气浮技术的现状和发展

前言  气浮法是一种历史悠久的固液分离技术气浮净水技术在国内外应用广泛。其原理是在污水中引入大量微小气泡，气泡通过表面张力作用与颗粒物的相互作用，包括吸附、絮凝及水动力学等复杂过程。使其粘附在悬浮颗粒上，形成整体比重小于1的状况，根据浮力原理浮至水面，实现固液分离，污水得以净化。
     在水处理领域中，早在1920年，C.L.PECK就考虑用气浮法处理污水，1930年瑞典某造纸厂曾试用一种将空气在压力下溶解于白水的水处理中，但上述实验结果均为公开发表和引起足够重视^[1]。

 上一世纪60年代以前，气浮技术发展较慢，很少见其研究和应用的报道，究其原因主要是制造微气泡的技术没过关，特别是采用分散空气气浮时，产生的气泡不够微细，颗粒的粘附能力很长，大气泡还会产生严重紊流而撞碎絮体。起初的溶气气浮主要采用布气气浮对给水和含油、脂肪、纤维等比水比重小的物质的废水进行处理。

我国在60年代末已有压力溶气装置应用于食盐溶液的净化和石油废水的处理。

70年代气浮技术迅速发展，当采用部分回流溶气气浮法时气法时，显著改善了气浮的地位。

目前压力溶气气浮法应用*广。

按照气泡产生的方法不同，分为以下几大类。

引气气浮（Induced Air Flotation,简称IAF）

其工作原理是：引气曝气机微气泡的产生是利用电机带动周边有微孔的散气盘高速旋转，在水中形成一个负压区，液面上的空气被吸入水中去填补真空。空气进入水中时，被转盘切割成直径10-100微米的气泡。
　　待处理的污水首先经进水口进入装有引气曝气机的小型充气段，在充气段内污水上升过程中与曝气机产生的微气泡混合，形成气水混合物。由于气水混合物和液体之间密度不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，上浮过程中，微气泡附着在固体悬浮物上，将固体悬浮物浮到水面并在气泡的支撑下维持在水面上，间歇地被链条式刮渣机从气浮槽的进口推到出口端，通过螺旋输送器将其排出。净化后的污水经溢流槽排放或去下一级处理设施。
  曝气气浮

鼓风机将空气直接送至气浮池充水器，形成细小气泡进入废水中。充气器一般用扩散板、穿孔板或微空管等,曝气压力在1kg/cm2,空气量2—3m3/ m2·水，曝气时间15—25min。

电解气浮（Electrolytic Flotation）

在直流电的作用下，用不溶性阳极和阴极直接电解废水正负两极产生氢和氧的微气泡，将废水中的呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离的一种技术。

电解气浮产生的气泡远小于溶气法和散气法。电解气浮除用于固液分离外，还有降低有机物、氧化、和杀菌作用，对废水符合变化适应性强，生成污泥量小，占地面积少，不产生噪声。

溶气气浮法（Dissolved-Air Flotation）

 溶气气浮法是目前国内外*常用的气浮法。

   根据气泡析出时所处压力的不同，溶气气浮法又可分为真空气浮法、压力气浮法。前者空气在加压时溶入水中，常压下析出；后者空气在常压或加压下溶入水中，在负压时析出。

目前压力容气气浮法应用*广，分为全溶气式、部分溶气式及部分回流溶气式。

它具有以下优点：

在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多

涡凹气浮（Cavitation-Air Flotation）

其工作原理是未经处理的污水首先进入装有专利涡凹曝气机的小型充气段。污水在上升的过程中通过充气段，絮体和悬浮物与微气泡充分混合接触，由于气固混合物和液体之间存在密度差，以至产生一个垂直向上的浮力，将固体悬浮物带到水面。上浮过程中散气泡附着到悬浮物上，到达水面后固体悬浮物便依靠这些气泡支撑和维持在水面，通过连续移动的链条刮渣机刮到污泥槽中去除。

1997年3月美国麦王公司引进首台CAF涡凹气浮系统，在中国昆明第二造纸厂废水处理厂成功投入并运行成功，结束了中国废水处理中一直沿用压力溶气气浮（DAF）的历史。

与传统的DAF压力容气气浮相比，CAF涡凹气浮系统具有以下显著优势:
1、系统以一种简单特殊的方式将空气以极微小气泡形式分布到水中，不像溶气气浮需要空压机、压力溶气罐、溶气释放器及高压泵等；
2、自动回流管的独特设计，使污泥不易沉积在气浮池底；
3、运动和维修部件极少，操作非常简单；
4、避免了溶气气浮中释放器的频繁堵塞现象；
5、设备整体性好，安装方便，节省占地面积40%-60%；
6、运行费用低廉。经世界*的ERM环保咨询公司进行的调查与实测，与容器气浮相比节省运行费用40%-90%。

浅层气浮

浅层气浮出现是气浮净水技术的一个重大突破。它改静态进水，动态出水为动态进水，静态出水，利用“零速度”原理，使浮选体在相对静止的环境中垂直浮至水面，上浮路程减至*小，且不受出水流速影响。理论池深仅需约450mm，污水在气浮中的滞留时间仅需3-5分钟，设备体积大幅减小。加之气泡分布均匀，无气浮死区，刮泥装置对水体扰动小等优点。
　　超效浅层气浮由于微气泡直径极小，密度极高，能充分捕捉极细小的悬浮物，不需事先将它们聚凝为很大的矾花，故可大大减少投药量，一些场合下甚至可不投药运行，*的降低了运行成本。

结束语

气浮工艺是一种高效处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及等优点，是目前正在深人研究之中的一项污水处理新技术。
　 随着我国经济建设的不断发展及研究的不断深人，不久的将来气浮及在其基础上开发的CAF和浅层气浮工艺在生产中的应用将会更加广泛。