加压式溶气气浮的自动运行设计

摘要：文章对加压式溶气气浮在污水处理项目中的工艺流程、运行条件、控制方式等进行介绍，同时重点研究在污水处理项目中实现气浮工艺设施全自动运行，为求达到无人值守的效果。

关键词：溶气气浮;自动运行;污水处理

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.056

Abstract：This paper introduces the process flow， operation conditions and control mode of pressurized dissolved air flotation in sewage treatment project， and focuses on the realization of automatic operation of air flotation process facilities in sewage treatment project， in order to achieve unattended effect.

Key words： DAF;Automatic operation;Sewage treatment

气浮是一项从水及废水中分离固体颗粒以及不溶性COD高效快速的方法，它的工作原理是处理过的部分废水循环流入溶气罐，在加压空气状态下，空气过饱和溶解，然后在气浮池的入口处与加入絮凝剂的原水混合，由于压力减小，过饱和的空气释放出来，形成了微小气泡，迅速附着在悬浮物上，将它提升至气浮池的表面[1]。

实现气浮工艺全自动稳定运行，甚至达到无人值守的效果，将能进行一步保证整个污水处理系统的稳定运行，保证污水的稳定达标排放。

1 气浮主要类型及适用条件[2]

1.1 电解气浮

电解气浮可对工业废水进行氧化还原、混凝等多种处理，对水质的适应性好，过程易调整，装置设备化，结构紧凑占地少，无噪音，耗电量较大。适用于小水量工业废水处理，在处理含盐量高、电导率高、含有毒有害污染物的污水时具有显著的效果。

1.2 叶轮气浮

叶轮气浮的特点为结构简单，分离速度快，对高浓度悬浮物分离效果好。供气量易于调整，对废水适应性较好，装置设备化，结构紧凑占地少，对混凝预处理要求较高。适用于处理水量中等，对较高浓度悬浮物及表面活性物质的工业废水的处理具有较好的优势。

1.3 浅层气浮

浅层气浮表面负荷高，分离速度快，效率高，高程易于布置，占地小池深浅，钢设备可多块组合或架空布置。适用于各类水量及含悬浮物、纤维、活性污泥、油类物质的分离。

1.4 加压溶气气浮

加压溶气气浮工艺成熟，工程经验丰富，负荷率高，处理效果好，处理能力大，可全自动连续运行。泥渣含水率低，出水水质好。对不同悬浮物浓度的废水可分别采用全溶气或部分回流溶气等方式，适应性好，工艺复杂管理要求高。适用于不同水量，较高浓度悬浮性污染物，油类、微生物、纸浆、纤维的处理。

2 加压溶气气浮的构成

2.1 加压溶气气浮的工艺流程

污水先进入气浮池体中的反应槽，在反应槽中添加各类药剂，经过反应后进入接触区，同时自溶气罐加压后汽水混合后的溶汽水在此释放，形成大量微小气泡与污水接触，然后进入分离区通过气泡把大量悬浮物带到池面进行泥水分离，清水从底部的布管收水装置排放，泥渣通过刮渣机排放至污泥槽。

2.2 加压溶气气浮的运行条件

首先，反应区药剂添加量满足污水反应;期次，接触区内释放出来的气泡量稳定，细小且量够;最后，在分离区能及时排除泥渣保证气浮运行的效果稳定。

3 加压溶气气浮传统控制方式

气浮设备使用的机电设备主要分为加药计量泵、溶药及反应搅拌机、溶气水泵、空压机以及刮渣机。

传统控制方式包括：加药计量泵和溶药搅拌机采用手动方式，溶气水泵采用手动方式开启后一直运行，溶气系统的空压机开启后，在管路上安装有一个电磁阀，采用溶气罐内的液位浮球控制液位，浮球达到高位时电磁阀开启，开始进气，液位浮球处于低位时电磁阀关闭，停止进气，反应搅拌机和刮渣机采用手动方式控制。

上述控制方式的弊端包括：溶气系统是整个气浮设备能否正常运行的一个重要条件，采取传统模式操作经过一小段时间运行后，溶气罐释放出来的溶汽水不稳定，一会是水或一会是气，无法保证形成有效溶汽水，需频繁进行人工气液调整。

