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PPT讲技术环保水圈水处理技术第三篇——预处理系统气浮池Airfloatationtank气浮是在水中形成高度分散的微小气泡，形成水-气-颗粒三相混合体系，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。采用气浮池进行油水分离的处理阶段属于二级除油处理。本文主要介绍气浮池的原理、气浮设计和运行管理。ProfessorWangPPT讲技术环保水圈预处理系统气浮1、气浮的概念2、气浮机的分类3、气浮系统的设计4、气浮机的调试目录5、气浮技术项目案例气浮技术发展历程是昀常用的水处理技术之一，与沉淀法齐名，固液分离能力强，特别是对于一些比重接近于水的杂质分离，气浮法比沉降法更为优越。它被广泛应用于生活饮用水和工业废水处理工艺钟，如造纸、制革、化工、纺织、印染、食品、医药等各种工业废水和城市生活污水的处理。早在20世纪20年代，就开始有学者考虑能否将气浮技术应用于处理污水中；到30年代，瑞典就开始试着用气浮法处理造纸废水；而气浮技术应用于污水处理的正式报道直到40年代才由C.A.Hansan和H.B.Goraas公开发表。接着，关于气浮技术的研究报道逐渐丰富，其应用领域也逐渐扩大，1945年，S.H.Hope发表了气浮法用于处理美国北卡罗来纳州的水体的研究报道，比传统的处理方法所需时间少。从此以后，国内外对于气浮技术的研究达到了白热化程度，也取得了巨大的成功。20世纪60年代，部分回流式压力溶气气浮（DAF）工艺被研制出来。处理效果和经济性能上均有了很大提高，其应用范围得到进一步扩大。而20世纪70年代是气浮技术发展的巅峰时期，在这期间内，气浮技术关键设备均已研制成功，并大规模的应用于工程中。到20实际80年代，气浮分离技术已十分成熟，在美国它被流入十大化工新技术之一，进一步推动了气浮技术的快速发展和应用。我国对气浮法的研究相对较晚，70年代初期才开始进行研究，但发展速度很快。我国侧重于加压溶气气浮工艺和设备的研究，成功研制了加压溶气气浮、射流气浮等装置，在国内外给水和污水处理工艺中都得到了广泛应用，取得了良好的环境和社会经济效益。同济大学率先研制出了“TS-78”型低压容器释放器，释放气泡直径小，打破了很多国外学者“低压下不可能释放出微细气泡”的观点。PPT讲技术环保水圈气浮的概念处理原理气浮机气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒粘合，形成整体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮到水面。悬浮物表面有亲水和憎水之分。憎水性颗粒表面容易附着气泡，因而可用气浮法。亲水性颗粒用适当的化学药品处理后可以转为憎水性。水处理中的气浮法，常用混凝剂使胶体颗粒结成为絮体，絮体具有网络结构，容易截留气泡，从而提高气浮效率。再者，水中如有表面活性剂（如洗涤剂）可形成泡沫，也有附着悬浮颗粒一起上升的作用。PPT讲技术环保水圈气浮的概念压力溶气上浮法工艺流程系统组成压力容器系统气浮池空气释放系统加压水泵压力溶气罐空气供给设备附属设备溶气释放装置溶气水管路PPT讲技术环保水圈气浮的概念压力溶气系统空气释放装置加压水泵加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐，其压力的选择应考虑溶气罐压力和管路系统的水力损失两部分。空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放器等。PPT讲技术环保水圈气浮的概念压力溶气系统形式多种，并且使水与空气充分接触，促进空气充分溶解。压力溶气罐PPT讲技术环保水圈气浮机的分类目前行业上气浮机的种类有很多，有电解气浮、散气气浮、溶气气浮、组合气浮、高效浅层气浮等等。平流式加压溶气气浮机竖流式加压溶气气浮机溶气方式：加压射流（内部不容易堵塞），国内常用；特点：结构也相对简单，现场操作安装比较简单；应用范围：各类工业废水和市政废水的预处理及部分后续处理。