山東溶氣氣浮機科研技術成果展示

山東溶氣氣浮機科研技術成果展示

一、項目概述 

當前，國家關注環境保護工作，越來越重視環境污染問題，廢水治理作為一個老大難問題，一直困擾著各個企業，尤其是一些中小型企業，如造紙、印染、石油、化工、醫藥等企業，由于資金和技術等方面的制約，進口設備上不起，即時投巨資安裝處理設備，往往也因為巨額的運行費用而開開停停，以應付環保部門的檢查。針對目前這種現狀，我公司參考*技術，研制開發了DAF系列溶氣氣浮技術與成套設備，效率更高，成本更低，維護操作更簡單。其處理效率和效果遠遠高于目前傳統常規氣浮，是各種氣浮的換代產品。 

二、結構特點及工作原理 

1、結構組成：

①槽體 ②微氣泡發生器  ③容器裝置  ④配藥裝置 ⑤排泥槽  ⑥出水管 

2、結構特點：由于槽體制造上的特點，它是以率的溶氣機理，經分置的微氣泡發生器，將原水、溶氣水及藥品（一切線旋流進入）得以快速結合、釋放、絮凝、升浮、微氣泡均勻、密度大，至槽體中上部時，升浮速度趨于穩定零速度，形成立體微循環狀態，保證了微氣泡與廢水中的絮凝體充分接觸、結合。不論在結合過程中或已經結合的絮凝物，都不會受外力而被破壞其結合，絮凝物浮層穩定。 

3、工作原理： 

配藥裝置：藥品經流量計、溶解、過濾、膠板泵送（按一定的工藝配比）至氣浮槽內微氣泡發生器，同時原水及經溶氣水（為減少處理負荷，溶氣水可用原水）分別進入氣泡發生器，經溶水器裝置的相對穩定的壓力作用，高密度的溶氣水與藥水、原水能快速釋放壓、升浮，保證了微氣泡與廢水中絮凝體充分接觸結合，微氣泡帶動懸浮物上浮之中上部時形成了穩定的浮層，立體微循環也趨于穩定，懸浮物在結合過程中不易受外力破壞其結合，清水在立體微循環作用下，在槽體中下部澄清區周圍儲存，經清水排出口排走。當絮凝物在槽體上平面形成穩定的浮層，且逐漸升高到一定水平面時，自然從帶傾斜的排泥槽排走，無需增加動力設備，當需定時排污時，關閉各出水（清水閥）閥，液位即可上升，浮層全部排除*。另外底部沒有排污閥，沉淀底部的污物可定期排污。 

三、技術關鍵與特點 

1、處理效率高 

氣浮處理效率的高低，取決于單位體積溶氣水所能浮起的懸浮粒子的zui大重量。我們將其定義為單位浮量，這是溶氣水質量好壞的一項客觀指標。空氣屬于難溶于水的物質，常壓下，空氣在水中的溶解度約為1.8%，在0.3Mpa的壓力下，溶解度可達到5.4%，如何讓這些有限的溶解空氣充分發揮作用，是氣浮的技術關鍵。而縮小氣泡的直徑、增大氣泡群密度、改善氣泡均勻度，是提高氣浮效率的關鍵。三者互相關聯，互相制約。1個100?m的氣泡如果變成等體積的1m的氣泡，其數量可以達到106個，所以在容解空氣總量一定的前提下，縮小單個氣泡的直徑，即可增大氣泡群密度，同時氣泡群的均勻性也可以改善。傳統氣浮效率低，其zui重要的原因之一就是因為所產生的氣泡直徑過大，主體氣泡群氣泡的直徑一般都在50?m以下，氣泡群的密度（消能后單位體積溶氣水中所含氣泡個數）一般在108個/cm以下，氣泡群均勻性（主體氣泡群數量占總氣泡數量的比例）差，直徑大于100?m的氣泡占85%以上，這些氣泡都屬于無效浮選氣泡。而且由于氣泡直徑過大，導致氣泡上升速度過快，致使絮凝體遭到沖擊而破裂，浮選效果較低。而本案所產生的微氣泡直徑在1?m左右，密度高于1012個/cm3,同時氣泡大小均勻，這就保證了較高的處理效率和非常好的處理效果。 

