水處理工程中氣浮工藝的影響因素研究

王 鵬（中沙（天津）石化有限公司，天津 300271）

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水處理工程中氣浮工藝的影響因素研究

王 鵬
（中沙（天津）石化有限公司，天津 300271）

摘 要：隨著居民生活質(zhì)量的不斷提高，環(huán)境污染成為了全民關(guān)注的焦點(diǎn)。廢水和污水對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成了不良的影響，所以水處理問題成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的重要課題。而氣浮工藝作為一種高效快速的分離技術(shù)被應(yīng)用于水處理中。本文通過探究水處理工程中氣浮工藝的影響因素，以期促進(jìn)水處理發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：水處理工程；氣浮工藝；影響因素

1　前言

氣浮工藝具有處理裝置簡單，占地面積小，處理速度快，使用方便等特點(diǎn)，因此，氣浮工藝在污水處理技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)際上，氣浮工藝是指：水處理人員利用在水中形成的微小氣泡，讓小氣泡年付顆粒，形成氣浮顆粒上浮至液體表面，最終達(dá)到污水凈化效果。而水處理人員在使用氣浮工藝的過程中，應(yīng)該注意：由于氣浮工藝的關(guān)鍵是顆粒與氣泡吸附而形成的共聚體，其主要是增大污水與共絮體之間的密度差，因此，水處理人員應(yīng)該等顆粒與氣泡的共聚體上升到液面后，使用刮渣設(shè)備從液面將其刮出，從而實(shí)現(xiàn)分離結(jié)果。

2　水處理工程中氣浮工藝的影響因素

2.1溫度

溫度對氣浮工藝的物化性質(zhì)（包括：溶解度、吸附、泡沫穩(wěn)定性等）影響較大，而溫度對氣浮工藝的影響主要應(yīng)該看氣浮工藝的種類。例如：在離子氣浮工藝中，溫度的改變對不同氣浮體系有不同效果，物理吸附占據(jù)優(yōu)勢時(shí)，吸附過程放熱，吸附隨溫度升高而減少，但當(dāng)化學(xué)吸附占據(jù)優(yōu)勢時(shí)，升高溫度可以提高分離效率［1］。再如：在沉淀氣浮工藝中，盡管溫度升高可以使粒子長大，但是同時(shí)也增加了沉淀的溶解度，使泡沫穩(wěn)定性降低。另外，在溶劑氣浮工藝中，鑒于吸附是放熱的過程，氣浮工藝的分離效率會隨著溫度的升高而降低，當(dāng)溫度降低，浮懸物在氣泡上的吸附力被增加，因此提高了分離效率。

2.2絮凝體顆粒大小

氣浮工藝并不需要大的絮凝體顆粒，經(jīng)過長期的研究后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)絮凝體顆粒尺寸與微氣泡尺寸接近時(shí)，二者的吸附率最大，因此為了保證吸附效率，使用氣浮工藝的過程中，只用將絮凝體顆粒控制在氣泡直徑的范圍內(nèi)既可。一般情況下，氣泡直徑在10-100微米的范圍內(nèi)。

2.3微氣泡大小

大部分學(xué)者認(rèn)為，如果要提高顆粒的附著效率，則氣浮工藝中的氣泡應(yīng)該做到尺寸小，數(shù)量多。但是，實(shí)際上過小的氣泡對于氣浮會產(chǎn)生不良影響。當(dāng)水中懸浮物達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，氣泡越小，水中絮體上浮所需要的氣泡數(shù)量就越多，則絮體粘結(jié)性會受到影響，增加了氣泡與絮體粘結(jié)的困難。與此同時(shí)，氣泡越小，所需要的供氣系統(tǒng)應(yīng)該提供的壓力會隨之增加，其能耗也會逐漸增高。另外，浮渣的處理成本高，難度大，一直作為氣浮工藝中難解決的問題，當(dāng)氣泡小、數(shù)量多是，增加了浮渣處理的難度和工作量，降低了工作效率。通過研究和實(shí)驗(yàn)，氣浮工藝中的微氣泡應(yīng)該大小適當(dāng)，將其控制在40微米左右可以達(dá)到最佳效果［2］。

2.4攪拌強(qiáng)度

通過研究者的研究與實(shí)驗(yàn)，研究者認(rèn)為氣浮工藝并不需要尺寸大的絮體顆粒，因此，在使用氣浮工藝時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)奶岣邤嚢鑿?qiáng)度來保證氣浮效果。通常情況下，較高的能量輸入可以降低絮體小顆粒的數(shù)量，從而進(jìn)一步保證氣浮凈水效果。另外，氣浮工藝的攪拌強(qiáng)度依賴于混凝劑的類型。

