物的作用则转向反面，这时虽然起泡现象剧烈，泡沫构成安稳；但气一粒粘附欠好，气浮作用变低。因而，怎么掌握好水中外表活性物质的较佳含量，便成为气浮处理需求探讨的重要课题之一。

（2）混凝剂投加发生的带电絮粒

对含有细涣散亲水性颗粒杂质（例如纸浆、煤泥等）的工业废水，选用气浮法处理时，除运用前述的投加电解质混凝剂进行外表电中和方法外，还可向水中投加（或水中存在）浮选剂，也可使颗粒的亲水性外表改变为疏水性，并能够与气泡粘附。当浮选剂（亦属二亲分子组成的外表活性物）的极性端被吸附在亲水性颗粒外表后，其非极性端则朝向水中，这样具有亲水性外表的物质即转变为疏水性，然后能够与气泡粘附，并随其上浮到水面。

浮选剂的种类许多，运用时能否起作用，首先在于它的极性端能否附着在亲水性污染物质外表，而其与气泡结合力的强弱，则又取决于其非极性端链的长短。

如别离洗煤废水中煤粉时所选用的浮选剂为脱酚轻油、中油、柴油、火油或松油等

（四）、气浮工艺的方法

气浮清水上艺已开宣布多种方法。按其发生气泡方法可分为：布气法气浮（包含转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等）;溶解空气气浮（包含真空气浮法，压力气浮法的全溶气式、部分溶气式及部分回流溶气式）；电解气浮法；生化气浮法（包含生物产气浮法，化学产气气浮）。

（一）布气气浮

布气气浮是运用机械剪切力，将混合于水中的空气碎成纤细的气泡，以进行气浮的方法。按损坏气泡方法的不同，布气气浮又分为：水泵吸水管吸气浮、射流气浮、分散板曝气浮选以及叶轮气浮等四种。

1、水泵吸水管吸人空气气浮

这是较简略的一种气浮方法。因为水泵作业特性的限制，吸人的空气量不宜过多，一般不大于吸水量的10%（按体积计），否则将损坏水泵吸水管的负压作业。另外，气泡在水泵内被破碎的不行彻底，粒度大，气浮作用欠好，这种方法用于处理经过除油池后的含油废水，除油功率一般为50%~65%。

2、射流气浮

选用以水带气射流器向废水中混入空气进行气浮的方法。射流器由喷嘴射出的高速水流使吸人室构成负压，并从吸气管吸人空气，在水气混合体进入喉管段后进行剧烈的能量交换，空气被损坏成纤细气泡，然后直人分散段，动能转化为势能，进一步压缩气泡、增大了空气在水中的溶解度，终究进入气浮池中进行气水别离。射流器各部位的尺度及有关参数，一般都是经过试验来确认其较佳尺度的。

3、分散板曝气气浮

这种布气浮比较传统，压缩空气经过具有微细孔隙的分散板或分散管，使空气以纤细气泡的方法进入水中，但因为分散设备的微孔过小易于堵塞。若微孔板孔径过大，有必要投加外表活性剂，方可构成可运用的纤细气泡，然后导致该种方法运用受到限制。但近年研发、开发的弹性膜微孔曝气器，克服了分散设备微孔易堵或孔径大等缺陷，用微孔弹性材料制成的微孔盘起到扩张、关闭作用。

4、叶轮气浮

叶轮在电机的驱动下高速旋转，在盖板下构成负压吸入空气，废水由盖板上的小孔进入，在叶轮的搅动下，空气被损坏成纤细的气泡，并与水充沛混合成水气混合体经整流板稳流后，在池体内平稳地垂直上升，进行气浮。构成的泡沫不断地被缓慢滚动的刮板刮出槽外。

叶轮直径一般多为200~400mm，较大不超越600~700mm。叶轮的转速多选用900～1500r／min，圆周线速度则为10～15m/s。气浮池充水深度与吸气量有关一般为1.5～2.0m但不超越3m。叶轮与导向叶片间的间距也能够影响吸气量的巨细，实践证明，此间距超越8mm将使进气量大大下降。

这种气浮设备适用于处理水量小，而污染物质浓度高的废水。除油作用一般可达80％左右，布气气浮的长处是设备简略，易于实现。但其首要的缺陷是空气被损坏的不行充沛，构成的气泡粒度较大，一般都不小于0.1mm。这样，在供气量一定的条件下，气泡的外表积小，并且因为气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的触摸时刻短，这些要素都使布气浮达不到高效的去除作用。

（二）溶气气浮

依据废水中所含悬浮物的种类、性质、处理水净化程度和加压方法的不同，根本流程有以下三种。

（１）全流程溶气气浮法

全流程溶气气浮法是将悉数废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后经过减压阀将废水送人气浮池。废水中构成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮物而逸出水面，在水面上构成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽,经浮渣管排出池外,处理后的废水经过溢流堰和出水管排出。

