新型溶氣氣浮系統(tǒng)的研制

酈智明 酈蘇浩 蔣武

（浙江永立環(huán)保股份有限公司，浙江諸暨 311800）

0.概述

氣浮也叫浮選處理法，是污水處理工程中一種比較常用的廢水處理方法，其原理是：利用溶氣機所產(chǎn)生的微氣泡作為載體，使廢水中的固體懸浮物、乳化油等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，然后利用氣泡的浮力將懸浮物浮至水面而形成浮渣，通過收集浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化水質(zhì)的目的。[1]氣浮不但可以有效去除污水中的固體懸浮物（SS），而且工藝簡單、設(shè)備投資少、操作方便、處理效果明顯，是十分理想的污水處理設(shè)備。

1.國內(nèi)外現(xiàn)狀

目前較為普遍應(yīng)用在污水處理工程中的氣浮有兩類:一類是壓力溶氣氣浮，另一類是渦凹?xì)飧　?/p>

壓力溶氣氣浮由3部分組成：溶氣發(fā)生系統(tǒng)（溶氣機）、溶氣釋放系統(tǒng)（釋放頭）以及固液分離系統(tǒng)（氣浮箱體），其中溶氣發(fā)生系統(tǒng)又由空壓機、循環(huán)泵和壓力溶氣罐組成。這種氣浮系統(tǒng)優(yōu)點是氣泡直徑較小、處理效果好，系統(tǒng)也比較穩(wěn)定；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、能耗高、運行效率低，安裝、調(diào)試和使用等都比較困難，而且釋放器容易堵塞。

渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)不用溶氣機，也不需要釋放器，采用曝氣機直接將氣泡注入到污水中。這種氣浮系統(tǒng)由于產(chǎn)生的氣泡直徑大、吸附能力差，浮渣時需加入較大劑量的絮凝劑，運行成本高、處理效率低，應(yīng)用行業(yè)也有一定的局限性。

2.立式對向流氣浮系統(tǒng)的研制

立式對向流氣浮系統(tǒng)在原理上與傳統(tǒng)壓力溶氣氣浮系統(tǒng)一樣，但在結(jié)構(gòu)、溶氣方法以及微氣泡與固體懸浮物的接觸方式上均有根本性地改變。

立式對向流氣浮系統(tǒng)中的溶氣發(fā)生系統(tǒng)可采用前面所述的一體式溶氣機；溶氣釋放系統(tǒng)可采用我公司研制的專利技術(shù)——大流量管路釋放器［專利號ZL201320282790.8］，本文重點介紹了固液分離系統(tǒng)，即對向流氣浮箱箱體的開發(fā)研制（如圖1）。

圖1 立式對向流氣浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

立式對向流氣浮系統(tǒng)具體技術(shù)、工作順序（如圖2）。

圖2 立式對向流氣浮系統(tǒng)工作順序

正常氣浮箱箱體中固液分離室約占3/4以上的體積，固液分離室中的固液分離基本上是在箱體上半部分進(jìn)行，此時箱體下半部幾乎全被浪費，因此這種箱體利用率很低。[2]但在對向流氣浮箱箱體中，將臥式結(jié)構(gòu)改為立式結(jié)構(gòu)，分離區(qū)和刮渣槽位于箱體上部，釋放器進(jìn)口則位于箱體下部，接觸區(qū)位于箱體中部，絮凝后的污水被引入到箱體上部，經(jīng)減速壓釋放的溶氣水引入到氣浮箱體下部，在氣浮箱體內(nèi)，利用溶氣水中的微細(xì)氣泡上升的速率與被處理污水由上向下流動速率的差值，形成兩種流體，即污水和溶氣水的對向流，并形成以氣泡為中心的共核，使微細(xì)氣泡與污水中的固體懸浮物充分接觸后吸附，從而將懸浮物一起帶至水面，實現(xiàn)固液分離，這樣的流態(tài)可以最大限度地利用溶氣水中的微細(xì)氣泡，以提高處理效果和效率，此時箱體利用率很高，所以能大大減小箱體體積。

采用此種結(jié)構(gòu)的氣浮系統(tǒng)在以下4個方面具有突出優(yōu)點：（1）設(shè)備體積大幅度減小、成本降低，相比國內(nèi)現(xiàn)有同等處理量的氣浮設(shè)備，設(shè)備成本至少降低1/3以上，特別是在處理量提高時，設(shè)備體積不會成倍增加，因此減少設(shè)備投資費用；（2）設(shè)備充分利用空間體積，所以減小占地面積，節(jié)省大量建設(shè)用地；（3）運輸成本大大降低；（4）處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)氣浮設(shè)備、凈化效率高，因此在使用過程中能降低電耗和藥劑量、降低運行成本，擴大了使用范圍。

根據(jù)本公司一個項目運行情況測算，現(xiàn)有氣浮設(shè)備的電耗和藥劑費用在0.15元左右，而采用立式對向流氣浮系統(tǒng)的電耗和藥劑費用不超過0.08元，即每處理一噸水，立式對向流氣浮系統(tǒng)可節(jié)約50%以上的電費和藥費。

筆者除了對固液分離系統(tǒng)進(jìn)行徹底改進(jìn)和繼續(xù)研制外，同時對溶氣機和釋放器均進(jìn)行了研究，特別針對溶氣機主機，準(zhǔn)備進(jìn)行以下幾方面的創(chuàng)新：（1）準(zhǔn)備由潛水式結(jié)構(gòu)代替原來的立式結(jié)構(gòu)，使泵頭部分與電機同軸，極大縮短軸長，提高設(shè)備使用可靠性，降低機械損耗；（2）用溶氣水直接冷卻潛水電機，使機器既可在液下運行，也可在液上運行，擴大使用范圍，提高安裝靈活性和電機的使用可靠性；（3）在水力部件上將首次采用閉式旋渦葉輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開式葉輪進(jìn)行氣液混送。

這個研制成功后，將會打破只有開式葉輪才能進(jìn)行氣液混送的常規(guī)，并且大幅提高溶氣機的水力效率，在同樣功率下增加溶氣水?dāng)?shù)量，即增加處理量，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.結(jié)語

立式對向流氣浮系統(tǒng)無論在理論上還是在外形結(jié)構(gòu)上，在國內(nèi)均獨一無二，試制成功后不僅會給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時也將給國家、社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。