平流式溶气气浮机的工作原理基于微气泡吸附悬浮物并实现固液分离的机制,通过以下核心流程完成废水处理:
一、溶气系统:制备饱和溶气水
加压溶气过程
利用溶气水泵将部分处理后的出水(或原水)加压至 0.3~0.5MPa 的高压状态。平流式溶气气浮机规模
高压水流与空气在溶气罐内充分混合,使空气强制溶解于水中,形成过饱和溶气水(空气中的氮气、氧气等以分子形式溶解于水)。
减压释气过程
过饱和溶气水通过溶气释放器(如针型阀、多孔管)突然减压至常压,溶解的空气迅速以微气泡形式释放(气泡粒径通常为 10~100μm)。
微气泡具有极大的表面积和表面能,为后续吸附杂质提供条件。
二、絮凝反应系统:杂质与气泡结合
絮凝剂投加
在气浮机的絮凝反应区(前端)投加混凝剂(如聚合氯化铝 PAC)和助凝剂(如聚丙烯酰胺 PAM)。
混凝剂通过电中和、压缩双电层等作用,使废水中的悬浮物(如胶体、油滴、固体颗粒)脱稳,形成细小絮体。
助凝剂通过吸附架桥作用,将细小絮体聚合成较大的絮凝体(粒径可达数百微米)。
气泡 - 絮体吸附
释放出的微气泡与絮凝体充分接触,通过浮力作用、表面张力或电荷吸附,附着在絮体表面或包裹絮体,形成气泡 - 絮体复合体。
由于气泡密度远小于水(约为水的 1/700),复合体整体密度降低,快速向水面上浮。
三、气浮分离系统:固液分离与排渣
上浮分离过程
气泡 - 絮体复合体在气浮分离区(平流式池体的中部和后部)向上浮动,形成浮渣层(聚集在水面)。
清水则在重力作用下沿池体底部向前流动,从出水堰或集水管排出,完成固液分离。
浮渣与沉渣排出
浮渣:通过刮渣机(如链条式或行车式刮板)定期将浮渣刮至排渣槽,排入污泥池进行后续处理(如浓缩、脱水)。
沉渣:少数密度较大的颗粒(如重金属氢氧化物)可能下沉至池底,通过排泥管定期排出。
四、流程特点与关键参数
平流式结构优势
废水沿池体水平流动,流程长、停留时间稳定(通常为 20~40 分钟),适合处理含较大絮体或高浓度悬浮物的废水。
池体构造简单,易于维护,可通过调整进水流量和溶气水回流比适应水质波动。
核心操作参数
溶气压力:压力越高,空气溶解度越大,但能耗增加;通常控制在 0.3~0.5MPa。平流式溶气气浮机规模
溶气水回流比:回流的溶气水量占处理水量的比例,一般为 10%~30%,高悬浮物废水需提高回流比以增加气泡量。
絮凝反应时间:需通过实验确定混凝剂投加量和反应时间(通常为 5~15 分钟),避免絮体破碎。
五、与其他气浮工艺的区别
与竖流式气浮机对比:
平流式水流方向水平,池体呈长方形,处理量大,适合工业废水;竖流式水流垂直,池体圆形,占地面积小,多用于小型系统。
与涡凹气浮(CAF)对比:
平流式通过加压溶气产生微气泡,气泡粒径小、密度高,分离效率更高;涡凹气浮通过叶轮切割空气产生大气泡(粒径>300μm),能耗较低但适用于低浓度废水。
总结:平流式溶气气浮机通过 “加压溶气→释气产泡→絮凝吸附→上浮分离” 的流程,利用微气泡与絮体的结合力实现高效固液分离,广泛应用于含油、含悬浮物的废水处理,尤其在需要大规模、稳定处理的工业和市政场景中表现优异。