加压溶气气浮技术在印染废水活性污泥处理后的应用
更新时间：2012-05-25 10:31
来源：广东化工
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印染废水经过活性污泥法处理后出水的分离效果直接影响到废水能否达标排放，而气浮法水处理工艺是一项在工业废水及生活污水处理方面得到广泛应用的一项环保技术，它利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污杂物，使其密度小于水而上浮到水面上实现固液和液液分离的过程。中山一家大型印染厂采用了回流压力溶气气浮的方法对泥水混合液进行分离回流，通过高精度液位传感器和变频技术的应用，成功解决了压力溶气气浮运行操作繁琐，对操作人员要求高的问题，实现了无人化管理，且实际占地面积仅为传统二沉池面积的六分之一。经实际运行，通过对气浮池进出水SS的测定，发现该做法达到了预期效果，能够满足处理要求。
1加压溶气气浮技术工艺原理
溶气气浮是使空气在一定压力的作用下，溶解于水中并达到过饱和的状态，然后再突然使水减到常压，这时溶解在水中的空气，便以微小气泡的形式从水中逸出，以完成气浮过程的方法。溶气气浮形成的气泡，粒度很小，其初粒度约在<100μm左右。气泡与水的接触时间，可根据需要加以控制。因此，溶气浮的净化效率较高，在水处理领取得了广泛应用。根据气泡从水中析出时所处压力的不同，溶气气浮又可分为：加压溶气气浮和溶气真空气浮两种类型。前者是空气在加压条件下溶入水中，而在常压下析出；后者是空气在常压或加压条件下溶入水中，而在负压条件下析出。目前加压溶气气浮是国内外最常用的气浮方法。
加压溶气气浮工艺又有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程三种[1]。全溶气流程是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离。部分溶气流程是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池。该流程因部分废水经溶气罐，所以溶气罐的容积比较小。回流加压溶气流程是将部分出水进行回流加压，废水直接送入气浮池。
加压溶气气浮法工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。
1.1压力溶气系统
它包括水泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。采用空压机供气方式的溶气系统是目前应用最广泛的压力溶气系统。气浮法所需空气量较少，可选用功率小的空压机，并采取间歇运行方式。此外空压机供气还可以保证水泵的压力不致有大的损失。一般水泵至溶气罐的压力约0.3MPa，因此可以节省能耗。为了提高溶气效率，大都采用喷淋填料压力溶气罐。
1.2溶气释放系统
它一般是由释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。对溶气释放器的具体要求是：
(1)充分地减压消能，保证溶入水中的气体能充分地全部释放出来；
(2)消能要符合气体释出的规律，保证气泡的微细度，增加气泡的个数，增大与杂质粘附的表面积，防止微气泡之间的相互碰撞而使气泡扩大；
(3)创造释气水与待处理水中絮凝体良好的粘附条件，避免水流冲击，确保气泡能迅速均匀地与待处理水混合，提高"捕捉"机率；
(4)为了迅速地消能，必须缩小水流通道，故必须要有防止水流通道堵塞的措施；
(5)构造力求简单，材质要坚固、耐腐蚀，同时要便于加工、制造与拆装，尽量减少可动部件，确保运行稳定、可靠；
(6)溶气释放器的主要工艺参数为：释放器前管道流速：1m/s以下，释放器的出口流速以0.4～0.5m/s为宜；冲洗时狭窄缝隙的张开度为5mm；每个释放器的作用范围30~100cm。
1.3气浮分离系统
它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积，使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附，以保证带气絮凝体与清水分离。
2工艺特点
全溶气及部分溶气因用原水进入溶气罐，对印染废水而言，因絮状纤维较多，如采用带填料的溶气罐，易于堵塞。所以本工程采用回流加压溶气气浮技术。
通过高精度液位传感器和变频技术的应用，成功解决了压力溶气气浮运行操作繁琐，对操作人员要求高的问题，实现了无人化管理。经实际运行，该做法达到了预期效果，能够满足处理要求。
为提高污泥气浮池运行的稳定性，同时为了降低能耗，设计采用两段气浮的方式，将释放器分成两段布置。因该厂好氧工艺中采用射流曝气的方式，污泥中夹带部分微气泡，污泥有上浮的趋势，故前端气浮布置部分释放器，利用污泥的上浮趋势进行分离；后端对残留的污泥进行二次絮凝，必要时投加少量PAM，增大絮体尺度，提高微气泡对污泥的捕捉能力，进行二次分离。
