气浮技术及其与生化处理的配合

1、气浮技术及其与生化处气浮技术及其与生化处 理的配合理的配合 朱沛炳 气浮技术气浮技术 气浮设备简介气浮设备简介 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 气浮法净水是将空气以微小气泡形式通入水 中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附， 形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上 气泡后，密度小于水即上浮水面，形成浮渣 层，从水中分离出去。 气 浮 概 念 去 除 范 围 工 业 应 用 1.去除靠自然沉淀难去除的悬浮物 2.进行固液分离，处理含藻类的低温低浊水 3.浓缩活性污泥效果好于沉淀法 气浮法对于石油工业或煤气发生站的乳化油 类，毛纺工业洗毛废水中的羊毛脂和洗涤剂 ，食品加工中的油脂，洗煤车间的

2、细煤粉， 以及相对密度接近于1的固体颗粒，如造纸 工业中的纸浆，纤维工业中的细小纤维等处 理效果良好 第一章第一章 气浮技术气浮技术 第一节第一节 气浮技术简介气浮技术简介 气浮法通常作为对含油气浮法通常作为对含油 污水隔油后的补充处理污水隔油后的补充处理 ，即为二级生物处理之，即为二级生物处理之 前的预处理。污水中固前的预处理。污水中固 体颗粒粒度很细小，颗体颗粒粒度很细小，颗 粒本身及其形成的絮体粒本身及其形成的絮体 密度接近或低于水、很密度接近或低于水、很 难用沉淀法实现固液分难用沉淀法实现固液分 离时，可以利用气浮法离时，可以利用气浮法 。 气浮法可以有效地用于气浮法可以有效地用于 活

3、性污泥的浓缩，有的活性污泥的浓缩，有的 气浮法以去除污水中的气浮法以去除污水中的 悬浮杂质为主要目的，悬浮杂质为主要目的， 或是作为二级生物处理或是作为二级生物处理 的预处理、保证生物处的预处理、保证生物处 理进水水质的相对稳定理进水水质的相对稳定 ，或是放在二级生物处，或是放在二级生物处 理之后作为二级生物处理之后作为二级生物处 理的深度处理、确保排理的深度处理、确保排 放出水水质符合有关放出水水质符合有关标标 准准的要求的要求。 第一章第一章 气浮技术气浮技术 几个气 浮+生 化处理 工艺 第一节第一节 气浮技术的作用气浮技术的作用 第一章第一章 气浮技术气浮技术 第一节第一节 气浮技术的

4、定位气浮技术的定位 污水处理污水处理 一级处理一级处理二级处理二级处理三级处理三级处理 物理方法物理方法生物方法生物方法物理化学生物方法物理化学生物方法 气浮池属于物理处 理法中的重力分离 法。气浮可作为一 级处理除去胶体颗 粒和悬浮颗粒 气浮法可以有效地 应用于生物处理中 的污泥污泥浓缩 气浮可作为三级处 理来使水质达标。 第二章第二章 气浮设备简介气浮设备简介 第一节第一节 加压溶气气浮加压溶气气浮 1.气浮池的有效水深通常为气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过，一般以单格宽度不超过10m，长度不超过，长度不超过15m为宜。为宜。 废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类

5、、投加量、反应形式等因素有关，一般为废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为 515min。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.1m/s。废。废 水在接触室中的上升流速一般为水在接触室中的上升流速一般为1020mm/s，停留时间应大于，停留时间应大于60s。 2.加压水泵，按压力流量选泵，此外设计空气量按加压水泵，按压力流量选泵，此外设计空气量按25%过量处理，保证气浮效果。溶气罐，过量处理，保证气浮效果。溶气罐， 由填料特性、填料层高度、罐内液位高、布水方式选择。温度空气供给

6、设备及液位自动控由填料特性、填料层高度、罐内液位高、布水方式选择。温度空气供给设备及液位自动控 制设备根据实际情况选择。溶气水减压设备，减压阀已经很少用，多用溶气释放器。制设备根据实际情况选择。溶气水减压设备，减压阀已经很少用，多用溶气释放器。 第二节第二节 浅层气浮浅层气浮 第二章第二章 气浮设备简介气浮设备简介 溶气泵应选用压力较高的多级泵，其工作压力为溶气泵应选用压力较高的多级泵，其工作压力为0.4 0.6MPa。溶气罐为压力溶气设备，设计工作压力一般溶气罐为压力溶气设备，设计工作压力一般 为为0.6MPa，溶气罐定都应设安全阀。气浮池有效水深，溶气罐定都应设安全阀。气浮池有效水深 0.