全流程溶气气浮法的长处：①溶气量大，添加了油粒或悬浮颗粒与气泡的触摸机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，然后削减了基建出资。但因为悉数废水经过压力泵，所以添加了含油废水的乳化程度，并且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因而出资和运滚动力耗费较大。

（2）部分溶气气浮法

部分溶气气浮法是取部分废水加压和溶气，其他废水直接进入气浮池并在气浮池中与溶气废水混合。其特色为：①较全流程溶气气浮法所需的压力泵小，故动力耗费低；②压力泵所构成的乳化油量较全流程溶气气浮法低：③气浮池的巨细与全流程溶气气浮法相同，但较部分回流溶气气浮法小。

（3）部分回流溶气气浮法

部分回流溶气气浮法是取一部分除油后出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合和气浮。回流量一般为含油废水的25％～100％。其特色为：①加压的水量少，动力耗费省；②气浮进程中不促进乳化；③矾花构成好，出水中絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。为了进步气浮的处理作用，往往向废水中参加混凝剂或气浮剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确认。

（4）加压溶气气浮法的首要设备。

压力溶气气浮法工艺首要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气开释系统及气浮别离系统。

（A）压力溶气系统。它包含水泵、空压机、压力溶气罐及其它隶属设备。其中压力溶气罐是影响溶气作用的关键设备。

选用空压机供气方法的溶气系统是现在运用较广泛的压力溶气系统。气浮法所需空气量较少，可选用功率小的空压机，并采纳间歇运转方法。此外空压机供气还能够确保水泵的压力不致有大的损朱。一般水泵至溶气罐的压力约0.5MPa，因而能够节约能耗。

（B）溶气开释系统。它一般是由开释器（或穿孔管、减压阀）及溶气水管路所组成。溶气开释器的功能是将压力溶气水经过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的方法开释出来，并能敏捷而均匀地与水中杂质相粘附。

对溶气开释器的详细要求是：

充沛地减压消能，确保溶人水中的气体能充沛地悉数开释出来；

消能要契合气体释出的规则，确保气泡的微细度，添加气泡的个数，增大与杂质粘附的外表积，防止微气泡之间的彼此磕碰而使气泡扩大；

创造释气水与待处理水中絮凝体杰出的粘附条件，防止水流冲击，确保气泡能敏捷均匀地与待处理水混合，进步"捕捉"机率；

为了敏捷地消能，有必要缩小水流通道，故有必要要有防止水流通道堵塞的措施；

结构力求简略，材质要巩固、耐腐蚀，一起要便于加工、制作与拆装，尽量削减可动部件，确保运转安稳、可靠；

溶气开释器的首要工艺参数为：开释器前管道流速：1m/s以下，开释器的出口流速以0.4～０.5m／s为宜；冲刷时狭隘缝隙的张开度为5mm；每个开释器的作用规模30~100cm。

（C）气浮别离系统。它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的外表积，使微气泡群与水中絮凝体充沛混合、触摸、粘附，以确保带气絮凝体与清水别离。

评价溶气系统的技能功能指标首要有两个即溶气功率和单位能耗。到现在为止双膜理论解说气体传质于液体仍是比较接近于实践的。依据双膜理论，关于难溶气体决议传质进程的首要阻力来自液膜，而气膜中的传质阻力与之相比，能够疏忽而不计。即要强化溶气进程，除应有足够的传质推动力外，关键在于扩大液相界面或减薄液膜厚度。但实践上在紊流剧烈的自由界面上是难以存在安稳的层流膜。因而便呈现了随机外表更新理论，这种理论添加了外表更新速率，即在考虑气液触摸界面传质时，引入了气相、液相在单位时刻内因涡流分散而流入气、液更新界面的传质要素，然后使理论和实践更为接近。

（三）电解气浮气浮工艺

电解气浮法对废水进行电解，这时在阴极发生大量的氢气泡，氢气泡的直径很小，仅有20～100微米，它们起着气浮剂的作用。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，然后到达了净化废水的意图。与此一起，在阳极上电离构成的氢氧化物起着混凝剂的作用，有助于废水中的污泥物上浮或下沉。

电解气浮法的长处是：能发生大量小气泡；在运用可溶性阳极时，气浮进程和混凝进程结合进行；设备结构简略，是一种新的废水净化方法。

这是较近几年在水处理范畴才呈现的二种工艺，因为这种方法具有设备简略；管理便利；运转条件易于控制、设备紧凑、作用杰出，因而开展很快。

（四）生物、化学气浮工艺

生物气浮法：该法运用微生物的作用发生气体，与水中的悬浮絮体充沛触摸，使水中悬浮絮体粘附在微气泡上，随气泡一起浮到水面，构成浮渣并刮去浮渣，然后净化水质。

化学气浮：运用某些化含物在废水中发生气体的反响原理进行的，反响生成的气体在开释进程中构成纤细气泡，吸附在固体颗粒外表，使固体顺粒向浪面浮大，然后使固液别离。化学气浮法作选矿、医药和废水处理工程中都用运用。在国内的油田污水的处理中化学气浮法运用几乎没有，本课题便是要优选化学气浮法的条件和药剂系统，对油田水处理的方法进行改进，以求到达比较抱负的作用。

