加壓式溶氣氣浮的自動運行設計

摘要：文章對加壓式溶氣氣浮在污水處理項目中的工藝流程、運行條件、控制方式等進行介紹，同時重點研究在污水處理項目中實現氣浮工藝設施全自動運行，為求達到無人值守的效果。

關鍵詞：溶氣氣浮;自動運行;污水處理

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.056

Abstract：This paper introduces the process flow， operation conditions and control mode of pressurized dissolved air flotation in sewage treatment project， and focuses on the realization of automatic operation of air flotation process facilities in sewage treatment project， in order to achieve unattended effect.

Key words： DAF;Automatic operation;Sewage treatment

氣浮是一項從水及廢水中分離固體顆粒以及不溶性COD高效快速的方法，它的工作原理是處理過的部分廢水循環流入溶氣罐，在加壓空氣狀態下，空氣過飽和溶解，然后在氣浮池的入口處與加入絮凝劑的原水混合，由于壓力減小，過飽和的空氣釋放出來，形成了微小氣泡，迅速附著在懸浮物上，將它提升至氣浮池的表面[1]。

實現氣浮工藝全自動穩定運行，甚至達到無人值守的效果，將能進行一步保證整個污水處理系統的穩定運行，保證污水的穩定達標排放。

1 氣浮主要類型及適用條件[2]

1.1 電解氣浮

電解氣浮可對工業廢水進行氧化還原、混凝等多種處理，對水質的適應性好，過程易調整，裝置設備化，結構緊湊占地少，無噪音，耗電量較大。適用于小水量工業廢水處理，在處理含鹽量高、電導率高、含有毒有害污染物的污水時具有顯著的效果。

1.2 葉輪氣浮

葉輪氣浮的特點為結構簡單，分離速度快，對高濃度懸浮物分離效果好。供氣量易于調整，對廢水適應性較好，裝置設備化，結構緊湊占地少，對混凝預處理要求較高。適用于處理水量中等，對較高濃度懸浮物及表面活性物質的工業廢水的處理具有較好的優勢。

1.3 淺層氣浮

淺層氣浮表面負荷高，分離速度快，效率高，高程易于布置，占地小池深淺，鋼設備可多塊組合或架空布置。適用于各類水量及含懸浮物、纖維、活性污泥、油類物質的分離。

1.4 加壓溶氣氣浮

加壓溶氣氣浮工藝成熟，工程經驗豐富，負荷率高，處理效果好，處理能力大，可全自動連續運行。泥渣含水率低，出水水質好。對不同懸浮物濃度的廢水可分別采用全溶氣或部分回流溶氣等方式，適應性好，工藝復雜管理要求高。適用于不同水量，較高濃度懸浮性污染物，油類、微生物、紙漿、纖維的處理。

2 加壓溶氣氣浮的構成

2.1 加壓溶氣氣浮的工藝流程

污水先進入氣浮池體中的反應槽，在反應槽中添加各類藥劑，經過反應后進入接觸區，同時自溶氣罐加壓后汽水混合后的溶汽水在此釋放，形成大量微小氣泡與污水接觸，然后進入分離區通過氣泡把大量懸浮物帶到池面進行泥水分離，清水從底部的布管收水裝置排放，泥渣通過刮渣機排放至污泥槽。

2.2 加壓溶氣氣浮的運行條件

首先，反應區藥劑添加量滿足污水反應;期次，接觸區內釋放出來的氣泡量穩定，細小且量夠;最后，在分離區能及時排除泥渣保證氣浮運行的效果穩定。

3 加壓溶氣氣浮傳統控制方式

氣浮設備使用的機電設備主要分為加藥計量泵、溶藥及反應攪拌機、溶氣水泵、空壓機以及刮渣機。

傳統控制方式包括：加藥計量泵和溶藥攪拌機采用手動方式，溶氣水泵采用手動方式開啟后一直運行，溶氣系統的空壓機開啟后，在管路上安裝有一個電磁閥，采用溶氣罐內的液位浮球控制液位，浮球達到高位時電磁閥開啟，開始進氣，液位浮球處于低位時電磁閥關閉，停止進氣，反應攪拌機和刮渣機采用手動方式控制。

上述控制方式的弊端包括：溶氣系統是整個氣浮設備能否正常運行的一個重要條件，采取傳統模式操作經過一小段時間運行后，溶氣罐釋放出來的溶汽水不穩定，一會是水或一會是氣，無法保證形成有效溶汽水，需頻繁進行人工氣液調整。

溶氣罐釋放出來只有水的主要是溶氣水泵與壓縮空氣的壓力不同，當兩者壓力不同的介質同時進入溶氣罐后，當溶氣罐釋放的氣液量與溶氣水泵進水量相同，且水位處于溶氣罐浮球液位低位，則溶氣水泵一直開啟，達到平衡，浮球一直處于低位，壓縮空氣就無法進入溶氣罐，最終溶氣罐的僅有水而無氣液混合物，氣浮無法達到需要的效果。