7、50.6m，圆形，圆形2.接触室上升流速下端取接触室上升流速下端取20mm/s， 上端取上端取510mm/s。水量接触时间。水量接触时间11.5min。接触接触 室上升流速下端取室上升流速下端取20mm/s，上端取，上端取510mm/s。水量。水量 接触时间接触时间11.5min。分离区表面负荷。分离区表面负荷35m3/ （m2h），水力停留时间），水力停留时间1216min。 浅层气浮 原水泵 溶气水泵 管道混 合器 溶气释 放器 排渣 回用 PAC加 药泵 PAM加 药泵 接车间清水管 浮渣回用及处理 溶气管 空压机 原水 第二章第二章 气浮设备简介气浮设备简介 第二节第二节 浅层气浮浅层

8、气浮 浅层气浮运行流程图浅层气浮运行流程图 无机高分无机高分 子混凝剂子混凝剂 有机高分有机高分 子混凝剂子混凝剂 第二章第二章 气浮设备简介气浮设备简介 第三节第三节 涡凹气浮涡凹气浮 停留时间停留时间1520min、表面负荷、表面负荷5 10m3/(m2h)、池中工作水深、池中工作水深 不大于不大于2.0m，池子长宽比不小于，池子长宽比不小于 4。 涡凹气浮装置结构涡凹气浮装置结构 a、曝气段、曝气段b、气浮段、气浮段c、沉、沉 淀排泥部分淀排泥部分d、刮渣机、刮渣机e、浮、浮 渣收集和排泄系统渣收集和排泄系统f、溢流出水、溢流出水 系统系统 涡凹气浮装置主要技术参数涡凹气浮装置主要技术参

9、数 a、曝气机可采用、曝气机可采用1-6个个b、 处理能力：处理能力：5-500m/hc、曝气、曝气 机主轴转速：机主轴转速：1450r/mind、刮、刮 泥机速度：泥机速度：5.16-25.8/min 第二章第二章 气浮设备简介气浮设备简介 第四节第四节 设计计算设计计算 气浮气浮 所需所需 空气空气 量计量计 算算 气浮气浮 所需所需 空气空气 量计量计 算算 1.1.当有试验资料时，气浮所需空气量当有试验资料时，气浮所需空气量 可用下述公可用下述公式计算：式计算： 式中：式中： q qv v: :气浮池设计水量，气浮池设计水量，m3 3/h/h； RR:试验条件下的回流比，试验条件下的回

10、流比，%； a ac c: :试验条件下的释气量，试验条件下的释气量，L/m3 3； :水温校正系数，取水温校正系数，取1.1-1.3 2.2.当无试验资料时，可根据气固比当无试验资料时，可根据气固比 （A/S）进行估算，计算式如下：）进行估算，计算式如下： 式中：式中：A/S :气固比一般为气固比一般为0.005-0.006，如剩余污如剩余污 泥气浮浓缩时，气固比采用泥气浮浓缩时，气固比采用0.03-0.04；c ca a 某温度下的空某温度下的空 气溶解度；气溶解度；f :f :压力为压力为p时，水中的空气溶解系数，时，水中的空气溶解系数，0.5:0.8 （通常（通常0.5）；P P0 0

11、 : :表压，表压，kPa； q qvR vR : :加压水回流量，加压水回流量， m3 3/h/h；q qv v : :设计水量，设计水量，m3 3/h/h；Si Si : :入流废水的悬浮固体入流废水的悬浮固体 浓度，浓度，mg/L。 溶气罐计算溶气罐计算 溶气罐直径溶气罐直径Dd选定过流密度选定过流密度I后，溶后，溶 气罐直径按下式计算：气罐直径按下式计算： 对于空罐对于空罐I选用选用1000-2000m3/(m2d)，对，对 填料罐填料罐I选用选用2500-5000 m3/(m2d)。 溶气罐高溶气罐高h： 式中：式中： h1 - h1 - 罐顶、底封头高度（根据罐直径而定），罐顶、底

