壓力溶氣氣浮是我國應用比較早的一種氣浮技術,其主要由接觸室、反應室、刮渣裝置、壓力溶氣罐和頭等組成(如圖1所示)。經(jīng)過絮凝的污水由氣浮池的底部進入接觸室,同溶氣器的氣泡接觸。這時絮粒與氣泡附著在一起,并在接觸室內(nèi)緩慢上升,接著隨水流進入分離室,刮渣裝置去除在水面上的浮渣漂??梢栽诔鏊牡胤饺〕鲆徊糠炙?,這部分水經(jīng)過加壓處理。通過機器向罐內(nèi)充入高壓空氣,讓充入的空氣溶于水中。
由于這部分氣液混合體的突然,這時的壓力驟然降到常壓,從水中溶解的氣體就會突然出來產(chǎn)生大量的小氣泡。氣液混合的程度很大方面取決于壓力溶氣罐的好壞,國內(nèi)的很多處理工藝都可以明顯促進氣液混合的比例。
加壓溶氣氣浮作為應用最為普遍的氣浮工藝,在許多領域都有廣泛的應用,主要應用于污水凈化,廢水深度處理,以及一些成分單一、表面張力較大的廢水處理等方面。其次加壓溶氣氣浮技術的應用范圍廣、應用性強。
溶氣泵氣浮設備基本原理是:先由溶氣泵抽取出水作為回流水,然后產(chǎn)生氣液混合物,氣液混合物進入反應室之后,水中的微小氣泡開始往水面移動,同時雜質(zhì)顆粒粘在小氣泡上形成小浮體,小浮體上浮水面形成浮渣。浮渣隨著水流緩慢進入下一個裝置,最后由特殊的設備將殘留物去掉。然后剩下的清水則會被收集或者繼續(xù)處理,這樣氣浮過程就算完成了。污水從裝置的緩慢加入,并且由緩慢攪拌后會產(chǎn)生聚合物,同時從裝置的下方進入接觸室。聚合物同溶氣水中的小氣泡接觸并上浮。
近幾年發(fā)展起來的新型溶氣泵氣浮技術有很廣闊的市場前景。溶氣泵氣浮技術克服了附屬設備多、能耗大和氣泡大的缺點,同時具有能耗低的優(yōu)點。溶氣泵的原理是在泵的入口處,將空氣和水一起注進泵殼內(nèi),葉輪高速轉(zhuǎn)動將吸入的空氣切割成小氣泡,在泵內(nèi)的高壓下小氣泡迅速溶解在水中,然后進入氣浮池完成上浮過程。溶氣泵所產(chǎn)生的氣泡直徑一般比較小,當吸入空氣最大溶解度和溶氣水中最大含氣量達到的時候,泵的性能表現(xiàn)的十分穩(wěn)定。同時為泵的調(diào)節(jié)和氣浮工藝的控制提供了最佳的操作條件。溶氣泵氣浮技術工藝簡單,能耗低。
淺層氣浮主要是通過動態(tài)進出水來實現(xiàn)最佳的靜態(tài)分離效果,能夠使得帶氣絮??焖俑〕鲆好?,以此達到固液分離,從而提高其處理的效率,其工藝流程如圖2所示。
淺層氣浮設備通過靜止沉淀和多次浮選技術,提高了反應器的處理效率。同時淺層氣浮設備同靜止沉淀技術相結(jié)合,極大降低了沉淀池水的深度。淺層氣浮設備產(chǎn)生的溶氣水可以到達沉淀池的每個地方,這樣一來就克服了傳統(tǒng)的“氣浮死區(qū)”難題。提升了處理效率,同時也縮小了沉淀池的體積。
淺層氣浮實現(xiàn)了設備是運動的,水體是靜止的,這樣就減弱了水體流動帶給分離的影響。在傳統(tǒng)的氣浮裝置中,難以避免池底有泥砂或雜質(zhì),傳統(tǒng)的氣浮裝置為了防止帶出沉在池底的泥砂,一般出水管都需要設置懸高。但是淺層氣浮裝置在池底有刮泥裝置,所以就不需設置懸高。通過分析可知,一般淺層氣浮裝置的有效水深為400~500mm。因此淺層氣浮不僅水深小,而且體積也小很多。同時淺層氣浮池采用的是圓形設計,這樣一來池內(nèi)不存在死區(qū),了浮選的高效。這也充分說明了淺層氣浮性能優(yōu)越,具有廣闊的應用前景。
除了以上三種主要的氣浮技術,還有渦凹氣浮、射流氣浮和電解氣浮等。其中射流氣浮結(jié)構(gòu)簡單,占地小,且運行費用低,一般應用在廢水生化系統(tǒng)方面代替?zhèn)鹘y(tǒng)氣浮裝置。而電解氣浮比較適用于難以處理的廢水領域,但是由于電力成本和電極板鈍化問題,很難進行大范圍的推廣。
我們還選取了三種不同的氣浮形式,做了一個簡單的對比實驗。實驗條件:處理水為食品生產(chǎn)污水;水溫23℃,實驗結(jié)果如表1所示。盡管渦凹氣浮法有了很大的提高,但是過度依賴于葉輪的高速切割產(chǎn)生的氣泡在無壓體系中自然,氣泡的直徑過大、動力消耗過高。
在污水處理的過程中,仍然需要進一步的改進處理工藝,采用更加先進的氣浮技術。污水如果能夠被更好的達標處理和回收,就會明顯減少污水對的污染,具有巨大的效益和經(jīng)濟效益。同時要結(jié)合現(xiàn)代的高新技術,積極借鑒國外成功的經(jīng)驗,只有這樣才能促進污水處理能力和效果的不斷提升。