許吉現(xiàn) 李思敏 (河北建筑科技學(xué)院城市建設(shè)系)
韓小清(北京曉清環(huán)保公司)

　　氣浮凈水技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛。國(guó)內(nèi)應(yīng)用的氣浮裝置有分散空氣氣浮法、電解氣浮法、壓力溶氣氣浮法等(以下簡(jiǎn)稱傳統(tǒng)氣浮法)，目前壓力溶氣氣浮法應(yīng)用最廣。但是近年來(lái)剛剛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的淺層氣浮裝置后來(lái)居上，該裝置由美國(guó)克拉福達(dá)(Krofta)公司經(jīng)過(guò)幾十年研究開發(fā)，本文對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)作一介紹。

1 工作原理

　　淺層氣浮裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　原水通過(guò)泵1進(jìn)入氣浮裝置2的中心管3，通過(guò)可旋轉(zhuǎn)的水力接頭4和可旋轉(zhuǎn)的分配管5均勻地配入氣浮池底部，溶氣水經(jīng)過(guò)中心管7進(jìn)入可旋轉(zhuǎn)的分配管8，與原水同步進(jìn)入氣浮池底部。9亦為一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的水力接頭。飽含微氣泡的溶氣水與原水在氣浮裝置的底部充分碰撞、粘附，使原水中的微粒形成比重<1的浮渣上升到水面而被除去。原水的分配管5和溶氣水的分配管8被固定在同一旋轉(zhuǎn)裝置10上，其旋轉(zhuǎn)方向與原水進(jìn)入氣浮池底部的水流方向相反，但速度相等。本裝置的關(guān)鍵部分是成功地利用“零速度”原理，使進(jìn)水對(duì)原水不產(chǎn)生擾動(dòng)，固液分離在一種靜態(tài)下進(jìn)行。
　　表面形成的浮渣層由螺旋撇渣裝置11收集，然后經(jīng)過(guò)排渣管12將其排到池外。澄清后的水由旋轉(zhuǎn)集水管13收集后排到池外，集水管13與中央旋轉(zhuǎn)部分14連在一起，這樣原水在氣浮池中的停留時(shí)間就是中央旋轉(zhuǎn)部分的回轉(zhuǎn)周期。
　　連在旋轉(zhuǎn)行走裝置上的刮板將池底和池壁上的沉泥刮到泥斗6中，定期排放。
　　另外一項(xiàng)重要的改進(jìn)就是固定在旋轉(zhuǎn)行走架10上相互之間有一定間距的一組同心錐形板裝置15，與配水部分一起沿氣浮池同步旋轉(zhuǎn)。每相鄰兩塊錐形板組成一個(gè)傾斜的環(huán)行氣浮區(qū)域16，該區(qū)域內(nèi)水時(shí)刻處于層流狀態(tài)，加速了顆粒雜質(zhì)隨微氣泡的上升速度。
　　淺層氣浮裝置還包括一對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的溶氣管20(簡(jiǎn)稱ADT’S)，進(jìn)水泵17的壓力較低，只需202.6 kPa。進(jìn)水首先通過(guò)與兩個(gè)ADT’S連接的三通閥18，ADT’S的另一端布置溶氣出水口。壓縮空氣也經(jīng)過(guò)一個(gè)三通閥19與壓力水在同一端進(jìn)入ADT’S，壓縮空氣的壓力一般為707.8 kPa。所有的三通閥靠一只調(diào)節(jié)器聯(lián)動(dòng)，正常運(yùn)行時(shí)，一只ADT的進(jìn)、出水口均被打開釋放溶氣水，而進(jìn)氣口被關(guān)閉；同時(shí)另一只ADT的進(jìn)水口和出水口被關(guān)閉，壓縮空氣通過(guò)20～40 μm的微孔不銹鋼板進(jìn)入ADT，靠壓縮空氣的壓力將空氣溶于水中，而不是靠水的壓力。水沿著切線方向高速進(jìn)入ADT中，流速可達(dá)10 m/s，壓力水在ADT中呈螺旋狀前進(jìn)，達(dá)995 r/min，進(jìn)水口可以調(diào)節(jié)，以便控制流量和流速。

2 淺層氣浮與傳統(tǒng)氣浮裝置的比較

　?、?傳統(tǒng)氣浮裝置中，池深一般為2.0～2.5 m，這是因?yàn)樵O(shè)備是靜止的，水體是運(yùn)動(dòng)的。水體從反應(yīng)室進(jìn)入接觸區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生流向的改變和流速的重新分布，即把水流轉(zhuǎn)變成均勻向上的流動(dòng)，這就需要有一定的時(shí)間和高度來(lái)完成這一變化，其高度一般不低于1.5 m。而淺層氣浮由于“零速度”原理的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備是運(yùn)動(dòng)的，水體是靜止的，消除了由于水體的擾動(dòng)對(duì)懸浮顆粒與水分離的影響，降低了對(duì)高度的要求；另外在傳統(tǒng)氣浮裝置中，難免有泥砂或絮粒沉于池底，為防止帶出池底的泥砂，出水管一般懸高300 mm，而在淺層氣浮裝置中，由于池底設(shè)置了刮泥裝置，因此不需設(shè)置懸高段。通過(guò)以上分析，淺層氣浮裝置的有效水深一般為400～500 mm。
　?、?傳統(tǒng)氣浮裝置中，水體的停留時(shí)間一般控制在10～20 min；而淺層氣浮裝置中，停留時(shí)間只需2～3 min。?
　?、蹅鹘y(tǒng)氣浮裝置中，溶氣系統(tǒng)配備的是溶氣罐，若按溶氣罐的實(shí)際容積來(lái)計(jì)算，其水力停留時(shí)間為2～4 min；而淺層氣浮裝置中，溶氣系統(tǒng)采用的是溶氣管，取消了填料，使溶氣管的容積利用率達(dá)100%，其水力停留時(shí)間只有10～15 s。
　　④ 在傳統(tǒng)氣浮裝置中，刮渣器定期對(duì)浮渣層進(jìn)行清除，無(wú)法根據(jù)浮渣的浮起時(shí)間進(jìn)行有選擇性的清理，因此不但對(duì)水體有較大的擾動(dòng)，而且浮渣的含水率也較大；在淺層氣浮裝置中，螺旋撇渣器安裝在配水系統(tǒng)的前部，清除的浮渣總是氣浮池內(nèi)浮起時(shí)間最長(zhǎng)(2～3 min)的浮渣，即固液分離最徹底、含水率最小的浮渣。
　　通過(guò)以上分析和比較，淺層氣浮裝置和傳統(tǒng)氣浮裝置有本質(zhì)的區(qū)別，其優(yōu)越的技術(shù)性能已逐漸受到國(guó)內(nèi)用戶和環(huán)保界人士的重視。如果能加快該技術(shù)的引進(jìn)并使之國(guó)產(chǎn)化，必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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