氣浮工藝及加壓溶氣氣浮的原理與設(shè)計要點
來源：北京建工金源環(huán)保發(fā)展有限公司 閱讀：4380 更新時間：2010-02-07 15:08（一）基本概念
氣浮處理法就是向廢水中通人空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒（油）三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。浮選法主要用來處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對密度接近于1的微小懸浮顆粒。
（二）氣浮的基本原理
1.帶氣絮粒的上浮和氣浮表面負(fù)荷的關(guān)系
粘附氣泡的絮粒在水中上浮時，在宏觀上將受到重力G浮力F等外力的影響。帶氣絮粒上浮時的速度由牛頓第二定律可導(dǎo)出，上浮速度取決于水和帶氣絮粒的密度差，帶氣絮粒的直徑（或特征直徑）以及水的溫度、流態(tài)。如果帶帶氣絮粒中氣泡所占比例越大則帶氣絮粒的密度就越。欢涮卣髦睆絼t相應(yīng)增大，兩者的這種變化可使上浮速度大大提高。
然而實際水流中；帶氣絮粒大小不一，而引起的阻力也不斷變化，同時在氣浮中外力還發(fā)生變化，從而氣泡形成體和上浮速度也在不斷變化。具體上浮速度可按照實驗測定。 根據(jù)測定的上浮速度值可以確定氣浮的表面負(fù)荷。而上浮速度的確定須根據(jù)出水的要求確定。
2.水中絮粒向氣泡粘附
如前所述，氣浮處理法對水中污染物的主要分離對象，大體有兩種類型即混凝反應(yīng)的絮凝體和顆粒單體。氣浮過程中氣泡對混凝絮體和顆粒單體的結(jié)合可以有三種方式，即氣泡頂托，氣泡裹攜和氣粒吸附。顯然，它們之間的裹攜和粘附力的強(qiáng)弱，即氣、粒（包括絮廢體）結(jié)合的牢固程度與否，不僅與顆粒、絮凝體的形狀有關(guān)，更重要的受水、氣、粒三相界面性質(zhì)的影響。水中活性劑的含量，水中的硬度，懸浮物的濃度，都和氣泡的粘浮強(qiáng)度有著密切的聯(lián)系。氣浮運(yùn)行的好壞和此有根本的關(guān)聯(lián)。在實際應(yīng)用中質(zhì)須調(diào)整水質(zhì)。
3.水中氣泡的形成及其特性
形成氣泡的大小和強(qiáng)度取決于空氣釋放時各種用途條件和水的表面張力大小。（表面張力是大小相等方向相反，分別作用在表面層相互接觸部分的一對力，它的作用方向總是與液面相切。）
（1）氣泡半徑越小，泡內(nèi)所受附加壓強(qiáng)越大，泡內(nèi)空氣分子對氣泡膜的碰撞機(jī)率也越多、越劇烈。因此要獲得穩(wěn)定的微細(xì)泡，氣泡膜強(qiáng)度要保證。
（2）氣泡小，浮速快，對水體的擾動小，不會撞碎絮粒。并且可增大氣泡和絮粒碰撞機(jī)率。但并非氣泡越細(xì)越好，氣泡過細(xì)影響上浮速度，因而氣浮池的大小和工程造價。此外投加一定量的表面活性劑，可有效降低水的表面張力系數(shù)，加強(qiáng)氣泡膜牢度，r也變小。
（3）向水中投加高溶解性無機(jī)鹽，可使氣泡膜牢度削弱，而使氣泡容易破裂或并大。
4、表面活性劑和混凝劑在氣浮分離中的作用和影響
（1）表面活性物質(zhì)影響
如水中缺少表面活性物質(zhì)時，小氣泡總有突破泡壁與大泡并合的趨勢，從而破壞氣浮體穩(wěn)定。此時就需要向水中投加起泡劑，以保證氣浮操作中氣泡的穩(wěn)定。所謂起泡劑，大多數(shù)是由極性一非極性分子組成的表面活性劑，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)符號一般用0表示，圓頭端表示極性基，易溶于水，伸向水中（因為水是強(qiáng)極性分子）；尾端表示非極性基，為疏水基，伸人氣泡。由于同號電荷的相斥作用，從而防止氣泡的兼并和破滅，增強(qiáng)了泡沫穩(wěn)定性，因而多數(shù)表面活性劑也是起泡劑。
對有機(jī)污染物含量不多的廢水進(jìn)行氣浮法處理時，氣泡的分散度和泡沫的穩(wěn)定性可能時是必須的（例如飲用水的氣浮過濾）。但是當(dāng)其濃度超過一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴(yán)重乳化，表面電位增高，此時水中含有與污染粒子相同荷電性的表面活性物的作用則轉(zhuǎn)向反面，這時盡管起泡現(xiàn)象強(qiáng)烈，泡沫形成穩(wěn)定；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的最佳含量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。