溶氣罐釋放出來只有氣的主要原因是壓縮空氣的壓力大于水泵的揚程，當溶氣罐內的壓力大于溶氣泵揚程時，溶氣泵無法進水，雖溶氣罐的液位處于低位時，電磁閥關閉，停止進氣，但壓力差使得溶氣水泵處于空轉無法泵入液體，最終出現氣浮接觸區出現高壓大氣泡的現狀，無法保證氣浮應有的功能。

某些項目其產污量不穩定，在運行過程中經常出現間斷無污水的現象，每出現一次間斷，進行停機時就會出現接觸區出現大量氣泡，擾動分離區的泥渣，且重新開機時需要進行重新啟動調整。使得污水操作人員勞動強度大，無法保證氣浮功能。

4 改進后加壓溶氣氣浮控制方式

針對現有控制方式的弊端，在實踐中根據實際情況對氣浮設備的各類機電設備進行聯動設計，保證氣浮能穩定自動運行，是氣浮發揮重大作用的基礎。

對以下兩個案例分別進行氣浮控制系統的自動運行設計情況介紹。

案例一：

湖南益陽龍源紡織有限公司是一家毛巾生產企業，在運營過程中產生一定量的印染廢水，原有一套日處理1 000m3的混凝絮凝池，因效果不理想，業主方要求更換成氣浮工藝，設備24h運行制，依項目實際情況提供一套60m?/h的氣浮設備，于2018年4月完成安裝調試。

氣浮系統控制方式設計如下：溶氣罐中的液位用來控制高壓溶氣水泵，低液位時開啟高壓溶氣水泵，高液位時關閉高壓溶氣水泵，同時電磁閥采用常閉型電磁閥，與溶氣水泵進行聯動，溶氣水泵開啟時電磁閥常閉，溶氣水泵停止時電磁閥常開。

實際運行中溶氣系統能穩定連續運行，無須人工操作，完美解決了溶氣系統中汽水比經常失衡的問題，贏得了客戶的贊譽。

案例二：

廈門航空酒店管理有限公司福州洗滌分公司主要業務為各類布草的洗滌，產生洗滌廢水，依環評要求污水要達到《污水綜合排放標準》中的三級排放。設計項目運營時間為10h/d，處理水量250m?/d。污水設施建成后僅配備一名兼職管理人員。工藝設計采用加壓溶氣氣浮。因此氣浮設備可以的自動運行甚至無人值守。

該項目的自動控制要求設計為，以調節池液位作為主要控制點，調節池液位處于高液位時調節池提升泵開啟，同時，氣浮的所有機電設備也同時開啟，調節池液位處于低位時調節池提升泵則停止運行，溶氣氣浮的所有機電設備也處于待機狀態。

氣浮的機電設備具體聯動如下：（1）加藥系統中的加藥泵、加藥攪拌機隨著調節池液位變化而變化，高位則開啟，低位則關閉。（2）氣液釋放管路上設置一電磁閥，調節池液位高位則開啟，低位則關閉;保證在氣浮停機的狀態下溶氣罐的氣液不會釋放到接觸區，同時能保持溶氣罐的壓力。（3）溶氣系統的機電設備與調節池液位聯動，高位開啟，低位關閉;在設計中用溶氣罐中的液位控制高壓溶氣水泵，低液位時開啟高壓溶氣水泵，高液位時關閉高壓溶氣水泵，同時電磁閥采用常閉型電磁閥，與溶氣水泵進行聯動，溶氣水泵開啟時電磁閥常閉，溶氣水泵停止時電磁閥常開。（4）刮渣系統中刮渣機與調節池液位聯動;同時設置時間控制器控制停機及開機時間。

項目自2020年2月開機后，一直穩定運行，操作人員僅需及時添加藥劑，成功實現無人值守的要求，根據水質檢測報告可知，經過氣浮工藝處理后的各類污染物指標的去除率達到50%以上，均能達到排放要求。

5 結論

通過對氣浮工藝的了解，設計好自動控制方式，可以滿足氣浮的連續穩定運行以及達到無人值守的要求。

參考文獻

[1]傅自強.TCQ型系列氣浮水處理設備及在廢水治理中的應用[J].四川環境，1991，10（4）：71-75.

[2]HJ2007-2010 污水氣浮處理工程技術規范[S].

[3]陸玉.染料廢水處理技術研究進展[J].紡織科技進展，2020（05）：1-4.

[4]劉慧，王濤.MBR膜生物處理技術處理桂林市醫療廢水脫氮效果的研究[J].建材與裝飾，2020（15）：292+296.

收稿日期：2020-08-21

作者簡介：林發泉（1978-），男，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為環境工程設計施工。