超效浅层气浮技术优化

7.4.1.1 原理

高效浅层溶气气浮法为溶解空气气浮法的一种，其通过高效溶气系统和新型释放器而产生直径仅为10～20μm的微气泡，从而比较大地影响了水分子的表面张力大小，并且细小气泡能吸附水中的胶体物质。因为产生气体容量确定时，细小气泡的比表面积和其大小的平方成反比，所以细小气泡的比表面积最少升高了100倍，但是细小气泡的聚集能力升高了约几百倍。研究结果证明，细小气泡越小，其吸附能力越强，原因是不同大小的气泡其界面能不一样，细小气泡的比表面积成对数升高等同于废水中固、水、气三相总界面呈对数升高，导致其试着通过吸附作用来减少界面能的趋势大幅提高。在气浮原理中，SS从水体的去除，除了吸附效果之外，还有被称为“气泡裹携”的作用，即少量没有和气泡或絮体吸附的较小的SS，在大量气泡上浮的过程中，因不管较小的SS多么小，其还是大于水分子，它们可能会被大量气泡群产生的浮力带至水面而得到去除。所以，气泡数量越多，此方面的去除效果越好，所能去除的SS大小也会越小。因此，本高效平流式溶气气浮具有很强的悬浮物分离能力^[63]。

7.4.1.2 设备特点

CQJ型超效浅层离子气浮装置是一种新型的气浮设备，是集絮凝、气浮、撇渣、排泥于一体的气浮设备，其独特的新型工艺设计使其具有其他气浮装置无法比拟的优势。它使用了特别的具有世界领先技术水平专利——均衡消能装置代替了传统的释放器，在很大程度地降低了气泡的大小。气泡大小平均只有5μm，相比于当前国内外平均大小120μm的水平降低了10倍，这大幅度地增加了水分子的表面张力大小，而且小气泡带有一定的电荷，能吸附水体中的胶体物质。因为当溶气量确定时，气泡越小其总的表面积越大。所以，气泡数量越多，根据前面的原理，此方面的去除效果越好，所能去除的SS的范围也越广泛。

此设备还使用了“浅池理论”及“零速原理”进行结构设计，HRT可以缩到3～5min，通过合理的布水设置，使其进水和出水都比较平稳，产生的气泡与SS的吸附产生在包括混合区在内的整个气浮去除过程，浮泥快速排出，水体稳定出水SS较低，排出剩余污泥含固率高，SS去除效果能够达到93%以上。特别的溶气管结构，体积小，溶气效率高，结构紧凑，设备占地面积小，效果好等特点组成了本设备的独特的优点。

超效浅层气浮设备运行机理如下：废水经过进水泵输送至进水管，同时溶气水和药剂共同输送至进水管和其混合，再通过布水器均匀布水到气浮池内，布水器的移动速度和出水流速相同，方向相反，因此产生了“零速度”，使进水的扰动减到最小，絮体的漂浮和下沉在稳定的状态下进行。

除泥设备与主机行走设备共同移动，边旋转边移动，从而将浮泥收集起来，经过中间的排泥管排出。池中的废水经过废水管排走，该废水管也与主机行走设备共同移动，废水管与布水器被布水设备分离，彼此互不干扰。池底的剩余污泥被刮板刮入泥斗中，定期排放，从而达到了去除SS的目的。

（1）CQJ超效浅层离子气浮核心技术介绍

① 空气溶解系统：如图7.4.1所示，使用高频共轨喷射强溶切割专利技术，高速旋转产生较强离心力，微米级空气集成喷射系统，使溶气水浓度仅在3s内达到理论最高值且没有浓度差别，为产生大量气泡提供保障，同时能耗大幅度降低，运行费用随着减少。

图7.4.1 空气溶解系统示意图

② 微气泡制造系统：使用微秒级快速相分离设备，此设备经过独特结构使溶气水中H₂O和空气分子两个相在不到1μs时间中向不同方向高速运动分离，并快速凝聚生成均匀的大小为3～7μm带有电荷的小气泡，因此在溶气量一样的情况下使气泡数量呈几何级升高。聚集后的带电气泡改变了水的表面张力，吸附有色基团及少量亲水性物质，是去除效率的根本性提供，同时，PA、PAM等药剂的投加量大量减少甚至不用投加。

③ 气浮池表面负荷高，处理效率高，并且进水出水稳定，使气泡与SS物质的吸附产生在包括混合区在内的整个气浮去除过程，浮泥由刮泥设备迅速排出，水体稳定使出水SS少，剩余污泥含固率高，容易处理。

④ 轴承等关键零部件经使用时间计算，并经过工程实际验证，故障率极低，维修费用低。

⑤ 运动设备设有多层防护，可在室外长时间可靠运行。(www.xing528.com)

⑥ 设计润滑设备，检修保养工作量小，管理简便。

（2）CQJ型超效浅层气浮净水装置的特点

① 净化池浅，但上层留有的浮泥储存空间能满足使用，比较适宜在高浓度废水处理中应用。

② 处理能力大，表面负荷能够达到10m³/（m²·h）。

③ 占地面积小，甚至能够不占地。

④ 设计自动水位调节装置，流量适用区间广，出泥含固率高。

⑤ 组装式结构，便于运输、安装和搬迁。

⑥ 结构性能强，只需一个“井”字形混凝土梁支撑，不需要其他附筑，减少了土建投资。

⑦ 有碳钢（关键部位不锈钢）、部分不锈钢、全不锈钢三种类型，碳钢全部一级喷砂后经特殊重防腐处理，能耐酸、碱腐蚀，使用10年完好如新。

⑧ 旋转接头采用高科技专利技术，不需维护、磨损可调，长期运转不漏水，属永久性设计。

⑨ 轴承等关键零部件经使用时间计算，并经工程实际考察，故障率极低，维修费用低。驱动、刮泥电机留有足够裕度，确保长期连续运转不过热。

⑩ 运动部件设有多层防护，可在室外长时间可靠运行；设有润滑装置，检修保养工作量小，管理简便；设有自动水位调节装置，流量适合区间广，出泥含固率高。

综上所述，此次污水处理系统工程，选用超效浅层气浮装置作为前端预处理设施，将有效降低废水中SS和COD含量。