（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒
對含有細(xì)分散親水性顆粒雜質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時，除應(yīng)用前述的投加電解質(zhì)混凝劑進(jìn)行表面電中和方法外，還可向水中投加（或水中存在）浮選劑，也可使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷裕⒛軌蚺c氣泡粘附。當(dāng)浮選劑（亦屬二親分子組成的表面活性物）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中，這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷，從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。
浮選劑的種類很多，使用時能否起作用，首先在于它的極性端能否附著在親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結(jié)合力的強(qiáng)弱，則又取決于其非極性端鏈的長短。
如分離洗煤廢水中煤粉時所采用的浮選劑為脫酚輕油、中油、柴油、煤油或松油等 。
（三）、氣浮工藝的形式
氣浮凈水上藝已開發(fā)出多種形式。按其產(chǎn)生氣泡方式可分為：布?xì)夥飧。òㄞD(zhuǎn)子碎氣法、微孔布?xì)夥ǎ~輪散氣浮選法等）電解氣浮法；生化氣浮法（包括生物產(chǎn)氣浮法，化學(xué)產(chǎn)氣氣。；溶解空氣氣浮（包括真空氣浮法，壓力氣浮法的全溶氣式、部分溶氣式及部分回流溶氣式）。
1.布?xì)鈿飧?
布?xì)鈿飧∈抢脵C(jī)械剪切力，將混合于水中的空氣碎成細(xì)小的氣泡，以進(jìn)行氣浮的方法。按粉碎氣泡方法的不同，布?xì)鈿飧∮址譃椋核梦芪鼩飧、射流氣浮、擴(kuò)散板曝氣浮選以及葉輪氣浮等四種。
（1）水泵吸水管吸人空氣氣浮
這是最簡單的一種氣浮方法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空氣量不宜過多， 一般不大于吸水量的10%（按體積計），否則將破壞水泵吸水管的負(fù)壓工作。另外，氣泡在水泵內(nèi)被破碎的不夠完全，粒度大，氣浮效果不好，這種方法用于處理通過除油池后的含油廢水，除油效率一般為50%~65%。
（2）射流氣浮
采用以水帶氣射流器向廢水中混入空氣進(jìn)行氣浮的方法。射流器由噴嘴射出的高速水流使吸人室形成負(fù)壓，并從吸氣管吸人空氣，在水氣混合體進(jìn)入喉管段后進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎成微小氣泡，然后直人擴(kuò)散段，動能轉(zhuǎn)化為勢能，進(jìn)一步壓縮氣泡、增大了空氣在水中的溶解度，最終進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行氣水分離。射流器各部位的尺寸及有關(guān)參數(shù)，一般都是通過試驗來確定其最佳尺寸的。
（3）擴(kuò)散板曝氣氣浮
這種布?xì)飧”容^傳統(tǒng)，壓縮空氣通過具有微細(xì)孔隙的擴(kuò)散板或擴(kuò)散管，使空氣以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入水中，但由于擴(kuò)散裝置的微孔過小易于堵塞。若微孔板孔徑過大，必須投加表面活性劑，方可形成可利用的微小氣泡，從而導(dǎo)致該種方法使用受到限制。但近年研制、開發(fā)的彈性膜微孔曝氣器，克服了擴(kuò)散裝置微孔易堵或孔徑大等缺點，用微孔彈性材料制成的微孔盤起到擴(kuò)張、關(guān)閉作用。
（4）葉輪氣浮
