溶氣氣?。―AF）是氣浮的一種，它利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，對全部或部分待處理(或處理后)的水進行加壓并加氣，增加水的空氣溶解量，通入加過混凝劑的水中，在常壓情況下釋放，空氣析出形成小氣泡，粘附在雜質(zhì)絮粒上，造成絮粒整體密度小于水而上升，從而使固液分離。溶氣氣?。―AF）適用于處理低濁度、高色度、高有機物含量、低含油量、低表面活性物質(zhì)含量或具有富藻的水。相對于其它的氣浮方式（詳見附錄1），它具有水力負荷高，池體緊湊等優(yōu)點。但是它的工藝復雜，電能消耗較大，空壓機的噪音大等缺點也限制著它的應用。2．1 壓力溶氣系統(tǒng)（包括壓力溶氣罐、空壓機、水泵及其附屬設備）2．1．1 溶氣系統(tǒng)占整個氣浮過程能量消耗的50%，溶氣罐價值占工廠總基建投資的12%，因此優(yōu)化溶氣系統(tǒng)的設計對縮小氣浮操作費用是很重要的。溶氣罐多為園筒形,立式布置,容積按廢水停留時間25～3min計算，罐中可裝設有隔板，瓷環(huán)之類，也有用空罐的。因為溶氣罐內(nèi)水、氣相混合，所以一般按壓力容器進行設計，罐頂設自動排氣閥或罐底設自動減壓閥平衡壓力，罐內(nèi)壓力一般控制在0.45MPa左右為宜，據(jù)此可以確定提升泵、回流泵和空壓機的參數(shù)。在國外的設計資料和文獻中，認為氣水停留時間越長，溶氣效率越高。這樣就使得溶氣罐的體積顯得龐大，停留時間有時長達3～5min。國內(nèi)的研究證實了液膜阻力控制著溶氣速率，認為停留時間越長，溶氣效果越好的觀念不符合實際，因此國內(nèi)設計參數(shù)不同于國外，是以預定的溶氣效率為設計指標，以液相過流密度和液相總?cè)萘總髻|(zhì)系數(shù)為參數(shù)。所有研究都表明有填充床的溶氣罐比沒有填充床的有效，其效率最高可達到99%，但在實際運行中，經(jīng)常需對溶氣罐進行內(nèi)部檢查，因而在很多溶氣氣浮工藝中常選用沒有填充床的系統(tǒng)，而且大部分無填充床的溶氣罐常配有內(nèi)部的或外部的噴射器以提高溶氣效率。2．1．2 加壓溶氣法有兩種進氣方式，即泵前進氣和泵后進氣。第一種是泵前進氣，流程圖見圖3。當空氣吸入量小于空氣在該溫度下水中的飽和度時，由水泵壓水管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，廢水經(jīng)過水力噴射器時造成負壓，將空氣吸入與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送入溶氣罐。這種方式省去了空壓機，氣水混合效果好，但水泵必須采用自引方式進水，而且要保持lm以上的水頭，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10%，否則，水泵工作不穩(wěn)定，破壞了水泵應當具有的真空度，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。第二種是泵后進氣，流程圖見圖4。當空氣吸入量大于空氣在該溫度下水中的飽和度時，空氣通過空壓機在水泵的出水管壓入，但也不宜大于水泵吸水量的25%。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機供給空氣。為了保證良好的溶氣效果，溶氣罐的容積也比較大，一般需采用較復雜的填充式溶氣罐。圖3 泵前進氣流程圖 圖 4 泵后進氣流程圖2．1．3 空氣注入量的調(diào)節(jié)是浮選操作的另一關(guān)鍵因素，一般隨選擇的溶氣壓力或回流比而變。實驗也表明出水質(zhì)量僅依賴于引入系統(tǒng)的空氣總量(氣泡尺寸一致時)，而與單獨壓力或回流比無關(guān)。要根據(jù)污水水質(zhì)、浮選（混凝）劑和減壓釋放器的類型經(jīng)反復實踐而定。2．1．4溶氣罐內(nèi)水位高低是影響氣浮效果的重要因素。水們南寧市，縮小了水氣接觸部分的窖，溶氣效果不好；水位太低則缺乏必要的緩沖水深，氣體會穿過水層進入氣浮設備形成大氣泡，氣浮效果也不佳。