2.5空氣注入量

在氣浮工藝中，高壓可以讓空氣融入水中，進(jìn)而通過減壓的方式將水中的空氣釋放出來，產(chǎn)生微氣泡。通常情況下，氣浮的進(jìn)氣量大于空氣在水中的溶解度，當(dāng)空氣在水中處于過飽和狀態(tài)時(shí)最為合適，而氣體進(jìn)氣量如果過校，額會導(dǎo)致氣泡量不夠，不利于氣浮工藝的使用。如果溶氣罐中存在大量為溶解氣體，降壓釋放時(shí)，這部分為溶解的氣體會產(chǎn)生大量的氣泡，是氣浮系統(tǒng)受到影響，進(jìn)而降低氣浮效果。另外，有部分研究者認(rèn)為，氣浮技術(shù)需要的氣泡量與原水的濁度有密切關(guān)系，原水濁度越高，所需氣泡越多，則空寂注入量也應(yīng)該隨之增多。

2.6溶氣壓力

通常溶氣壓力越高，空氣在水中的溶解度雨大，則形成的氣泡會小且均勻，這就使氣泡分散度升高，氣泡與污染物的粘附機(jī)會大大增多，提高了氣浮的效果。在氣浮工藝中，為了保證氣浮效率，一般將溶氣壓力控制在0.3-0.5Mpa范圍內(nèi)。

2.7氣流速率

氣流速度是影響氣浮過程的關(guān)鍵因素，通常情況下，在離子氣浮和溶劑起伏中，應(yīng)該使用孔徑稍小一點(diǎn)的布?xì)獍?。?dāng)氣流速率較低時(shí)，分離效率會隨著氣流速度的增加而提高，但氣流速率較高時(shí)，分離效率與氣流速率不成比例。導(dǎo)致不成比例的原因是，氣泡直徑會隨著氣流速率的增加而不斷增長，進(jìn)而降低了單位體積的氣液界面，另外由于大氣泡擁有了更好的上浮速率，因此減少氣泡在始終的停留時(shí)間，總的來說，如果在保證氣泡尺寸的基礎(chǔ)上，提高氣流速率，有利于提高氣浮效果。

2.8藥劑投入

在氣浮工藝中，投入的藥劑對氣浮效果有著決定性的作用。采用氣浮主機(jī)、發(fā)泡劑等可以大大提高氣浮工藝處理采出水效率，通常情況下，疏水性物質(zhì)容易被氣泡粘附，則容易氣浮，而親水性物質(zhì)不易氣浮。因此，針對不易氣浮的親水性物質(zhì)。為了讓污水中的親水性浮懸物質(zhì)上浮至液面，可以通過投加化學(xué)藥劑的方式，改變懸浮顆粒表面的濕潤性，讓其異域粘附在氣泡上，進(jìn)而上升至液面，進(jìn)行除渣處理?？偟膩碚f，在氣浮工藝中，通常選用極性或非極性的表面活性藥劑，以便增加其吸附性和潤濕性，而為了提高氣浮的除油效率，在氣浮之前可以增加混凝劑、破乳劑，使氣泡粘附在絮體顆粒上，保證氣浮效果。

3　結(jié)束語

總而言之，城市化進(jìn)程地不斷加快對污水處理的要求會逐步增高，因此，水處理機(jī)構(gòu)應(yīng)該針對現(xiàn)有技術(shù)工藝的不足之處，不斷完善工藝系統(tǒng)和處理方法，利用多種方法聯(lián)合分級使用，充分發(fā)揮各處理單元的優(yōu)勢。為此，水處理人員必須深入掌握氣浮工藝的影響因素，從溫度、微氣泡大小、攪拌強(qiáng)度、空氣注入量、溶氣壓力、氣流速率、藥劑投入等影響因素入手，研究進(jìn)一步改善工藝，優(yōu)化裝置措施策略，以穩(wěn)定城市發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，保證環(huán)境效益不受損害。

參考文獻(xiàn)：

［1］李俊.氣浮技術(shù)用于含油污水處理的研究進(jìn)展［J］.廣東日化，2015，42（07）：103-104.

［2］孫瑩.氣浮法處理含油污水研究概況［J］.過濾與分離，2014，24（02）：46-48.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.044