葉輪在電機(jī)的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，在蓋板下形成負(fù)壓吸入空氣，廢水由蓋板上的小孔進(jìn)入， 在葉輪的攪動下，空氣被粉碎成細(xì)小的氣泡，并與水充分混合成水氣混合體經(jīng)整流板穩(wěn)流后，在池體內(nèi)平穩(wěn)地垂直上升，進(jìn)行氣浮。形成的泡沫不斷地被緩慢轉(zhuǎn)動的刮板刮出槽外。
葉輪直徑一般多為200~400mm，最大不超過600~700mm。葉輪的轉(zhuǎn)速多采用900～1500r／min，圓周線速度則為10～15m/s。氣浮池充水深度與吸氣量有關(guān)一般為1.5～2.0m但不超過3m。葉輪與導(dǎo)向葉片間的間距也能夠影響吸氣量的大小，實踐證明，此間距超過8mm將使進(jìn)氣量大大降低。
這種氣浮設(shè)備適用于處理水量小，而污染物質(zhì)濃度高的廢水。除油效果一般可達(dá)80％左右，布?xì)鈿飧〉膬?yōu)點是設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)。但其主要的缺點是空氣被粉碎的不夠充分，形成的氣泡粒度較大，一般都不小于0.1mm。這樣，在供氣量一定的條件下，氣泡的表面積小，而且由于氣泡直徑大，運(yùn)動速度快，氣泡與被去除污染物質(zhì)的接觸時間短，這些因素都使布?xì)飧∵_(dá)不到高效的去除效果。
2.溶氣氣浮
根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。
（1）全流程溶氣氣浮法
全流程溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽,經(jīng)浮渣管排出池外,處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。
全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點：①溶氣量大，增加了油；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會；②在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動力消耗較大。
（2）部分溶氣氣浮法
部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。其特點為：①較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低；②壓力泵所造成的乳化油量較全流程溶氣氣浮法低：③氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。
（3）部分回流溶氣氣浮法
部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮。回流量一般為含油廢水的25％～100％。其特點為：①加壓的水量少，動力消耗。虎跉飧∵^程中不促進(jìn)乳化；③礬花形成好，出水中絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。 為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。
（四）、加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備。
進(jìn)氣方式 加壓溶氣法有兩種進(jìn)氣方式，即泵前進(jìn)氣和泵后進(jìn)氣。 泵前進(jìn)氣，這是由水泵壓水管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，省去了空壓機(jī)。廢水經(jīng)過水力噴射器時造成負(fù)壓，將空氣吸人與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送人溶氣罐。此法比較簡便，水氣混合均勻，但水泵必須采用自吸式進(jìn)水，而且要保持1m以上的水頭。此外，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10％，否則，水泵工作不穩(wěn)定，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。 泵后進(jìn)氣，一般是在壓水管上通人壓縮空氣。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機(jī)供給空氣。