推薦水位控制在罐內(nèi)1/3～1/4左右。2．1．5 溶氣罐內(nèi)的壓力是影響氣量的重要因素。一般情況下，壓力高，則溶氣多，在空壓機加氣方式中，溶氣罐內(nèi)的壓力是由空壓機氣壓和水泵共同決定的。在正運轉(zhuǎn)時，首先要保證足夠的水壓，但水壓和氣壓又要基本相當。在采用水射器加氣的方式中，保證溶氣罐壓力的關(guān)鍵是采用合適的水泵，一般水泵壓力應在保證額定流量的前提下大于0.3Mpa，溶氣罐壓力調(diào)整可通過調(diào)節(jié)溶氣罐出水閥、水泵出水閥、回流控制閥進行。2．1．6根據(jù)《中華人民共和國國家標準室外排水設計規(guī)范》第8.2.7條 溶氣罐的設計應符合下列要求：一、溶氣罐工作壓力宜采用300～500kPa（約為3～5kgf/cm2）；二、空氣量以體積計，可按污水量5～10%計算；三、污水在溶氣罐內(nèi)停留時間應根據(jù)罐的型式確定，一般宜為1～4min，罐內(nèi)應有促進氣水充分混合的措施；四、采用部分回流的溶氣罐宜選用動態(tài)式，并應有水位控制措施。2．1．7有應用中提到，增加一個精密空氣穩(wěn)流器，它的作用是使空氣在進入溶氣罐的噴頭前，確保壓力平穩(wěn)、均一?；亓鞅仁侵?，當采用部分回流溶氣氣浮法時，進入溶氣罐加壓溶氣的回流水量與處理水量的比值。回流比一般為廢水的25％～50％。但當污水水質(zhì)較差，且污水水量不大時，可適當加大回流比，以保證出水水質(zhì)。2．2 溶氣釋放系統(tǒng)（主要是釋放頭）釋放器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，它對氣泡形成的大小、分布以及對氣浮凈水效果和運行費用均有明顯影響。目前被采用的釋放器的釋氣效率可達99.2%。2．2．1 以前的研究認為，釋氣泡的大小與溶氣壓力有關(guān)，低壓時形成大氣泡居多，不利于氣浮。國內(nèi)最新研究認為：溶氣水在減壓消能時氣泡的釋放規(guī)律與氣泡在靜水中的狀況不同；低壓時大氣泡的出現(xiàn)歸咎于釋放器不良所致。除了要釋放出大量穩(wěn)定的微小氣泡，關(guān)鍵是要如何防止堵塞。目前國內(nèi)外采用不同類型的釋放器,有簡單閥門式、針型閥式以及專用釋放器（專利）。溶氣釋放器的專利產(chǎn)品很多,其中效果較好的一般都有以下特點：在噴嘴處有一個瞬間的壓降；在釋放器的入口處水流方向會突然改變（常為90 ）；釋放器口徑不超過2.5mm,水在釋放器中的停留時間＜1.5ms；離開釋放器的水流速度逐漸變??；離開釋放器的水體會與其前面一擋板發(fā)生撞擊。任何釋放器都不可能只產(chǎn)生微氣泡，而一般是產(chǎn)生直徑在40～70 ｍ之間的氣泡，一些大氣泡的產(chǎn)生是不可避免的，盡管這些大氣泡的存在會降低系統(tǒng)的運行效率。2．2．2 根據(jù)《中華人民共和國國家標準室外排水設計規(guī)范》第8.2.8條 溶氣釋放器的選用應根據(jù)含油污水水質(zhì)、處理流程和釋放器性能確定。2．3 氣浮分離系統(tǒng)（氣浮池構(gòu)件）氣浮分離系統(tǒng)的功能是確保一定容積來完成微氣泡群與水中雜質(zhì)的充分混合、接觸、粘附以及帶氣絮粒與清水的分離。2．3．1為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。對于鋁類絮凝劑，通過提高攪拌強度均可使出水濁度進一步降低。為保證浮選(混凝)劑的混凝作用，浮選池進水端宜設靜態(tài)管道混合器和反應室，反應室有效容積約按廢水(進水量與回流量的和)停留時間10分鐘計算，一般分為三間，迷宮式布置，且每間設攪拌機提高混凝效果，每間中的速度梯度常常是相同的。絮凝池（也即反應室）設計最好提供活塞流狀態(tài)（紊流堆動狀態(tài)），可以確保較好的氣浮效果。2．3．2 溶氣氣浮池的最大建議尺寸可達145m2，相應的產(chǎn)水能力為2900～4350m3/ h，單位面積的產(chǎn)水能力至少提高了一倍。溶氣氣浮池的深度從1.5m增加到5.0m，且池型由長方形向正方形發(fā)展，長寬比在(1.2～2)：1之間。