2、溶氣利用率高 

本案的溶氣利用率接近100%，傳統的惡渦凹式氣浮只有10%左右，而早期的氣浮僅為6%左右。氣浮效率的高低，同溶氣效率沒有太大關系，zui終取決于溶氣利用率的高低。以溶氣壓力為例，從0.3Mpa提高到0.5Mpa，其溶氣效率zui高提高一倍，但相應的溶氣設備的結構上就復雜得多，檢修也相應復雜。 

研究表明，只有比懸浮粒子（絮凝前的單個懸浮粒子）直徑小的氣泡，才能與該懸浮粒子發生有效的吸附作用。在自然水體中，短時間內難以沉淀的懸浮粒子，其直徑大多在10—30?m，50?m以上的固態懸浮粒子經過幾小時的靜置，可以自然下沉或浮出水面。浮化液粒子主體粒徑在0.25—2.5?m之間，其中少量大顆粒之際國內約10?m左右。所以1?m左右微氣泡對絕大多數懸浮粒子都有很好的吸附作用，這也是本案溶氣利用率高的直接原因。 

3、處理負荷高 

本方案可處理懸浮物（SS）含量高達5000—20000mg/L的廢水，這個指標是任何傳統氣浮所不能達到的。傳統常規氣浮所能分離的SS含量zui高一般在1000mg/L左右，僅在SS含量在幾百mg/L左右的廢水具有一定的實用價值。 

4、簡便實用的壓力溶氣 

本方案溶氣罐的設計采用了與傳統理論不同的設計依據，否定了以水力停留時間為主要依據的設計方法，實現了小溶氣大處理量，為增大氣、水接觸面積采用了四級預混和機構，氣、水在幾段時間內即可達到均衡狀態。 

5、率的氣泡發生器 

傳統氣浮由于其釋放器本身的缺陷和局限性，也對浮選效果產生了致命的影響：如渦凹氣浮采用的是利用高速旋轉的葉輪將吸入的空氣打碎而產生氣泡，且不論高速葉輪旋轉的葉輪會同時將絮凝體攪拌，破壞懸浮物的凝聚，僅是這種產生氣泡的方式就決定了這種結構無法產生10?m以下的微氣泡。因為要通過機械剪切產生微氣泡，首先要克服的是氣泡的表面張力，氣泡越小，其表面張力就越大，要消耗的能量就越高。目前獲得的氣泡直徑zui小的方法是電解，其次就是壓力溶氣。本案所采用的氣泡發生器，以其合理的設計，實現了空氣從溶氣水到微氣泡的轉化，具有以下優勢： 

（1）可以zui大限度的消除溶氣水的能量，也就是說，可以zui大限度地使溶氣水從溶解平衡的高能值降到幾乎接近常壓的低能值。溶氣水的消能是能量的轉移，而不是能量的損失。zui大消耗，是指獲得物理性能優良的微氣泡的前提下，能量轉換的zui高值。本方案所采用的氣泡發生器的消能比可達99.9%，而普通的氣泡發生器zui高只能達到95%。 

（2）在獲得zui大消能比的前提下，具有zui快的能量消減速度。也就是說具有zui短的能量消減時間，即可以在zui短的能量消減時間內獲得zui大能量消減比。本案所采用的氣泡發生器的消能時間僅為0.01—0.03秒，而普通氣泡發生器zui快也得0.32秒。 

（3）溶氣水從高能值降到低能值的過程中沒有渦流、反沖之類的流態產生。*，微氣泡自形成以后，就伴隨著一系列的氣泡合并作用。合并作用是由表面能的自發減少所決定的，兩個體積相同的氣泡合并后，其表面能要減少20.63%。若在釋放器中存在有利于氣泡合并的結構的話，那通過該裝置獲得理想的微氣泡是不可能的。只能杜絕溶氣水的渦流、反沖，才能從根本上避免微氣泡的合并。 