評價溶氣系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)主要有兩個即溶氣效率和單位能耗。到目前為止雙膜理論解釋氣體傳質(zhì)于液體還是比較接近于實際的。根據(jù)雙膜理論，對于難溶氣體決定傳質(zhì)過程的主要阻力來自液膜，而氣膜中的傳質(zhì)阻力與之相比，可以忽略而不計。即要強(qiáng)化溶氣過程，除應(yīng)有足夠的傳質(zhì)推動力外，關(guān)鍵在于擴(kuò)大液相界面或減薄液膜厚度。但實際上在紊流劇烈的自由界面上是難以存在穩(wěn)定的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機(jī)表面更新理論，這種理論增加了表面更新速率，即在考慮氣液接觸界面?zhèn)髻|(zhì)時，引入了氣相、液相在單位時間內(nèi)因渦流擴(kuò)散而流入氣、液更新界面的傳質(zhì)因素，從而使理論和實際更為接近。
（五）加壓溶氣氣浮工藝流程
加壓溶氣氣浮法在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛。目前壓力氣氣浮法應(yīng)用最為廣泛。與其他方法相比，它具有以下優(yōu)點：
在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數(shù)量多，能夠確保氣浮效果；
溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，產(chǎn)生的氣泡不僅微細(xì)、粒度均勻、密集度大、而且上浮穩(wěn)定，對液體擾動微小，因此特別適用于對疏松絮凝體、細(xì)小顆粒的固液分離；
工藝過程及設(shè)備比較簡單，便于管理、維護(hù)； 特別是部分回流式，處理效果顯著、穩(wěn)定，并能較大地節(jié)約能耗。
水泵自調(diào)節(jié)池將原水提升到反應(yīng)池。絮凝劑在吸水管上(泵前)投入，并經(jīng)葉輪混合于反應(yīng)池中進(jìn)行絮凝，根據(jù)廢水的性質(zhì)不同反應(yīng)池的強(qiáng)度和反應(yīng)時間應(yīng)有所調(diào)整。反應(yīng)后的絮凝水進(jìn)入氣浮池的接觸區(qū)，與來自溶氣釋放器釋出的溶氣水相混合，此時水中的絮粒和微氣泡相互碰撞粘附，形成帶氣絮粒而上浮，并在分離區(qū)進(jìn)行固液分離，浮至水面的泥渣由刮渣機(jī)刮至排渣槽排出。清水則由穿孔集水管匯集至集水槽后出流。部分清水經(jīng)由回流水泵加壓后進(jìn)入溶氣罐，在罐內(nèi)與來自空壓機(jī)的壓縮空氣相互接觸溶解，飽和溶氣水從罐底通過管道輸向釋放器。
壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成，即壓力溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)及氣浮分離系統(tǒng)。
1.壓力溶氣系統(tǒng)。它包括水泵、空壓機(jī)、壓力溶氣罐及其它附屬設(shè)備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。
采用空壓機(jī)供氣方式的溶氣系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的壓力溶氣系統(tǒng)。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機(jī)，并采取間歇運(yùn)行方式。此外空壓機(jī)供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損朱。一般水泵至溶氣罐的壓力約0.5MPa，因此可以節(jié)省能耗。
2.溶氣釋放系統(tǒng)。它一般是由釋放器（或穿孔管、減壓閥）及溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。
