散气气浮法在水污染治理中的应用研究

散气气浮法是一种直接向水中充入气体，利用散气装置使气体以气泡的形式均匀分布于废水中的一类气浮法，散气气浮法按照散气装置的不同分为微孔曝气气浮法和剪切气泡气浮法。

2.5.2.1 微孔曝气气浮法

微孔曝气气浮法是使压缩气体通过微孔散气装置，利用压缩气体的爆破力和微孔的剪力使气体分裂成微气泡分布于水中的一种气浮法。

在实践中主要应用扩散板曝气气浮法，其气浮装置如图2-19所示。压缩气体经过位于气浮池底的微孔陶瓷扩散板（1）形成大量小气泡，小气泡黏附废水中的固态或液态污染物，通过分离区（2），形成含有大量固体或液体污染物的浮渣上浮至水面。浮渣从位于气浮池上部的排渣口（3）排出，处理后的水从位于气浮池下部的出水管排出。

图2-19　扩散板曝气气浮装置

1—微孔陶瓷扩散板；2—分离区；3—排渣口。

此方法的特点是简便易行，但其散气装置中的微孔容易堵塞，产生的气泡直径较大且难以控制，气浮效果不甚理想。

2.5.2.2 剪切气泡气浮法

剪切气泡气浮法是采用散气装置形成的剪力来破碎、分割、散布气体的一种气浮法。根据气泡分割采用方法的不同剪切气泡气浮法又可以分为射流气浮法、叶轮气浮法和涡凹气浮法等。

（1）射流气浮法

射流气浮法采用图2-20所示的射流器向水中充入空气。在气浮过程中，高压水经过喷嘴（2）喷射而产生负压，使空气从吸气管（1）吸入并与水混合形成气水混合物。气水混合物在通过喉管（3）时将水中的气泡撕裂、剪切、粉碎成微气泡，并在进入扩散管（4）后，将气水混合物的动能转化为势能，进一步压缩气泡，最后进入气浮池进行气液分离过程。射流气浮池通常采用圆形竖流式，这种方法的特点是设备简单、易操作，但是由于设备自身的限制，其吸气量一般不超过进水量的10%。

图2-20　射流器的构造

1—吸气管；2—喷嘴；3—喉管；4—扩散管。(www.xing528.com)

（2）叶轮气浮法

叶轮气浮法如图2-21和图2-22所示。它是利用叶轮高速旋转，在盖板下形成负压，从盖板上的空气管中吸入空气，废水通过盖板上的小孔。在叶轮的搅动下，空气受剪切力被破碎成细小的气泡，然后与水混合均匀，又被甩出导向叶片以外，最后经过整流板稳流后，气体在池内上升，产生气浮效果。

图2-21　叶轮气浮系统示意图

1—分离区；2—盖板；3—叶轮；4—导向板；5—整流板；
6—轴套；7—转轴；8—轴承；9—进气管。

图2-22　叶轮示意图

1—导向板；2—盖板；3—循环进水孔；
4—转轴；5—轴套；6—叶轮叶片。

叶轮气浮适用于处理水量不大，悬浮物含量高的废水，如用于洗煤废水或含油脂、羊毛等废水的处理，去除率比较高，一般可达80%左右。该方法的特点是设备不易堵塞、运行管理、操作较为简单。

（3）涡凹气浮法

涡凹气浮法又叫空穴气浮法（Cavitation Air Flotation，CAF），是美国Hydrocal环保公司的专利产品。图2-23所示是涡凹气浮系统示意图。其工作原理是：污水流经涡凹曝气机（4）的涡轮（7），涡轮利用高速旋转产生的离心力，使涡轮轴心产生负压，从进气孔（5）吸入空气。空气沿涡轮的四个气孔排出，并被涡轮叶片打碎，从而形成大量微小的气泡均匀地分布在水中。微气泡与水中悬浮的固态或液态污染物质颗粒黏附，形成水—气—颗粒三相混合体系，颗粒黏附上气泡后，密度小于水即上浮到水面。刮泥机（3）将浮在水面的黏附气泡后的浮渣刮进集渣槽（2），通过螺旋输送器排出系统外。气浮池底部回流管（9）的循环作用大大减少了固体沉淀的可能性。涡凹气浮法的优点是：污水和循环水不需要通过一些强制的孔或者喷嘴，因此流体运行十分流畅，不会有任何堵塞现象的发生，污水的循环不需要泵和其他的一些设备。

图2-23　涡凹气浮系统示意图

1—水位调节器；2—集渣槽；3—刮泥机；4—涡凹曝气机；
5—进气孔；6—接触区；7—涡轮；8—分离区；9—回流管。

CAF涡凹气浮系统是专门为了去除工业废水和城市污水中的油脂、胶状物以及固体悬浮物而设计的。