四、操作及注意事項 

1、開機前，應先啟動配藥裝置與溶氣裝置，待進入正常運行狀態時，直接啟動原水泵（為減少處理負荷，可用原水作溶氣用水），同時進入槽體即可。但必須保持溶氣恒定壓力0.3—05 Mpa，以保證單位體積溶氣水所能浮起的懸浮粒子的zui大量。 

2、定時排污：沉淀物要每2—3小時排放一次，不得積聚太多。

 3、停機前，先*排泥一次，以免浮層影響下次開機處理質量。

 4、每次開機后15分鐘左右，清水會出現少量懸浮物，稍后便處于正常。  

六、DAF溶氣氣浮 

1、由于DAF溶氣氣浮的單位浮量高，容器利用高，所以可以用于處理懸浮物含量非常高的廢水，其zui高值可達20000mg/L。像懸浮物含量高達數千mg/L的造紙白水，采用本技術可以輕易達到回用目的。 

2、可以分離1?m--10?m的懸浮物，如藻類等。 

3、可分離比重較大的金屬氫氧化物，如鐵、銅、鉻、鋅等，例如分離數百至上千mg/L的含銅廢水，僅一次氣浮就可達到10mg/L以下。 

4、用于某些生產領域，處理效果優于該行業的專業設備，如用于淀粉行業回收蛋白質，可使回收的蛋白質含量高達60%，達到一級品的效渣。而目前淀粉行業的處理設備也只能達到30%。 

5、該設備用于分離焦化終冷水中的萘片，分離焦化混合水中的各類焦油、用于溶劑萃取脫酚回收溶劑油、用于鐵路機械加工廢水脫出油污、COD、SS等。即使不加絮凝劑，亦可達到理想的處理效果。 

七、國內外氣浮設備的比較 

    隨著我國環保力度的加大，歐美、日本一些國家的環保設備公司紛紛涌入中國，推出了一系列氣浮設備，如渦凹氣浮、超效淺層氣浮、螺旋推進氣浮等。國內一些廠家紛紛仿制，造成了環保設備遍地開花、良莠不齊的局面。但是孰優孰劣，可作如下比較： 

判斷一套氣浮裝置的優劣的標準包括以下幾個方面：

 1、 微氣泡的直徑、微氣泡群的密度、微氣泡群的均勻性；

 2、 能耗的高低； 

3、 系統運轉的穩定性、操作及維護難易程度； 

散氣氣浮先靠水流的機械剪切力和擴散板產生氣泡（如射流氣浮），氣泡直徑在1mm左右，不易與細小顆粒和絮凝物相結合，反而會將絮凝體打碎，不適合處理含細小顆粒和絮凝體的廢水，其氣浮效果zui差?？繖C械切割氣泡或以機械為動力帶動水力切割氣泡的，如螺旋推進型氣浮、渦凹型氣浮，其所能獲得的主體氣泡群的微氣泡直徑也在50?m以上，更談不上氣泡的均勻性和密度了。日本、歐美引入中國的超效淺層氣浮，除池型變淺并加上一個缺乏說服力的“零速度”外，在技術上并沒有實質性進步。螺旋推進型、渦凹型等優點是不使用空壓機，動力消耗比超效淺層氣浮略低，但其性能仍無法超出傳統常規氣浮的性能范圍。而對于懸浮物（SS）含量僅數百mg/L的廢水，許多常規氣浮都有比較理想的效果。但是當懸浮物含量達到數千甚至上萬mg/L時，常規氣浮已經無能為力了，而這種情況恰恰是本案的優勢所在，對于溶氣氣浮來講，所處理廢水的懸浮物越高，其噸水耗能就越低，而其他氣浮的能耗往往是與廢水的污染負荷成正比的。