12、封头高度（根据罐直径而定），m； h2 - h2 - 布水布水 区高度，一般取区高度，一般取0.2-0.3m；h3 - h3 - 贮水区高度，一般取贮水区高度，一般取1.0m； h4 h4 - - 填料层高度，当采用阶梯环时，可取填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0-1.3m。 池体表面积计算池体表面积计算 接触池的表面积Ac及分离室表面积 选定接触室中水流的上升流速vc后，按下 式计算： 气浮池的净容积气浮池的净容积V V按下式计算：按下式计算： 对矩形池子分离室的长宽比一般取对矩形池子分离室的长宽比一般取1:1-2:1。 同时以池内停留时间（同时以池内停留时间（t）进行校核，一）进行校核

13、，一 般要求般要求t为为10-20min。 A B 作为后续处理技 术，代替传统的 二沉池 C D 作为浓缩处 理技术，代 替浓缩池 E 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第一节第一节 气浮的作用气浮的作用 作为单项主体 处理技术 作为预处理技 术 作为深度处理 技术 与与 生生 化化 处处 理理 无无 关关 气浮法气浮法 1.1.预处理单元采用气浮工艺，可实预处理单元采用气浮工艺，可实 现大于的去除率，大大现大于的去除率，大大 降低生化系统的处理负荷。降低生化系统的处理负荷。 2.2.气浮可以分离地面水中的细小悬气浮可以分离地面水中的细小悬 浮物、藻类及微絮凝体。浮物、藻类

14、及微絮凝体。 3.3.气浮法几乎能全部去除悬浮固体气浮法几乎能全部去除悬浮固体 形成的形成的BOD,BOD,而对溶解性固体形成的而对溶解性固体形成的 BODBOD几乎没有效果。几乎没有效果。 生化处理生化处理 1.1.生化处理为活性污泥法、生物膜法和厌生化处理为活性污泥法、生物膜法和厌 氧生物处理，但是，对于厌氧生物处理，氧生物处理，但是，对于厌氧生物处理， 气浮法会降低其处理效果，所以厌氧处理气浮法会降低其处理效果，所以厌氧处理 前置气浮只应用于一些特殊废水。前置气浮只应用于一些特殊废水。 2.2.空气气浮和氮气气浮对废水中油、空气气浮和氮气气浮对废水中油、COD COD 和总酚的去除效果性

15、能几乎没有差别，但和总酚的去除效果性能几乎没有差别，但 是空气气浮会使废水的可生化性变差，而是空气气浮会使废水的可生化性变差，而 氮气气浮可以提高废水的可生化性。氮气气浮可以提高废水的可生化性。 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第二节第二节 气浮气浮+ +生化处理工艺生化处理工艺 气浮可置于活性污气浮可置于活性污 泥法之前作为泥法之前作为预处预处 理工艺理工艺。 使用条件使用条件：当原水：当原水COD高不宜生化处理、原水酸化度高易发生污泥膨胀或者原水中存在容易导致污泥高不宜生化处理、原水酸化度高易发生污泥膨胀或者原水中存在容易导致污泥 膨胀的离子时，宜采用气浮膨胀的离子时，

16、宜采用气浮+传统活性污泥法。该方法广泛应用于印染废水、豆制品废水、纺织废水、传统活性污泥法。该方法广泛应用于印染废水、豆制品废水、纺织废水、 制革废水等废水的处理上。制革废水等废水的处理上。 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第三节第三节 气浮气浮+ +生化处理工艺生化处理工艺 工程实例：工程实例： 北京市某豆制品公司以生产豆腐、豆浆为主，日排放北京市某豆制品公司以生产豆腐、豆浆为主，日排放 废水量为废水量为10002400m3，主要污染物浓度和设计进，主要污染物浓度和设计进 水水质指标及排放标准见表水水质指标及排放标准见表1，出水要求达到北京市，出水要求达到北京市 水污染物

17、排放标准水污染物排放标准（DB11/3072005）中的二）中的二 级标准。根据水质特点以及简化运行管理的要求，本级标准。根据水质特点以及简化运行管理的要求，本 项目采用带生物选择器的改良活性污泥法为主体处理项目采用带生物选择器的改良活性污泥法为主体处理 工艺，同时通过水力筛联合气浮的强化预处理手段保工艺，同时通过水力筛联合气浮的强化预处理手段保 证工艺运行的稳定性。证工艺运行的稳定性。 设计概述：设计概述：粗格栅和水力筛对废水中较大的固形物以及豆渣等颗粒物有效去除；调节池预曝气防止废水粗格栅和水力筛对废水中较大的固形物以及豆渣等颗粒物有效去除；调节池预曝气防止废水 过度酸化和沉渣上浮；混凝气