（五）气浮技能的展望

因为清水工艺中沉积法沿用了多年，人们选用气浮法自然地要与沉积法比较。其实，两种方法各具特色，关于轻飘易浮的杂质宜选用溶气气浮法，；关于密实沉重的杂质宜选用沉积法。通常经过投药、混合反响后构成的絮体，当上浮速度快于沉积时，则选用气浮法为好。因为气浮法占地面积小（仅为沉积法的1／8一１／２），池容积也小（仅为沉积法的１／８－１／４），处理后出水水质好，不只浊度及ＳＳ低并且溶解氧高，排出的浮渣含水率远远低于沉积法排出的污泥。一般污泥体积比为1／１０－１／2，这给污泥的进一步处理和处置既带来了较大便利，又节约了费用。

有些废水一起含可沉、可浮的杂质，单独运用气浮或沉积作用都不抱负。此刻可将沉积与气浮结合，发挥各自长处，不只会进步处理作用，并且也节约出资和运转费用。

生产实践表明，气浮池不只在除色、去浊上优于沉积池，并且在下降污染水的COD、木质素以及提取氧等方面都显出极其一起的长处，其造价也比平流沉积池、斜管沉积池、水力或机械加速澄清池低，其运转费用也略低。

虽然气浮法清水因其一起长处而日露锋芒，但要充沛发挥其特色，现在还应重点在以下应三个方面进行研讨开发。

1．气泡进一步微细化。

众所周知，在持平的释气量条件下，所发生的微气泡越细，则气泡个数越多越密布，粘附的絮粒也越小，清水作用也越好，并且构成的浮渣也越安稳。因而。研讨气泡均匀直径更小的溶气开释器是当时进步气浮清水技能的一个途径。它不只能进步现有清水对象的去除作用，并且还能开辟气浮法清水的运用规模。

2．直接切割气体制作微气泡

压力溶气气浮法清水存在两个问题：一是压力溶气相对能耗较大；第二是溶气水量的参加增大了气浮池内的水力负荷，给别离带来困难。处理这两个问题的抱负方法是研发直接发生微气泡的布气设备，经过该设备将气体切割成安稳、微细、密布的微气泡群，然后极大极限地下降能耗，并且不会添加气浮池容积。虽然直接布气法难度很大，但它是较有吸引力的研讨方向。

3．固、液别离技能。

为了进步固、液别离技能，充沛发挥气浮清水的优势，除上述气泡进一步微细化与选用直接布气法外，改进固、液别离作用也是一个重要方面。因为气浮清水的终究意图仍是体现在进步别离作用上。假如设法将电凝集气浮的泡、絮一起构成并凝集的这个概念引人压力溶气气浮法中则有或许大大进步其别离作用。这个概念可称共凝集气浮。为了习惯共凝集气浮，应该研发一种新式的溶气开释器，它应该延时释出高度密布的超微气泡，在与投药混合后的初级反响水（确切说，微絮粒尚未构成时的水）充沛混和时，两者一起生长，即超微气泡与微絮粒一起构成并结合在一起，进而一起生长为带气絮粒。这样构成的带气絮粒在上浮进程中，不光不会受剪力影响而使气泡掉落，以至下沉，并且上浮快，浮渣安稳，耗用的气量较少。因而说共凝集气浮是很有出路的研讨方向。

4，怎么妥善地处理粘附牢度问题也是当时急待处理的一个问题。

气浮法作为一个物化法，不只要进步气泡质量（如纤细度、密布度、安稳性等），并且还要十分重视改进絮粒的功能。假如我们能得到僧水性、吸附性强的絮粒，则将大大有助于进步气浮清水的作用。为此，研讨供气浮用的絮凝剂和助凝剂也是迫在眉捷的一个问题。

例如沉积技能的开展离不开沉积理论的研讨相同，气浮技能的开展也需求气浮理论的指导。更何况气浮研讨的对象是液、固、气三相系统，比沉积更杂乱。关于气泡的结构和特性、气泡尺度的正确挑选与控制、气泡与絮粒粘附的条件，均须深入研讨。有些理论上的新概念与假设，尚须进一步经过实验逐一地得到验证与确认。因而气浮清水技能远非已臻完善，很多的问题等待着我们去研讨突破。