（一）气浮法基础知识
气浮就是在水中通入空气，产生细微的气泡，有时还需同时加入混凝剂或浮选剂（根据水质而定），使水中细小的悬浮物粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，从而回收了水中的悬浮物质，改善了水质。
气浮法是一种有效的固—液和液—液分离方法，特别是对于那些颗粒密度接近或小于水的以及非常细小的颗粒，具有很好的处理效果。气浮法处理技术实质上是一个气—固吸附与固—液分离的综合过程。在这一过程中，微小气泡与在水中呈悬浮状的颗粒相粘附，形成水—气固三相混合体系，颗粒粘附气泡后，其视密度小于水而产生上浮作用，从而使呈悬浮状态的污染物质得以从水中分离出去，形成一种浮渣层。由此可见，气浮法水处理工艺必须满足下述基本条件：一是必须向水中提供足够量的细微气泡；二是必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；三是必须要使气泡与呈悬浮状的物质产生黏附作用。有了上述三个基本条件，才能完成浮上处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。
气浮的类型有电解浮上法、分散空气浮上法、溶解空气浮上法（又包括真空浮上法、加压溶气浮上法）。
在水处理技术中，浮上法分离技术应用在以下几个方面。
（1）在饮用水处理上，能处理低浊、含藻类及一些浮游生物的水。
（2）用于石油、化工及机械制造中的含油污水的油水分离。
（3）用于有机及无机污水的物化处理工艺中。
（4）用于污水中有用物质的回收，如造纸厂污水中纸浆纤维及填料的回收工艺。
（5）与有机废水生物处理相结合，用浮上法代替二次沉淀池，特别对于那些易于产生污泥膨胀的生物处理工艺中，可保证处理工作的正常运行。
（6）对活性污泥进行浮上浓缩的处理工艺。
水中的悬浮颗粒与微小气泡相黏附的原理：水中的悬浮颗粒物粘附在气泡上，形成“颗粒—气泡”复合体，这一现象涉及气、液、固三相之间的问题，为了理解颗粒与气泡相粘附的条件和它们之间的内在规律，就必须研究存在水中的气泡及颗粒之间的某些基本问题。
（1）气泡的形成与表面张力 压力溶气水在经过减压释放后即形成无数细小气泡。所形成气泡的大小与稳定性取决于释放时的各种条件和水的表面张力的大小。如水的表面张力较小时，则形成的气泡较细小，有利于气泡的分散。
（2）悬浮颗粒物的疏水性能和亲水性能 一是以气、液、固三相间各相接触粘附时所形成的接触线之间的接触角θ的大小来区分；二是以悬浮颗粒在水中产生电荷的方式不同和吸附水分子层的厚度不同来区分。
（二）加压气浮实验
1.实验目的
（1）通过实验掌握气浮的原理及影响因素。
（2）通过实验模型的运行掌握加压溶气气浮装置的工艺流程。
2.实验原理
气浮是固液分离或液液分离的一种技术，是指人为采取某种方式产生大量的微小气泡，使气泡与水中一些杂质物质微粒相吸附，形成相对密度比水轻的气浮体，气浮体在水浮力的作用下，上浮到水面而形成浮渣，进而达到杂质与水分离的目的。
加压气浮法实质是在一定的压力情况下，将空气溶入水中，并达到指定压力状态下的饱和值，然后突然降至常压，这时溶解在水中的空气即以非常细小的气泡释放出来。这些数量众多的细胞气泡与欲处理污水中呈悬浮状态的颗粒产生黏附作用，使这些夹带了无数细微气泡的颗粒的相对密度小于水而产生上浮作用。此法是当今应用最广泛的一种气浮方法。
气体在水中的溶解度与压力、温度和接触时间有关。根据亨利定律可知，空气在水中的溶解度与所受压力成正比：
式中 V——空气在水中的溶解度，L/m3
P——溶解上方空气所受绝对压力，Pa
KT——溶解系数
各种温度下的KT值见表2-15。
表2-15 各种温度下的KT值
3.实验装置与材料
（1）加压溶气气浮实验装置（图2-13）。
图2-13 加压溶气气浮实验装置图
（2）空压机。(www.xing528.com)
（3）加压泵。
（4）流量计。
（5）止回阀、减压阀。
（6）水箱。
（7）混凝剂如Al2（SO4）3。
（8）分析原水出水的各种仪器。
（9）化学药品。
本装置是一套压力溶气气浮法有部分回流的工艺系统。因为只是部分处理水量被用来加压，所以节能效果很好；在采用混凝剂时，能更充分利用，减少投量，在生产中较广泛采用。
4.实验步骤
（1）首先熟悉并检查气浮实验装置是否完好。
（2）往回流加压水箱与气浮池中注水，至有效水深的90%高度。
（3）将含乳化油或其他悬浮物的原水加到原水配水箱中，并投Al2（SO4）3等混凝剂后搅拌混合，投加Al2（SO4）3的量为50～60mg/L。
（4）先开动空压机加压至0.3MPa。
（5）开启加压水泵，流量按2～4L/min控制。
（6）待溶气罐中的水位升至一定高度，缓慢打开溶气罐底部的闸阀，其流量与加压水量相同（2～4L/min）。
（7）当加压溶气的水在气浮池中释放并形成大量微小气泡时，再打开原水配水箱、原水进水流量可按4～6L/min控制。
（8）开启空压机加压至0.3MPa（并开启加压水泵）后，其空气流量可先按0.1～0.2L/min控制，但考虑到加压溶气罐及管道中难以避免的漏气，其空气量可按水面在溶气罐内的液面计中间部分控制即可。多余的空气可以通过其顶部的排气阀排除。
（9）出水可以排至下水道，也可回流至回流加压水箱。
（10）测定原水与处理水的水质变化。
（11）也可以多次改变进水量、空气在溶气罐内的压力、加压水量等，来测定分析原水与处理水的水质。
注意：①为了不弄脏气浮池与原水配水箱，也可做演示实验，用清水或浓度不大的原水进行实验；②用原水做实验时，出水（处理水）最好不要回流至回流加压水箱，以免在处理装置运行不正常时，弄脏水箱与溶气罐。
5.实验数据与结果整理
（1）根据实验设备尺寸与有效容积，以及水和空气的流量，分别计算溶气时间、气浮时间等参数。
（2）观察实验装置运行是否正常，气浮池内的气泡是否很微小，若不正常，是什么原因？如何解决？
（3）计算不同运行条件下，原水中污染物（也可以用悬浮物来表示）的去除率，以其去除率为纵坐标，以某一运行参数（如溶气罐的压力、进水流量即气浮时间等）为横坐标，画出污染物去除率与某运行参数之间的定量关系曲线。
6.思考题
（1）简述气浮法的含义及原理。
（2）简述加压溶气气浮装置的组成及各部分作用。
（3）加压溶气气浮法有何特点？与沉淀法有什么相同之处？有什么不同之处？
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