污水一直以來都是影響環境污染的一個重要因素，為了社會的可持續發展，應當盡快找到科學的方法來解決污水的排放和處理問題。其中處理的方法有很多，最主要的方法就是氣浮法。本文主要介紹了在工業發展過程中氣浮法對污水的處理原理，并且對氣浮技術的分類，影響因素，研究現狀進行了闡述，同時對氣浮技術的發展前景進行了展望。

1引言

當今社會物質生活日趨豐富，環境污染問題已經成為全球關注的焦點。污水對人類、動物和植物甚至整個生態系統都有很大的危害，因此污水處理和回收已經成為當今生活環境保護的重要內容。

目前污水處理技術有氣浮處理法、微生物處理法和沉降法等，其中氣浮處理法是固液分離和液體分離的技術，作為高效的分離技術，一定會得到很大的普及。氣浮技術技術復雜，影響因素也很多，但如果能夠控制各因素處于最佳狀態，就能夠更好地利用氣浮技術。因此，需要開發和研究氣浮技術的技術條件。

2氣浮技術概述

氣浮技術在我國已經發展了幾十年，基本原理是向污水中通入一定的空氣，在水中產生大量的小氣包，雜質粒子粘在氣泡上，隨著氣泡一起浮出水面，分離雜質和清水。氣浮技術處理的水一般添加適量的凝集劑，形成內部充滿水的網狀構筑物的凝集體。凝集體的沉淀速度慢，附著一定量氣泡的凝集體的比重比水的比重小，凝集體的浮起速度比最初的凝集體的降低速度快得多，浮起法的分離時間也大幅度縮短。

2.1氣浮技術的特點

氣浮法的技術雖然復雜，需要更高的操作要求，但氣浮法的獨特優點可以廣泛普及。氣浮池表面負荷高，固液分離時間短，對凝聚的反應要求低占地面積小，可大幅節約土地資源。氣浮池內的水和浮渣內含有氧，泥渣不易腐爛，后處理和再利用方便。特別是對于沉淀難以分離的低濁藻水，氣浮法處理后，水浮含量低，體積小，有利于污泥的后續處理。氣浮法相比沉淀法而言需要更少的化學藥劑投比量。

2.2氣浮技術的影響因素

氣浮技術的影響因素很多，主要包括棉雜質粒子、氣泡、空氣量、氣速、浮選劑、溫度等。其中主要介紹空氣量、氣速、浮選劑和溫度四個因素。

2.2.1溫度

溫度可以明顯改變整個系統的狀態，如整個系統的溶解度高低、穩定性好壞等。其中溫度對整個系統的影響主要取決于整個氣浮系統的類型，在一些不同的氣浮系統中，溫度會對不同的系統產生不同的影響。

由于吸附反應整體需要釋放大量熱量，吸附反應因溫度增加而減慢，物理吸附占優勢。解離的好壞隨著溫度的增加而加快的話，化學吸附占優勢。溶劑氣浮過程中，吸附是放熱過程，一般分離效率隨溫度的提高而降低。當溫度降低時，氣泡上浮選物的吸附量增加，分離效率提高。在沉淀氣浮的過程中，溫度有利于顆粒的成長，但沉淀的溶解度也增加，泡沫的穩定性下降，反而不利于沉淀氣浮整體過程。

2.2.2加入空氣量

所謂溶氣浮技術，就是高壓將空氣溶于水中，然后將溶于水中的空氣釋放出來，為下一步提供大量的氣泡。我們必須使通氣的量大于水中空氣的溶解度，使空氣在水中處于飽和的環境。如果氣體容量的話，氣浮非常不好。因為不能提供大量的小氣泡。但是，如果裝置中存在很多不溶解的空氣，降壓釋放時，這些不溶解的空氣會產生大氣泡影響氣浮效果。也有人認為氣浮技術需要多少氣泡與污水的混濁度有關，混濁度高時需要的氣泡多，必須適量增加進氣量。

2.2.3氣速

影響氣浮過程的另一個重要因素是氣流速度，離子和溶劑氣浮時，板的孔徑不大。氣流速率在較低的情況下，分離效果就會根據氣流的變化產生不同的變化。但是，在氣流速度高的情況下，氣液分離和氣速沒有比例關系。這是因為氣泡的大小取決于氣速的大小，氣速越大，氣泡就越大。與此同時，大氣泡上浮較快，減少了氣泡在水中的時間。因此，在保證氣泡尺寸的前提下，提高氣流速度有利于氣浮。

2.2.4浮選劑

投加藥劑對氣浮法處理污水的效果有很大影響，有時可能起到決定性的作用。污水處理過程中采用輔助劑等，可以提高氣浮技術的效率。通常，不親水的雜質粒子容易與氣泡粘合，親水性雜質粒子不易產生氣浮。為了使污水中的親水雜質粒子更容易浮起，一般在污水處理過程中加入不同的浮選劑。浮選劑可明顯提高雜質粒子的表面特性，使雜質粒子更容易粘在氣泡上浮出水面。浮選劑一般是具有吸附、濕潤性或非極性的表面活性劑。為了提高氣浮的除油效率，氣泡容易附著棉粒，在氣浮之前添加凝集劑、破乳劑等。