溶气方式：加压射流，国内不常用；特点：结构复杂，高度较高，操作维护比较困难，只有在占地空间上存在优势。PPT讲技术环保水圈气浮机的分类目前行业上气浮机的种类有很多，有电解气浮、散气气浮、溶气气浮、组合气浮、高效浅层气浮等等。多相混溶气浮机（也叫溶气泵气浮）高效浅层气浮机溶气方式：加压射流，国内常用，尤其是造纸行业；特点：结构复杂，技术含量相对比较高；应用范围：处理水量较大的项目，水量低于100T/H的建议用GF型溶气气浮。溶气方式：泵前负压吸气，国内常用；特点：基本可以代替传统的有水泵、空压机、溶气罐等形式的加压溶气气浮；设备要求：一般选择进口溶气泵，如EDUR、尼可尼等，国内溶气泵效果及使用寿命均不能和进口的相比。PPT讲技术环保水圈气浮机的分类目前行业上气浮机的种类有很多，有电解气浮、散气气浮、溶气气浮、组合气浮、高效浅层气浮等等。涡凹气浮机序进式气浮机溶气方式：旋涡曝气+多相混溶（溶气泵）；应用范围：在含油废水中运用较多。溶气方式：叶轮高速旋转负压吸气产生微气泡，国内常用；设备要求：一般选择主要在含油废水的预处理段，效果较好。PPT讲技术环保水圈气浮机的分类目前行业上气浮机的种类有很多，有电解气浮、散气气浮、溶气气浮、组合气浮、高效浅层气浮等等。催化氧化气浮机多级气浮机溶气方式：加压射流；特点：占地面积小，处理能力高，耐冲击负荷大。溶气方式：叶轮高速旋转负压吸气产生微气泡，国内常用；设备要求：一般选择主要在含油废水的预处理段，效果较好。实验气浮应用范围：用于各类废水的气浮可行性的定性定量分析。微型气浮应用范围：用于小水量处理的废水处理。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计现场勘查综合分析确定主体设计方案容器方式采用全溶气式还是部分回流式？气浮池池型选用平流式还是竖流式，圆型、矩形还是方形？在气浮前或后是否需要预处理或后续处理构筑物，如何衔接？浮渣处理与处置途径？工艺流程与平面布置图初步确定。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计要点及注意事项1、根据污水水量水质，采用合理的气浮工艺或适用的工艺；2、对需处理的废水有必要进行气浮小试实验，选定压力溶气的压力与回流比，压力溶气压力采用0.2~0.4MPa，回流比目前在给水净水取5%~10%之间，废水处理中，回流比为15~30%。悬浮物浓度越高回流比越大，越小回流比越小，从而确定溶气释放器型号；3、确定气浮池池型，为避免打碎絮体，根据前后处理构筑物的衔接，反应池与气浮池宜合建，进入气浮池接触室的流速宜控制在0.1m/s以内；4、接触室水流上升速度一般取10~20mm/s，停留时间不小于60s；5、选择水流向下的流速，一般取1.5~3.0mm/s，即分离室的表面负荷率取5.4~10.8m3/（m2·h）；6、气浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中停留时间为10~20min；7、气浮池的长宽比无严格要求；一般以单格宽度不超过10m，池长不超过15m为宜；8、气浮池刮渣采用刮渣机定期排渣，集渣槽可设置在池的一端或两端；刮渣机的行车速度宜控制在5m/min以内；9、气浮池集水一般采用穿孔集水管，集水管的最大流速宜控制在0.5m/s左右；PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——空气量和空压机选择当有试验资料时，可用下式计算：Qvg=QvR’acΦQv——气浮池设计水量，m3/h；R’——实验条件下的回流比，%；ac——实验条件下的释气量，L/m3；Φ——水温校正系数，取1.1-1.3，实验水温与冬季水温相差大者取高值。当无试验资料时，可用下式计算：𝑨𝑺=𝟏.𝟑𝑪𝒂𝒇𝒑𝟎+𝟏𝟒.𝟕𝒇±𝟏𝟒.𝟕𝒒𝒗𝑹𝟏𝟒.𝟕𝒒𝒗𝑺𝒂𝑨𝑺——气固比（释放的气体/悬浮固体），一般取0.005~0.006，当悬浮固体浓度较高时取上限，如剩余污泥气浮浓缩时，采用0.03~0.04；1.3——1mL空气的重量，mg；Ca——某一温度下的空气溶解度，L/m3；f——压力为p时，水中的空气溶解系数，0.5~0.8（一般取0.5）。