對溶氣釋放器的具體要求是：
? 充分地減壓消能，保證溶人水中的氣體能充分地全部釋放出來；
? 消能要符合氣體釋出的規(guī)律，保證氣泡的微細(xì)度，增加氣泡的個數(shù)，增大與雜質(zhì)粘附的表面積，防止微氣泡之間的相互碰撞而使氣泡擴(kuò)大；
? 創(chuàng)造釋氣水與待處理水中絮凝體良好的粘附條件，避免水流沖擊，確保氣泡能迅速均勻地與待處理水混合，提高"捕捉"機(jī)率；
? 為了迅速地消能，必須縮小水流通道，故必須要有防止水流通道堵塞的措施；
? 構(gòu)造力求簡單，材質(zhì)要堅固、耐腐蝕，同時要便于加工、制造與拆裝，盡量減少可動部件，確保運(yùn)行穩(wěn)定、可靠；
? 溶氣釋放器的主要工藝參數(shù)為：釋放器前管道流速：1m/s以下，釋放器的出口流速以0.4～０.5m／s為宜；沖洗時狹窄縫隙的張開度為5mm；每個釋放器的作用范圍30~100cm。
3.氣浮分離系統(tǒng)。它一般可分為三種類型即平流式、豎流式及綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以保證帶氣絮凝體與清水分離。
下面以平流式氣浮池為例分析帶氣絮凝體上浮分離過程的運(yùn)動狀態(tài)。
帶氣絮粒在接觸室內(nèi)通過浮力、重力與水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。進(jìn)入分離區(qū)后，又受到兩個力的作用：一是水流擴(kuò)散后由水平推力所產(chǎn)生的水平向流速U推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向下流速U下。這兩種流速的合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除，或是隨水流挾出。至于其中上升或下降的速度則視合成速度U合在縱軸上投影的大小。 該速度影響了氣浮的處理效果。絮凝體的大小，氣泡的大小，氣浮池體中水流向下的速度三者直接影響合成向上速度。合成向上的速度越大，氣浮的去除效率越高，氣浮池體的就越小，整個工程造價越低。要使上浮效果好，首先在池體中盡量降低U下。它可用擴(kuò)大底部出流面積或提高出水的均勻度實現(xiàn)，隨著底部的均勻集流、出流，水流到池未端U平約為零，這有利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離； 如要提前實現(xiàn)上浮去除，應(yīng)盡量降低u平，這可用擴(kuò)大氣浮池橫斷面的方式來實現(xiàn)。接著要處理好絮凝體的大小，通過加藥混合，和絮凝反應(yīng)來完成，應(yīng)注意控制以下幾個點，藥劑的品種，投藥量，藥劑和污水的混合時間和混合強(qiáng)度，藥劑的投加點，藥劑和污水的反應(yīng)時間和反應(yīng)強(qiáng)度，產(chǎn)生的絮凝體的大小。另外還要控制溶氣系統(tǒng)中氣泡的大小。
豎流式氣浮池分離區(qū)中顆粒的運(yùn)動狀態(tài)與平流式相似。但其水平向分速要小得多、而且隨徑向距離的增加，斷面迅速擴(kuò)展，u平迅速變小。特別是豎流式的流速方向改政變不大，絮凝體主要受到向上水流推動力的慣性作用，顆粒的向上分速增大，使得帶氣絮凝體與水體的分離條件比平流式要優(yōu)越得多。不過究竟采用什么形式還需要對各方面的條件進(jìn)行綜合評價后才能確定。
（六）電解氣浮氣浮工藝流程
電解氣浮法對廢水進(jìn)行電解，這時在陰極產(chǎn)生大量的氫氣泡，氫氣泡的直徑很小，僅有20～100微米，它們起著氣浮劑的作用。廢水中的懸浮顆粒粘附在氫氣泡上，隨其上浮，從而達(dá)到了凈化廢水的目的。與此同時，在陽極上電離形成的氫氧化物起著混凝劑的作用，有助于廢水中的污泥物上浮或下沉。
電解氣浮法的優(yōu)點是：能產(chǎn)生大量小氣泡；在利用可溶性陽極時，氣浮過程和混凝過程結(jié)合進(jìn)行；裝置構(gòu)造簡單，是一種新的廢水凈化方法。
這是最近幾年在水處理領(lǐng)域才出現(xiàn)的二種工藝，由于這種方法具有設(shè)備簡單；管理方便；運(yùn)行條件易于控制、裝置緊湊、效果良好，因而發(fā)展很快。