前后两段气浮均采用平板堰溢流的方式连续回流上浮的活性污泥浮渣，作为好氧池的回流污泥；回流系统配套液位控制系统，实现了无人自动化管理。
采用TC型专利释放器作为溶气释放器。TC型专利释放器是继TS、TJ、TV型专利释放器获得广泛应用的基础上，创研的第四代释放器。它克服了前几代释放器微气泡与水中絮粒接触范围不广、消能释气的构造不够理想、出流量偏小、难于适应大工程需求等不足，并充分体现了以下的优特点：
(1)首次真正实现了360度全方位的均匀布气，消除了捕捉絮体的接触死角。
(2)首次采用了以宽扁环缝为主，多层渐扩为辅的更趋合理的消能结构。
(3)首次采用环状多孔式进水，打破了以往释放器单个出流量无法做大的框框，使工程中的释放器数量大为减少，使之符合大工程大容量的新要求。
(4)首次采用了性能优良的接插件技术，改进了许多零部件结构，使产品性能更趋精良，安装更加方便，成本相对降低。正式上述优点，使得气浮应用领域更为广泛，溶气气浮在污水处理中作为好氧生化法后续固液分离的成功实现充分体现了其在各类气浮中无可替代的优势。
3运行效果
设计参数：污泥回流比：30%，进水流量：1950m3/hr；絮凝时间：15min，气固比：0.017，溶气水回流比：70%，水力负荷：4m3/m2·hr
构筑物结构型式：地上式钢砼水池，外部尺寸：32×7×4.0(m)，数量：3座；
主要设备：溶气循环泵：300S32型，Q=790m3/hr，H=32m，N=90kw，数量3套，2用1备；
溶气罐：TR-1600型，过水流量350m3/hr，9个(每套3只)
溶气释放器：TC-10型，过水流量10m3/hr，180
套气浮池进水水质以及从2010年7月到2010年12月气浮池进出水监测结果如下。
4结论
(1)从以上数据可知回流加压溶气气浮技术对印染废水的SS去除效果好，一级气浮出水能保持在120mg/L以下，二级气浮出水能保持在30mg/L以下。
(2)回流加压溶气气浮工艺处理印染废水经过该厂的工程实际运行，整个处理系统运行稳定，创造了良好的经济、社会和环境效益。由此可见，该工艺在印染废水处理实践中是可行的、可靠的。
参考文献
[1]张胜林，夏明芳．印染废水处理技术及典型工程[M]．北京：化学工业出版社，2005：76-77．
(本文文献格式：于锋，范益恒．加压溶气气浮技术在印染废水活性污泥处理后的应用[J]．广东化工，2012，39(1)：201-202)
[作者简介]于锋(1984-)，男，江苏淮安人，本科，主要从事环境方面的工作。
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1加压溶气气浮技术工艺原理
溶气气浮是使空气在一定压力的作用下，溶解于水中并达到过饱和的状态，然后再突然使水减到常压，这时溶解在水中的空气，便以微小气泡的形式从水中逸出，以完成气浮过程的方法。溶气气浮形成的气泡，粒度很小，其初粒度约在<100μm左右。气泡与水的接触时间，可根据需要加以控制。因此，溶气浮的净化效率较高，在水处理领取得了广泛应用。根据气泡从水中析出时所处压力的不同，溶气气浮又可分为：加压溶气气浮和溶气真空气浮两种类型。前者是空气在加压条件下溶入水中，而在常压下析出；后者是空气在常压或加压条件下溶入水中，而在负压条件下析出。目前加压溶气气浮是国内外最常用的气浮方法。
加压溶气气浮工艺又有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程三种[1]。全溶气流程是将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离。部分溶气流程是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池。该流程因部分废水经溶气罐，所以溶气罐的容积比较小。回流加压溶气流程是将部分出水进行回流加压，废水直接送入气浮池。
加压溶气气浮法工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。
1.1压力溶气系统
它包括水泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。采用空压机供气方式的溶气系统是目前应用最广泛的压力溶气系统。气浮法所需空气量较少，可选用功率小的空压机，并采取间歇运行方式。此外空压机供气还可以保证水泵的压力不致有大的损失。一般水泵至溶气罐的压力约0.3MPa，因此可以节省能耗。为了提高溶气效率，大都采用喷淋填料压力溶气罐。
1.2溶气释放系统
它一般是由释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。对溶气释放器的具体要求是：
(1)充分地减压消能，保证溶入水中的气体能充分地全部释放出来；
(2)消能要符合气体释出的规律，保证气泡的微细度，增加气泡的个数，增大与杂质粘附的表面积，防止微气泡之间的相互碰撞而使气泡扩大；