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——空气量和空压机选择当无试验资料时，可用下式计算：𝑨𝑺=𝟏.𝟑𝑪𝒂𝒇𝒑𝟎+𝟏𝟒.𝟕𝒇±𝟏𝟒.𝟕𝒒𝒗𝑹𝟏𝟒.𝟕𝒒𝒗𝑺𝒂P0——表压，kPa；qvR——加压水回流量，m3/h；qv——设计水量，m3/h；Sa——入流废水的固体悬浮物浓度，mg/L。𝑨𝑺=𝑸𝒓𝑪𝒔𝒇𝒑5𝟏×𝟏𝟎𝟑𝑸𝑺𝒂Q——入流废水流量，m3/h；Qr——溶气用水流量，m3/h；f——压力为p时，水中的空气溶解系数，0.5~0.8（一般取0.5）；P——溶气绝对压力；Sa——入流废水的固体悬浮物浓度，mg/L。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——空气量和空压机选择根据加压溶气用水量Qr，计算加压溶气供气量Qa（L/h）：𝑸𝒂=𝑸𝒓𝑲𝑻𝒑9 KT——空气在水中的溶解度系数，L/kPa·m3；η——溶气效率，%；空压机额定供气量Q’a(m3/min)：𝑸𝒂=1.25ψ𝑸𝒂𝟔𝟎×𝟏𝟎𝟑ψ——空压机安全系数，一般取1.2~1.5；1.25——过量空气系数。根据Qa’和溶气压力及输气管路阻力降，即可进行空压机选型。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——溶气罐溶气罐直径Dd：𝑫𝒅=𝟒×𝒒? 𝝅𝑰I——过流密度，对于一般空罐取1000-2000m3/（m2·d），填料管取2500-5000m3/（m2·d）；溶气罐高度h：h=2h1+h2+h3+h4h1——罐顶、底封头高度，根据罐直径定，m；h2——布水区高度，一般取0.2~0.3m；h3——贮水区高度，一般去1.0m；h4——填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0~1.3m。根据Qa’和溶气压力及输气管路阻力降，即可进行空压机选型。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——溶气罐溶气罐容积：𝑽𝒅=𝑸𝒓𝒕𝒇𝒅fd——溶气罐有效容积系数，一般去50%~60%；确定Vd后，可按径高比D/H=1：3~4确定其结构尺寸。空罐取D/H=1：3，填料管取D/H=1：4。设计计算——气浮池接触池表面积：𝑨𝒄=𝒒𝒗+𝒒𝒓𝒗𝒄停留时间按60s进行复核。PPT讲技术环保水圈气浮系统的设计设计计算——气浮池分离池表面积：𝑨𝒔=𝒒𝒗+𝒒𝒓𝒗𝒔对矩形池子分离室的长宽比一般取1：1—2：1。气浮池净容积：𝑽=（𝑨C+As）H平均水深2.0~2.5m，池内停留时间10~20min。PPT讲技术环保水圈气浮机的调试气浮机调试步骤1、将清水注入气浮池，以检查池各部分有无渗漏情况。2、对溶气水泵灌水排气，待启动后，逐渐打开出口水管阀门，直至全部开足。3、待溶气罐内水位上升，压力达到水泵所能提供的最大值时，突然打开溶气罐出水阀门，以高压水冲洗溶气管，如此反复几次。接着启动空压机，待溶气罐内气压达490kPa时，同样，突然打开溶气罐出水阀门，以急速的气流再次冲洗溶气管道，并重复几次。最后，仍以高压水冲洗几次。这样多次操作，直至溶气管道冲静，然后关闭溶气水泵和空压机。4、打开接触室及反应室的放空阀门，使水位下降至一定高度或放空。5、逐个安装上释放器，并用手旋紧。（不必用扳手拧紧）6、重新开启溶气水泵和空压机，待空压机的压力超过水泵的压力时，稍稍打开闸阀，使气水同时进入溶气罐溶气，注意不能将气阀开的过大，以免空压机压力急剧下降而产生水倒灌的现象。PPT讲技术环保水圈气浮机的调试气浮机调试步骤7、当观察到溶气罐水位指示管有一米左右水深时，应全部打开溶气罐出水阀门，并在接触室观察溶气水的释气情况及效果。8、用闸阀调控空压机的供气量，直至溶气罐的水位基本稳定在0.6-1.0米范围内（既不淹没填料，也不能过低、，少量的水位升降可用微启溶气罐放气阀予以调整。将出水阀完全打开，防止出水阀门处截留，气泡提前释出。9、待溶气与释气系统完全正常后，开启进水阀门，同时投入稍过量的混