（七）溶氣浮法的設(shè)計與計算
1.設(shè)計要點及注意事項
（1）要充分研究探討待處理水的水質(zhì)情況，分析采用氣浮工藝的合理性和適用性；
（2）在有條件的情況下，對需處理的廢水應(yīng)進(jìn)行必要的氣浮小型試驗或模型試驗。并根據(jù)試驗結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅龋ㄖ溉軞馑颗c待處理水量的比值）。通常溶氣壓力采用0.2~0.4MPa，回流比取5％~100%一之間，回流比的確定需和懸浮物的濃度聯(lián)系起來。濃度高回流比大，濃度小回流比小。
（3）根據(jù)試驗時選定的混凝劑種類、投加量、絮凝時間、反應(yīng)程度等，確定反應(yīng)形式及反應(yīng)時間，一般沉淀反應(yīng)時間較短，以2一30分鐘為宜；
（4）確定氣浮池的池型，應(yīng)根據(jù)對處理水質(zhì)的要求、凈水工藝與前后處理構(gòu)筑物的銜接、周圍地形和構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)、施工難易程度及造價等因素綜合地加以考慮。反應(yīng)池宜與氣浮池合建。為避免打碎絮體，應(yīng)注意構(gòu)筑物的銜接形式。進(jìn)人氣浮池接觸室的流速宜控制在0.1m／s以內(nèi)；
（5）接觸室必須對氣泡與絮凝體提供良好的接觸條件，同時寬度應(yīng)考慮安裝和檢修的要求。水流上升流速一般取10~20mm／s：，水流在室內(nèi)的停留時間不宜小于60秒。
（6）接觸室內(nèi)的溶氣釋放器，需根據(jù)確定的回流量，溶氣壓力及各種型號釋放器的作用范圍按下表來選定:
（7）氣浮分離室需根據(jù)帶氣絮體上浮分離的難易程度和水質(zhì)的處理要求而定。選擇水流（向下）的流速，一般取1.5~3.0mm／s，即分離室的表面負(fù)荷率取 5.4~10.8m3/(m2.h)；
（8）氣浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留時間一般為10~20min；
（9）氣浮池的長寬比無嚴(yán)格要求；一般以單格寬度不超過10m，池長不超過15m為宜；
（10）氣浮池的排渣一般采用刮渣機(jī)定期排除。集渣槽可設(shè)置在池的一端或兩端.;刮渣機(jī)的行車速度宜控制在5m／min以內(nèi)；
（11）氣浮池集水應(yīng)力求均勻，一般采用穿孔集水管，集水管的最大流速宜控制在0.5m／s左右；
2.設(shè)計程序
（1）進(jìn)行實驗室或現(xiàn)場試驗
由于廢水種類繁多，即使是同類型的廢水，其水質(zhì)變化也很大。通常的設(shè)計參數(shù)也只是經(jīng)驗統(tǒng)計值。因此可靠的辦法最好采用實驗室或現(xiàn)場小型試驗取得的結(jié)果作為設(shè)計依據(jù)。
（2）確定設(shè)計方案在進(jìn)行現(xiàn)場查勘及綜合分析各種資料的基礎(chǔ)上，確定主體設(shè)計方案。
①溶氣方式采用全溶氣式還是部分回流式；
②氣浮池池型選用平流式還是豎流式，取圓形、方形還是矩形；
③在氣浮前或后是否需要用預(yù)處理或后續(xù)處理構(gòu)筑物，其形式怎樣，如何銜接？
④浮渣處理與處置途徑；
⑤工藝流程及平面布置的初步確定及合理性分析。
（3）設(shè)計計算（不包括一般處理構(gòu)筑物的常規(guī)計算）
（4）提供廢水性質(zhì)，詳細(xì)的表格參見后面的附表。
（八）溶氣浮法的主要設(shè)備的設(shè)計
1.溶氣釋放器
(1)釋氣完全，在0.15MPa以上能釋放溶氣量的99%左右;
(2)能在較低壓力下工作，在0.2MPa以上時能取得良好的凈水效果，節(jié)約電耗：
(3)釋出的氣泡微細(xì)，氣泡平均直徑為20-40微米，氣泡密集，附著性能良好。
2.壓力溶氣罐
溶氣效率達(dá)80%以上
（九）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