18、浮去除大部分的悬浮物和细颗粒物。针对混合废水平均过度酸化和沉渣上浮；混凝气浮去除大部分的悬浮物和细颗粒物。针对混合废水平均COD不高（不高（2000 3000mg/L），大部分污染物可通过强化预处理去除的特点，本工程采用改良的活性污泥法作为主体工艺。），大部分污染物可通过强化预处理去除的特点，本工程采用改良的活性污泥法作为主体工艺。 本工程在生化处理系统后还设置了后气浮单元作为备用设施，在预处理或生化系统运行不正常时开启，本工程在生化处理系统后还设置了后气浮单元作为备用设施，在预处理或生化系统运行不正常时开启， 保证最终出水达标排放。保证最终出水达标排放。 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮

19、技术与生物处理 第三节第三节 气浮气浮+ +生化处理工艺生化处理工艺 1.工艺流程：工艺流程： 2.设计概述：设计概述： 目前废水量约为目前废水量约为96m3d，将来将来 生产线扩大后日排放量为生产线扩大后日排放量为200m3 d。水质波动大，废水中油类、悬。水质波动大，废水中油类、悬 浮物及有机物浓度高，属于高浓度浮物及有机物浓度高，属于高浓度 有机废水。处理后水质要求达到有机废水。处理后水质要求达到 污水综合排污水综合排放标准放标准(GB8978- -1996)中的三级排放标准。中的三级排放标准。 废水首先通过调节池均化水质水量，然后进入混凝絮凝及气浮池。 该物化系统按远期流量设计，即20

20、0 m3d。气浮处理后废水采用序列 间歇式活性污泥工艺(SBR)进一步去除废水中有机物。SBR生化系统设 计流量为100 m3d，等将来废水量 增加后，只需增加SBR 池体数量和 风机，即可实现 废水处理系统的升级改造。 在该设计中气浮作为预处理工艺，可以降低原水COD，并且由于油 类等物质的存在沉淀法效果不明显，所以采用气浮法。 气浮工艺置于生化处理之后可以 作为后续处理技术，代替传统的 二沉池。由于低溶解氧（DO）、 低污泥负荷（F/M）、腐化废水、 营养缺乏和低pH等原因导致污泥 易于膨胀时，活性污泥法后置二 沉池不宜处理。可采用气浮法代 替该二沉池。其次，生化处理后 的气浮池还可以作为

21、过滤工艺使 用。 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第四节第四节 生化处理生化处理+ +气浮工艺气浮工艺 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第四节第四节 气浮气浮+ +生化处理工艺生化处理工艺 工程实例：工程实例： COD浓度高浓度高(一般为一般为400015 000mg/L)。 水质、水量变化大水质、水量变化大,并且间歇排水。并且间歇排水。 废水中悬浮颗粒物浓度高。废水中悬浮颗粒物浓度高。 废水可生化性差废水可生化性差,废水中含有抑制废水中含有抑制 微生物生长的有毒物质。微生物生长的有毒物质。 设计概述：设计概述：气浮过滤装置的应用气浮过滤装置的应用,确保

22、了废水的达标确保了废水的达标排排 放放,尤其在冬季生物接触氧化效果较差的情况下尤其在冬季生物接触氧化效果较差的情况下,该装置起该装置起 了决定性作用了决定性作用 工艺 流程 池体 简图 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第四节第四节 气浮气浮+ +生化处理工艺生化处理工艺 1 2 曝气气浮池工艺处理毛纺废水曝气气浮池工艺处理毛纺废水 设计概述：设计概述：在本设计中，染色废水进入曝气区与活性污泥混合在本设计中，染色废水进入曝气区与活性污泥混合,曝气数小时后曝气数小时后,混合液经池壁底部孔口混合液经池壁底部孔口 进入气浮反应区与溶气水混合。进入气浮反应区与溶气水混合。在气浮区在气

23、浮区,处理水与污泥分离后处理水与污泥分离后,绕过泥斗下部的通道从堰口溢出绕过泥斗下部的通道从堰口溢出,同时同时, 再将出水和空气加压至再将出水和空气加压至34公斤公斤/厘米厘米“,在溶气罐中逗留在溶气罐中逗留3分钟后分钟后,经减压也进入气浮反应区。经减压也进入气浮反应区。高压下溶高压下溶 解的空气解的空气,在常压下释放出大量的微气泡在常压下释放出大量的微气泡,活性污泥与微气泡粘附在一起上升至水面活性污泥与微气泡粘附在一起上升至水面,然后然后,用刮泥机将污用刮泥机将污 泥刮进泥斗泥刮进泥斗,部分污泥用污泥泵回流至曝气区部分污泥用污泥泵回流至曝气区,剩余污泥排出，作为肥料。剩余污泥排出，作为肥料。