目前運行良好的溶氣氣浮池的長度最大可達12m，但寬度被限制為8.5m，這主要是因為機械刮渣機的最大跨度為8.5m。污水在氣浮池內(nèi)的停留時間一般取30～40min，工作水深為15～25m，長寬比不小于4，表面負荷5～10m3/m2 h。若停留時間太短，水流的沖擊力大，浮選罐中的污水牌較強的紊流狀態(tài)，這樣不但不利于氣泡與絮體的粘附，反而會將部分已粘附在氣泡上的絮體打碎；另外，由于紊流和較短的反應時間，而使投加的部分混凝劑未反應完全時就隨出水流出，致使出水中懸浮固體的去除率降低，甚至出現(xiàn)負增長的趨勢。2．3．3 氣浮池分2個區(qū):接觸區(qū)和分離區(qū)。2．3．3．1 設計接觸區(qū)時，要注意控制絮凝水的上升流速，避免短流、偏流，不致在上浮過程中被水流剪脫已粘附的氣泡而影響后續(xù)分離效果。通常情況下接觸區(qū)的上升流速以控制在10～20mm/s為宜,高度以1.5～2.0m為宜,在這種流速和高度下,既保證了絮粒和微氣泡的接觸時間,又不會造成絮粒因上浮時間過長而破壞或下沉。合理地布置釋放器，使釋放水的作用范圍遍及全區(qū)，能充分、及時地使微氣泡下絮粒接觸。2．3．3．2 分離區(qū)選擇分離速度時，應有利于帶氣絮粒上浮。對于絮粒大、密度小、不易破碎的帶氣絮粒一般采取較大的分離速度，反之取較小值。分離區(qū)的流速宜在1～3mm/s,流速過小會造成大絮粒因擁擠而沉淀,流速過大會造成帶氣絮粒和清水的分界面向下延伸,從而造成絮粒隨水流出、水質(zhì)下降。對濃度大、浮渣多，在固液分離時形成擁擠上浮現(xiàn)象的應減小上浮速度，否則浮渣層太厚會造成落渣，或因分離區(qū)容積過小而影響分離效果。選取集水系統(tǒng)時，盡可能做到集水均勻，不讓上浮較慢的細小帶氣絮粒流出池外。為此，應避免短流、快部滯流、碰壁回流等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。當溶氣氣浮池的水力負荷＞10 m3/m2 h時，很容易出現(xiàn)氣浮出水攜帶氣泡進入后續(xù)濾池的情況，氣泡會存在于濾池的上層。雖然有人發(fā)現(xiàn)濾池中氣泡的存在會有利于水中顆粒的去除，但是它會導致濾池水頭損失的急劇升高，從而使濾池運行周期顯著縮短，因此應該避免濾池進水中氣泡的存在，所以在大幅度提高溶氣氣浮池水力負荷的同時，必須設置脫氣系統(tǒng)（具體內(nèi)容見附錄2）以保證工藝的正常運行。安裝簡易，靈巧的刮渣設備，以便刮渣時不致擾動浮渣層而產(chǎn)生落渣，影響出水水質(zhì)。2．3．4 國內(nèi)外氣浮池的設計參數(shù)變化范圍很大，我國主要采用以下參數(shù)：接觸區(qū)： 停留時間 ＞ 2.0min 表面負荷率 36～72 m3/m2 h分離區(qū)： 表面負荷率 7.2～10.8 m3/m2 h2．3．5 根據(jù)《中華人民共和國國家標準室外排水設計規(guī)范》第8.2.9條 氣浮池可采用矩形或圓形。矩形氣浮池的設計應符合下列要求：一、氣浮池應設置反應段，反應時間宜為10～15min；二、每格池寬不應大于4.5m，長寬比宜為3～4；三、有效水深宜為2.0～2.5m，超高不應小于0.4m；四、污水在氣浮池分離段停留時間不宜大于1.0h；五、污水在池內(nèi)的水平流速不宜大于10mm/s；六、氣浮池端部應設置集沫槽；、池內(nèi)應設刮沫機，刮沫機的移動速度宜為1～5m/min。2．3．6 氣浮模型研究得出了一些新概念，如飲用水氣浮處理需針尖大小(數(shù)十微米)的絮體。pH對絮體形成和氣泡粘附一樣重要。在最佳pH時,顆粒的 電位接近于0或為負值,可采用較高的溢流流速度( 15m/h)。氣浮池的最佳設計是接觸區(qū)和分離區(qū)呈長窄形狀的活塞流反應器,停留時間分別大于1.5min和5min,這樣表面負荷要比傳統(tǒng)數(shù)值提高許多,而且效率較高。增加一個射流混合器可以保證隔油池出水與溶氣水充分混合后進入浮選池中，使形成的超微氣泡均一散布于池中。因為污水中一般含有毒有害物質(zhì)，故浮選池結(jié)構(gòu)設計要考慮設防腐層和頂蓋板，有條件時可考慮浮選氣體的有組織排放。