3氣浮法的分類及其應用

3.1壓力溶解氣浮

壓力溶解氣浮是我國應用較早的氣浮技術，主要由接觸室、反應室、爐渣裝置、壓力溶解氣罐和釋放頭等構成(如圖1所示)。經過絮凝的污水由氣浮池的底部進入接觸室，同溶氣釋放器釋放的氣泡接觸。這時絮粒與氣泡附著在一起，并在接觸室內緩慢上升，接著隨水流進入分離室，刮渣裝置去除在水面上的浮渣漂。可以在出水的地方取出一部分水，這部分水經過加壓處理。通過機器向罐內充入高壓空氣，讓充入的空氣溶于水中。

由于這部分氣液混合體的突然釋放，此時的壓力急劇下降到常壓，從水中溶解的氣體突然釋放出大量的小氣泡。氣液混合的程度取決于壓力溶解罐的好壞，國內許多處理技術可以明顯促進氣液混合的比例。

加壓溶氣氣浮作為應用最為普遍的氣浮工藝，在許多領域都有廣泛的應用，主要應用于污水凈化，廢水深度處理，以及一些成分單一，表面張力較大的廢水處理等方面。其次加壓溶氣氣浮技術的應用范圍廣，應用性強。

3.2溶氣泵氣浮

溶氣泵氣浮設備基本原理是：先由溶氣泵抽取出水作為回流水，然后產生氣液混合物，氣液混合物進入反應室之后，水中的微小氣泡開始往水面移動，同時雜質顆粒粘在小氣泡上形成小浮體，小浮體上浮水面形成浮渣。浮渣隨著水流緩慢進入下一個裝置，最后由特殊的設備將殘留物去掉。然后剩下的清水則會被收集或者繼續處理，這樣氣浮過程就算完成了。污水從裝置上慢慢加入，慢慢攪拌后產生聚合物，同時從裝置下進入接觸室。聚合物與溶解氣水中的小氣泡接觸浮起。

近年來發展起來的新型溶氣泵氣浮技術具有廣闊的市場前景。溶氣泵氣浮技術克服了附屬設備多、能耗大和氣泡大的缺點，同時具有能耗低的優點。溶氣泵的原理是在泵的入口處，將空氣和水一起注入泵殼內，葉輪高速旋轉將吸入的空氣切割成小氣泡，在泵內的高壓環境下小氣泡迅速溶解在水中，進入氣浮池完成浮游過程。溶解氣泵產生的氣泡直徑一般較小，吸入空氣最大溶解度和溶解氣水中最大氣量達到時，泵的性能表現非常穩定。同時，為泵的調節和氣浮技術的控制提供了最佳操作條件。溶解氣泵氣浮技術簡單，能耗低。

3.3淺層氣浮

淺層氣浮主要通過動態進出水實現最佳靜態分離效果，使帶氣棉粒快速浮出液面，實現固液分離，提高處理效率，其工藝流程如圖2所示。

淺層氣浮設備通過靜止沉淀和多次浮選技術，提高了反應器的處理效率。同時，淺層氣浮設備結合靜止沉淀技術，大大降低了沉淀池水的深度。淺層氣浮設備產生的溶解氣水可以到達沉淀池的各個地方，克服了傳統的氣浮死區問題。在提高處理效率的同時，沉淀池的體積也縮小了。

淺層氣浮實現設備運動，水體靜止，減弱水體流動對分離的影響。在傳統的氣浮裝置中，難以避免池底有泥沙或雜質，傳統的氣浮裝置為了防止池底下沉的泥沙出現，一般出水管需要設置懸掛高度。但是，由于淺層氣浮裝置在池底有刮泥裝置，所以沒有必要設置懸掛高度。通過分析，一般淺層氣浮裝置的有效水深為400~500mm。因此，淺層氣浮不僅水深小，體積也小。同時，淺層氣浮池采用圓形設計，保證了池內沒有死區，浮選的效率。這也充分說明了淺層氣浮性能優越，應用前景廣闊。

3.4其他氣浮技術

除以上三種主要氣浮技術外，還有渦流氣浮、射流氣浮和電解氣浮等。其中射流氣浮結構簡單，占地面積小，運行維護費用低，一般用于廢水生化系統取代傳統氣浮裝置。而電解氣浮比較適用于難以處理的廢水領域，但是由于電力成本和電極板鈍化問題，很難進行大范圍的推廣。

我們還選取了三種不同的氣浮形式，做了一個簡單的對比實驗。實驗條件：處理水為食品生產污水;水溫23℃，實驗結果如表1所示。渦流凹陷氣浮法大幅度提高，但過度依賴葉輪高速切割產生的氣泡在無壓系統中自然釋放，氣泡直徑過大，動力消耗過高。

4結束語

在污水處理的過程中，仍然需要進一步的改進處理工藝，采用更加先進的氣浮技術。如果污水能夠得到更好的達標處理和回收，污水對環境的污染就會明顯減少，具有巨大的環境效益和經濟效益。同時結合現代高新技術，積極參考國外成功經驗，促進污水處理能力和效果的提高。