qfq浅池气浮装置的研究与应用(1)

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1、QFQ浅池气浮装置的研究与应用(1)　　摘要：本文介绍一种新型国产浅池气浮装置，其固液分离是在水流基本处于稳定状态下完成的。比较传统的气浮，其池深、布水方式，集水方式、撇渣方式，提出了较为先进的理论，并对传统气浮净水装置的发展提出了挑战。　　关键词：固液分离气浮零速度浅池理论撇渣装置　　在给水排水处理工艺程序中，固液分离技术及其设备是关键项目之一，采用气浮净水技术去除液体中微小悬浮颗粒，在国内已有约25年的发展历史，目前应用已非常广泛，其基本原理是向水中注入微气泡，并促其粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的浮体，上浮水面，从而获得分离杂质的一种净水法。　　1、传统气浮净水法按其气

2、泡产生形式可大致分为以下四种：　　分散空气气浮法—转子碎气法、微孔布气法；　　电解气浮法；　　生化气浮法—生化产生气泡、化学产生气泡；　　溶解空气气浮法—真空气浮法、压力气浮法；　　目前压力溶气法应用最广泛，与其它方法比较，压力溶气法具有以下优点：　　①在加压的条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多能够确保气浮效果。　　②溶入的气体经溶气释放器骤然减压释放，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离。　　③工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护。　　压力溶气气浮法又可分为以下三种：　　全溶气法；　　

3、部分溶气法；　　部分回流溶气法；　　其中部分回流法因其处理效果显著、稳定，并且能耗省、投资省等优点在国内较多选用，部分回流式传统溶气气浮池的分离区有效水深为，其工艺流程（如图1）　　图1中污水经污水泵提升，絮凝剂投加通常采用泵前加药，并通过水泵叶轮混合，进入反应室，反应形成絮体后进入接触室与溶气水相混合，其溶气水使用处理后的部分水回流，回流量控制在5-25%，通过回流泵进行加压，空气由空气压缩机提供。在气浮分离区微气泡粘附于絮体和杂质颗粒，形成比重小于水的浮体，上浮水面，通过刮渣机进行刮除，从而获得分离杂质的目的。　　2.气浮装置处理污水的原理气浮法本身是一种物理法，但是可能伴

4、随着十分复杂的物理化学反应；单从物理角度来分析，粘附微气泡颗粒（带气颗粒）的上升速度取决于斯笃克斯定律，即颗粒的上升速度V上升，取决于颗粒的粒径（d）、密度（ρs），以及液体的密度（ρ）和粘滞度（μ）等参数，其表达式为：u=gd2/18μ；V上升的速度通过实验验证，一般可取6mm/s，V下（分离区水流下流速度）的速度一般可取2-3mm/s，在气浮中当V上升＞V下时固液可以分离，当V上升＜V下时絮粒将随水流出气浮池，在气浮池的设计中，停留时间一般为10-20min，这样水深H=V下•T•60/1000=×15×60/1000=,故传统气浮一般池深都在左右。　　如按絮体在分离区的实

5、际运行情况，一般把水深H分为5个阶段（如图2所示）。　　　　H1段，处理后清水区，一般取200-400mm，　　主要考虑气浮在长期运行中为避免沉积于池底的泥沙等进入集水管。　　H2段，清水下降段，一般取200mm，此段为纯清水区域。　　H3段，安全段，一般取600mm，该段为适应因水量水质、流速、絮粒大小及因操作不当引起的处理效果不佳等冲击，A-A界面为带气絮体与水的分界面，但在实际使用过程中不排除该段区域中存在微小絮体。　　H4带气絮体上升区，一般取600mm，微气泡粘附于絮体和杂质颗粒，形成比重小于水的浮体在此段上浮。　　H5浮渣区，一般取100mm，浮渣通过一段时间的上升

6、，在该区域形成高密浮渣区，此时浮渣含水率在95%左右。　　H=H1H2H3H4H5=1700mm-1900mm　　以上分析，传统气浮池在原理和工艺上决定了该处理装置池深在。　　浅池式气浮为江苏一环环保设计研究院于一九九一年开始研究、试制，根据国外资料所载情况的介绍，在研究和调试中不断的探索，历时2年于九三年初研制成功其有效水深为400-500mm，表面负荷最大可达3/m2•h，并获得国家专利（专利号：），经对含油污水、化工染料污水、肉食品加工废水及生活污水等各类污水处理，其运行情况良好，其结构原理（如图3）所示。　　　　该处理装置原水和溶气水在气浮池池体外混合后进入中心进水管，

7、通过旋转布水装置和稳流、整流装置进入气浮池体，处理后的出水通过旋转集水装置出水，浮渣通过撇渣装置排出设备，该撇渣装置为挖斗式；本装置1-6部分均附着于中心筒在驱动装置的动力下逆时针运行，而各装置的运行并不带动处理水的波动，这就是本装置的关键所在，即零速度。　　零速度的原理是气浮池体内的水流不随布水、集水装置的转动而形成波动，因其旋转布水后的水流速度与旋转集水出流速度相同，而布水后的水体的流向与旋转的方向相反，随着旋转布水器的循环和稳流整流装置的作用，在池内产生了无数个互不干扰的分离区域，各分