(3)创造释气水与待处理水中絮凝体良好的粘附条件，避免水流冲击，确保气泡能迅速均匀地与待处理水混合，提高"捕捉"机率；
(4)为了迅速地消能，必须缩小水流通道，故必须要有防止水流通道堵塞的措施；
(5)构造力求简单，材质要坚固、耐腐蚀，同时要便于加工、制造与拆装，尽量减少可动部件，确保运行稳定、可靠；
(6)溶气释放器的主要工艺参数为：释放器前管道流速：1m/s以下，释放器的出口流速以0.4～0.5m/s为宜；冲洗时狭窄缝隙的张开度为5mm；每个释放器的作用范围30~100cm。
1.3气浮分离系统
它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积，使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附，以保证带气絮凝体与清水分离。
2工艺特点
全溶气及部分溶气因用原水进入溶气罐，对印染废水而言，因絮状纤维较多，如采用带填料的溶气罐，易于堵塞。所以本工程采用回流加压溶气气浮技术。
通过高精度液位传感器和变频技术的应用，成功解决了压力溶气气浮运行操作繁琐，对操作人员要求高的问题，实现了无人化管理。经实际运行，该做法达到了预期效果，能够满足处理要求。
为提高污泥气浮池运行的稳定性，同时为了降低能耗，设计采用两段气浮的方式，将释放器分成两段布置。因该厂好氧工艺中采用射流曝气的方式，污泥中夹带部分微气泡，污泥有上浮的趋势，故前端气浮布置部分释放器，利用污泥的上浮趋势进行分离；后端对残留的污泥进行二次絮凝，必要时投加少量PAM，增大絮体尺度，提高微气泡对污泥的捕捉能力，进行二次分离。
前后两段气浮均采用平板堰溢流的方式连续回流上浮的活性污泥浮渣，作为好氧池的回流污泥；回流系统配套液位控制系统，实现了无人自动化管理。
采用TC型专利释放器作为溶气释放器。TC型专利释放器是继TS、TJ、TV型专利释放器获得广泛应用的基础上，创研的第四代释放器。它克服了前几代释放器微气泡与水中絮粒接触范围不广、消能释气的构造不够理想、出流量偏小、难于适应大工程需求等不足，并充分体现了以下的优特点：
(1)首次真正实现了360度全方位的均匀布气，消除了捕捉絮体的接触死角。
(2)首次采用了以宽扁环缝为主，多层渐扩为辅的更趋合理的消能结构。
(3)首次采用环状多孔式进水，打破了以往释放器单个出流量无法做大的框框，使工程中的释放器数量大为减少，使之符合大工程大容量的新要求。
(4)首次采用了性能优良的接插件技术，改进了许多零部件结构，使产品性能更趋精良，安装更加方便，成本相对降低。正式上述优点，使得气浮应用领域更为广泛，溶气气浮在污水处理中作为好氧生化法后续固液分离的成功实现充分体现了其在各类气浮中无可替代的优势。
3运行效果
设计参数：污泥回流比：30%，进水流量：1950m3/hr；絮凝时间：15min，气固比：0.017，溶气水回流比：70%，水力负荷：4m3/m2·hr
构筑物结构型式：地上式钢砼水池，外部尺寸：32×7×4.0(m)，数量：3座；
主要设备：溶气循环泵：300S32型，Q=790m3/hr，H=32m，N=90kw，数量3套，2用1备；
溶气罐：TR-1600型，过水流量350m3/hr，9个(每套3只)
溶气释放器：TC-10型，过水流量10m3/hr，180
套气浮池进水水质以及从2010年7月到2010年12月气浮池进出水监测结果如下。
表1气浮池进水水质
Tab.1Flotationtankwaterquality
Tab.1Flotationtankwaterquality
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表2废水监测结果
Tab.2ResultsofWastewaterMonitoring
Tab.2ResultsofWastewaterMonitoring
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4结论
(1)从以上数据可知回流加压溶气气浮技术对印染废水的SS去除效果好，一级气浮出水能保持在120mg/L以下，二级气浮出水能保持在30mg/L以下。
(2)回流加压溶气气浮工艺处理印染废水经过该厂的工程实际运行，整个处理系统运行稳定，创造了良好的经济、社会和环境效益。由此可见，该工艺在印染废水处理实践中是可行的、可靠的。
参考文献
[1]张胜林，夏明芳．印染废水处理技术及典型工程[M]．北京：化学工业出版社，2005：76-77．
(本文文献格式：于锋，范益恒．加压溶气气浮技术在印染废水活性污泥处理后的应用[J]．广东化工，2012，39(1)：201-202)
[作者简介]于锋(1984-)，男，江苏淮安人，本科，主要从事环境方面的工作。
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