24、在本设计中气浮技术代替了在本设计中气浮技术代替了 原本的二沉池。原本的二沉池。 第三章第三章 气浮技术与生物处理气浮技术与生物处理 第五节第五节 气浮气浮+ +生化处理生化处理+ +气浮工艺气浮工艺 一号气浮池加药与否，对处理效果有很大的影响。主要影响一号气浮池加药与否，对处理效果有很大的影响。主要影响 COD和和SS的去除效果。用混凝气浮法能去除非溶解性物质和大量的去除效果。用混凝气浮法能去除非溶解性物质和大量 的的SS。有报道称加药与否对曝气池、二级气浮池及总去除率都有影。有报道称加药与否对曝气池、二级气浮池及总去除率都有影 响，不加药通常下降响，不加药通常下降67。 二号气浮池对整个系统

25、的处理效果及稳定性具有重要作用。如二号气浮池对整个系统的处理效果及稳定性具有重要作用。如 果不经过二号气浮，出水一般达不到国家排放标准。但经二号气浮果不经过二号气浮，出水一般达不到国家排放标准。但经二号气浮 处理后。无论一号气浮效果如何处理后。无论一号气浮效果如何(是否加药是否加药)都能保证出水达到排放标都能保证出水达到排放标 准，还可减轻由于污泥膨胀引起的出水水质恶化。特别的，一号气准，还可减轻由于污泥膨胀引起的出水水质恶化。特别的，一号气 浮不加药时效果较差二号气浮起的作用较大。浮不加药时效果较差二号气浮起的作用较大。 工艺简介：工艺简介： 本工艺即在生化处理前后均用气浮工艺，一号气浮的主

26、要作用是作为本工艺即在生化处理前后均用气浮工艺，一号气浮的主要作用是作为 预处理，去除废水中的预处理，去除废水中的COD和和SS,二号气浮能克服因污泥膨胀引起的二号气浮能克服因污泥膨胀引起的 出水不达标的问题，其主要作用是保证水质达标。出水不达标的问题，其主要作用是保证水质达标。 工艺要点：工艺要点： 第三章第三章 气浮与生物处理气浮与生物处理 第六节第六节 多级工艺多级工艺+ +多级生化工艺多级生化工艺 在废水中在废水中COD过高时或废水水量波动大，水质波动频繁，污染过高时或废水水量波动大，水质波动频繁，污染 物成分复杂，其中含有大量的石油类、酚类、氨氮及硫化物等物成分复杂，其中含有大量的石

27、油类、酚类、氨氮及硫化物等 时，由于炼油废水具有易乳化、难降解和可生化性差的特点，时，由于炼油废水具有易乳化、难降解和可生化性差的特点， 因此处理起来难度较大。宜采用多级气浮因此处理起来难度较大。宜采用多级气浮+多级生化来处理该废多级生化来处理该废 水。此类方法多用于石油类废水的处理。水。此类方法多用于石油类废水的处理。 应用条件：应用条件： 工艺特点：工艺特点： 1.在预处理阶段采用两级气浮，可以很大限度的去除废水中的 COD、SS等，有些情况下，会导致废水中的营养结构发生变 化，如P的缺乏，如果后续用生化处理可人工添加。 2.本工艺多用于石油废水中油脂的去除和毛纺废水中毛纺的回 收等类似工艺。 该废水为洗毛废水，该废水中该废水为洗毛废水，该废水中 含有大量泥沙、羊毛脂和微小含有大量泥沙、羊毛脂和微小 悬浮物。悬浮物。COD、SS较高。由较高。由 于该厂羊毛为进口羊毛，故需于该厂羊毛为进口羊毛，故需 回收。回收。 工程设计实例 设计概述设计概述：在本设计中由于油脂类废水难以沉淀的特点。故采用气浮工在本设计中由于油脂类废水难以沉淀的特点。故采用气浮工 艺，此外，由于羊毛脂的回收问题，一级气浮处理后废水中仍存在细小的艺，此外，由于羊毛脂的回收问