水处理工程中气浮工艺的影响因素研究
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作者: 王鹏
摘 要：随着居民生活质量的不断提高，环境污染成为了全民关注的焦点。废水和污水对整个生态系统造成了不良的影响，所以水处理问题成为当前环境保护的重要课题。而气浮工艺作为一种高效快速的分离技术被应用于水处理中。本文通过探究水处理工程中气浮工艺的影响因素，以期促进水处理发展，保护生态环境。
关键词：水处理工程；气浮工艺；影响因素
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.044
1 前言
气浮工艺具有处理装置简单，占地面积小，处理速度快，使用方便等特点，因此，气浮工艺在污水处理技术中得到了广泛应用。实际上，气浮工艺是指：水处理人员利用在水中形成的微小气泡，让小气泡年付颗粒，形成气浮颗粒上浮至液体表面，最终达到污水净化效果。而水处理人员在使用气浮工艺的过程中，应该注意：由于气浮工艺的关键是颗粒与气泡吸附而形成的共聚体，其主要是增大污水与共絮体之间的密度差，因此，水处理人员应该等颗粒与气泡的共聚体上升到液面后，使用刮渣设备从液面将其刮出，从而实现分离结果。
2 水处理工程中气浮工艺的影响因素
2.1 温度
温度对气浮工艺的物化性质（包括：溶解度、吸附、泡沫稳定性等）影响较大，而温度对气浮工艺的影响主要应该看气浮工艺的种类。例如：在离子气浮工艺中，温度的改变对不同气浮体系有不同效果，物理吸附占据优势时，吸附过程放热，吸附随温度升高而减少，但当化学吸附占据优势时，升高温度可以提高分离效率[1]。再如：在沉淀气浮工艺中，尽管温度升高可以使粒子长大，但是同时也增加了沉淀的溶解度，使泡沫稳定性降低。另外，在溶剂气浮工艺中，鉴于吸附是放热的过程，气浮工艺的分离效率会随着温度的升高而降低，当温度降低，浮悬物在气泡上的吸附力被增加，因此提高了分离效率。
2.2 絮凝体颗粒大小
气浮工艺并不需要大的絮凝体颗粒，经过长期的研究后发现：当絮凝体颗粒尺寸与微气泡尺寸接近时，二者的吸附率最大，因此为了保证吸附效率，使用气浮工艺的过程中，只用将絮凝体颗粒控制在气泡直径的范围内既可。一般情况下，气泡直径在10-100微米的范围内。
2.3 微气泡大小
大部分学者认为，如果要提高颗粒的附着效率，则气浮工艺中的气泡应该做到尺寸小，数量多。但是，实际上过小的气泡对于气浮会产生不良影响。当水中悬浮物达到一定数量时，气泡越小，水中絮体上浮所需要的气泡数量就越多，则絮体粘结性会受到影响，增加了气泡与絮体粘结的困难。与此同时，气泡越小，所需要的供气系统应该提供的压力会随之增加，其能耗也会逐渐增高。另外，浮渣的处理成本高，难度大，一直作为气浮工艺中难解决的问题，当气泡小、数量多是，增加了浮渣处理的难度和工作量，降低了工作效率。通过研究和实验，气浮工艺中的微气泡应该大小适当，将其控制在40微米左右可以达到最佳效果[2]。
2.4 搅拌强度
通过研究者的研究与实验，研究者认为气浮工艺并不需要尺寸大的絮体颗粒，因此，在使用气浮工艺时，可以通过适当的提高搅拌强度来保证气浮效果。通常情况下，较高的能量输入可以降低絮体小颗粒的数量，从而进一步保证气浮净水效果。另外，气浮工艺的搅拌强度依赖于混凝剂的类型。
2.5 空气注入量
在气浮工艺中，高压可以让空气融入水中，进而通过减压的方式将水中的空气释放出来，产生微气泡。通常情况下，气浮的进气量大于空气在水中的溶解度，当空气在水中处于过饱和状态时最为合适，而气体进气量如果过校，额会导致气泡量不够，不利于气浮工艺的使用。如果溶气罐中存在大量为溶解气体，降压释放时，这部分为溶解的气体会产生大量的气泡，是气浮系统受到影响，进而降低气浮效果。另外，有部分研究者认为，气浮技术需要的气泡量与原水的浊度有密切关系，原水浊度越高，所需气泡越多，则空寂注入量也应该随之增多。
2.6 溶气压力
通常溶气压力越高，空气在水中的溶解度雨大，则形成的气泡会小且均匀，这就使气泡分散度升高，气泡与污染物的粘附机会大大增多，提高了气浮的效果。在气浮工艺中，为了保证气浮效率，一般将溶气压力控制在0.3-0.5Mpa范围内。
2.7 气流速率
气流速度是影响气浮过程的关键因素，通常情况下，在离子气浮和溶剂起伏中，应该使用孔径稍小一点的布气板。当气流速率较低时，分离效率会随着气流速度的增加而提高，但气流速率较高时，分离效率与气流速率不成比例。导致不成比例的原因是，气泡直径会随着气流速率的增加而不断增长，进而降低了单位体积的气液界面，另外由于大气泡拥有了更好的上浮速率，因此减少气泡在始终的停留时间，总的来说，如果在保证气泡尺寸的基础上，提高气流速率，有利于提高气浮效果。
2.8 药剂投入
在气浮工艺中，投入的药剂对气浮效果有着决定性的作用。采用气浮主机、发泡剂等可以大大提高气浮工艺处理采出水效率，通常情况下，疏水性物质容易被气泡粘附，则容易气浮，而亲水性物质不易气浮。因此，针对不易气浮的亲水性物质。为了让污水中的亲水性浮悬物质上浮至液面，可以通过投加化学药剂的方式，改变悬浮颗粒表面的湿润性，让其异域粘附在气泡上，进而上升至液面，进行除渣处理。总的来说，在气浮工艺中，通常选用极性或非极性的表面活性药剂，以便增加其吸附性和润湿性，而为了提高气浮的除油效率，在气浮之前可以增加混凝剂、破乳剂，使气泡粘附在絮体颗粒上，保证气浮效果。
3 结束语
总而言之，城市化进程地不断加快对污水处理的要求会逐步增高，因此，水处理机构应该针对现有技术工艺的不足之处，不断完善工艺系统和处理方法，利用多种方法联合分级使用，充分发挥各处理单元的优势。为此，水处理人员必须深入掌握气浮工艺的影响因素，从温度、微气泡大小、搅拌强度、空气注入量、溶气压力、气流速率、药剂投入等影响因素入手，研究进一步改善工艺，优化装置措施策略，以稳定城市发展，提高经济效益同时，保证环境效益不受损害。
参考文献：
[1]李俊.气浮技术用于含油污水处理的研究进展[J].广东日化，2015，42（07）：103-104.
[2]孙莹.气浮法处理含油污水研究概况[J].过滤与分离，2014，24（02）：46-48.
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