由于凈水工藝中沉淀法沿用了多年，人們選用氣浮法自然地要與沉淀法比較。其實，兩種方法各具特點，對于輕飄易浮的雜質(zhì)宜采用溶氣氣浮法，；對于密實沉重的雜質(zhì)宜采用沉淀法。通常通過投藥、混合反應(yīng)后形成的絮體，當(dāng)上浮速度快于沉淀時，則選用氣浮法為好。因為氣浮法占地面積。▋H為沉淀法的1／8一１／２），池容積也小（僅為沉淀法的１／８－１／４），處理后出水水質(zhì)好，不僅濁度及ＳＳ低而且溶解氧高，排出的浮渣含水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沉淀法排出的污泥。一般污泥體積比為1／１０－１／2，這給污泥的進(jìn)一步處理和處置既帶來了較大方便，又節(jié)約了費(fèi)用。
有些廢水同時含可沉、可浮的雜質(zhì)，單獨使用氣浮或沉淀效果都不理想。此時可將沉淀與氣浮結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)點，不僅會提高處理效果，而且也節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。
生產(chǎn)實踐表明，氣浮池不僅在除色、去濁上優(yōu)于沉淀池，而且在降低污染水的COD、木質(zhì)素以及提取氧等方面都顯出極其獨特的優(yōu)點，其造價也比平流沉淀池、斜管沉淀池、水力或機(jī)械加速澄清池低，其運(yùn)行費(fèi)用也略低。
盡管氣浮法凈水因其獨特優(yōu)點而日露鋒芒，但要充分發(fā)揮其特點，目前還應(yīng)重點在以下應(yīng)三個方面進(jìn)行研究開發(fā)。
1．氣泡進(jìn)一步微細(xì)化。
眾所周知，在相等的釋氣量條件下，所產(chǎn)生的微氣泡越細(xì)，則氣泡個數(shù)越多越密集，粘附的絮粒也越小，凈水效果也就越好，而且形成的浮渣也越穩(wěn)定。因此。研究氣泡平均直徑更小的溶氣釋放器是當(dāng)前提高氣浮凈水技術(shù)的一個途徑。它不僅能提高現(xiàn)有凈水對象的去除效果，而且還能開拓氣浮法凈水的應(yīng)用范圍。
2．直接切割氣體制造微氣泡
壓力溶氣氣浮法凈水存在兩個問題：第一是壓力溶氣相對能耗較大；第二是溶氣水量的加入增大了氣浮池內(nèi)的水力負(fù)荷，給分離帶來困難。解決這兩個問題的理想辦法是研制直接產(chǎn)生微氣泡的布?xì)庋b置，通過該裝置將氣體切割成穩(wěn)定、微細(xì)、密集的微氣泡群，從而極大限度地降低能耗，而且不會增加氣浮池容積。盡管直接布?xì)夥y度很大，但它是最有吸引力的研究方向。
3．固、液分離技術(shù)。
為了提高固、液分離技術(shù)，充分發(fā)揮氣浮凈水的優(yōu)勢，除上述氣泡進(jìn)一步微細(xì)化與采用直接布?xì)夥ㄍ猓纳乒、液分離效果也是一個重要方面。因為氣浮凈水的最終目的還是體現(xiàn)在提高分離效果上。如果設(shè)法將電凝聚氣浮的泡、絮同時形成并凝聚的這個概念引人壓力溶氣氣浮法中則有可能大大提高其分離效果。這個概念可稱共凝聚氣浮。為了適應(yīng)共凝聚氣浮，應(yīng)該研制一種新型的溶氣釋放器，它應(yīng)該延時釋出高度密集的超微氣泡，在與投藥混合后的初級反應(yīng)水（確切說，微絮粒尚未形成時的水）充分混和時，兩者同時成長，即超微氣泡與微絮粒同時形成并結(jié)合在一起，進(jìn)而共同成長為帶氣絮粒。這樣形成的帶氣絮粒在上浮過程中，不但不會受剪力影響而使氣泡脫落，以至下沉，而且上浮快，浮渣穩(wěn)定，耗用的氣量最少。因此說共凝聚氣浮是很有前途的研究方向。
4，如何妥善地解決粘附牢度問題也是當(dāng)前急待解決的一個問題。
氣浮法作為一個物化法，不僅要提高氣泡質(zhì)量（如細(xì)微度、密集度、穩(wěn)定性等），而且還要十分重視改善絮粒的性能。如果我們能得到僧水性、吸附性強(qiáng)的絮粒，則將大大有助于提高氣浮凈水的效果。為此，研究供氣浮用的絮凝劑和助凝劑也是迫在眉捷的一個問題。
正象沉淀技術(shù)的發(fā)展離不開沉淀理論的研究一樣，氣浮技術(shù)的發(fā)展也需要氣浮理論的指導(dǎo)。更何況氣浮研究的對象是液、固、氣三相體系，比沉淀更復(fù)雜。對于氣泡的結(jié)構(gòu)和特性、氣泡尺寸的正確選擇與控制、氣泡與絮粒粘附的條件，均須深入研究。有些理論上的新概念與假設(shè)，尚須進(jìn)一步通過實驗逐個地得到驗證與確認(rèn)。因此氣浮凈水技術(shù)遠(yuǎn)非已臻完善，眾多的問題等待著我們?nèi)パ芯客黄啤?br />