溶气罐释放出来只有水的主要是溶气水泵与压缩空气的压力不同，当两者压力不同的介质同时进入溶气罐后，当溶气罐释放的气液量与溶气水泵进水量相同，且水位处于溶气罐浮球液位低位，则溶气水泵一直开启，达到平衡，浮球一直处于低位，压缩空气就无法进入溶气罐，最终溶气罐的仅有水而无气液混合物，气浮无法达到需要的效果。

溶气罐释放出来只有气的主要原因是压缩空气的压力大于水泵的扬程，当溶气罐内的压力大于溶气泵扬程时，溶气泵无法进水，虽溶气罐的液位处于低位时，电磁阀关闭，停止进气，但压力差使得溶气水泵处于空转无法泵入液体，最终出现气浮接触区出现高压大气泡的现状，无法保证气浮应有的功能。

某些项目其产污量不稳定，在运行过程中经常出现间断无污水的现象，每出现一次间断，进行停机时就会出现接触区出现大量气泡，扰动分离区的泥渣，且重新开机时需要进行重新启动调整。使得污水操作人员劳动强度大，无法保证气浮功能。

4 改进后加压溶气气浮控制方式

针对现有控制方式的弊端，在实践中根据实际情况对气浮设备的各类机电设备进行联动设计，保证气浮能稳定自動运行，是气浮发挥重大作用的基础。

对以下两个案例分别进行气浮控制系统的自动运行设计情况介绍。

案例一：

湖南益阳龙源纺织有限公司是一家毛巾生产企业，在运营过程中产生一定量的印染废水，原有一套日处理1 000m3的混凝絮凝池，因效果不理想，业主方要求更换成气浮工艺，设备24h运行制，依项目实际情况提供一套60m?/h的气浮设备，于2018年4月完成安装调试。

气浮系统控制方式设计如下：溶气罐中的液位用来控制高压溶气水泵，低液位时开启高压溶气水泵，高液位时关闭高压溶气水泵，同时电磁阀采用常闭型电磁阀，与溶气水泵进行联动，溶气水泵开启时电磁阀常闭，溶气水泵停止时电磁阀常开。

实际运行中溶气系统能稳定连续运行，无须人工操作，完美解决了溶气系统中汽水比经常失衡的问题，赢得了客户的赞誉。

案例二：

厦门航空酒店管理有限公司福州洗涤分公司主要业务为各类布草的洗涤，产生洗涤废水，依环评要求污水要达到《污水综合排放标准》中的三级排放。设计项目运营时间为10h/d，处理水量250m?/d。污水设施建成后仅配备一名兼职管理人员。工艺设计采用加压溶气气浮。因此气浮设备可以的自动运行甚至无人值守。

该项目的自动控制要求设计为，以调节池液位作为主要控制点，调节池液位处于高液位时调节池提升泵开启，同时，气浮的所有机电设备也同时开启，调节池液位处于低位时调节池提升泵则停止运行，溶气气浮的所有机电设备也处于待机状态。

气浮的机电设备具体联动如下：（1）加药系统中的加药泵、加药搅拌机随着调节池液位变化而变化，高位则开启，低位则关闭。（2）气液释放管路上设置一电磁阀，调节池液位高位则开启，低位则关闭;保证在气浮停机的状态下溶气罐的气液不会释放到接触区，同时能保持溶气罐的压力。（3）溶气系统的机电设备与调节池液位联动，高位开启，低位关闭;在设计中用溶气罐中的液位控制高压溶气水泵，低液位时开启高压溶气水泵，高液位时关闭高压溶气水泵，同时电磁阀采用常闭型电磁阀，与溶气水泵进行联动，溶气水泵开启时电磁阀常闭，溶气水泵停止时电磁阀常开。（4）刮渣系统中刮渣机与调节池液位联动;同时设置时间控制器控制停机及开机时间。

项目自2020年2月开机后，一直稳定运行，操作人员仅需及时添加药剂，成功实现无人值守的要求，根据水质检测报告可知，经过气浮工艺处理后的各类污染物指标的去除率达到50%以上，均能达到排放要求。

5 结论

通过对气浮工艺的了解，设计好自动控制方式，可以满足气浮的连续稳定运行以及达到无人值守的要求。

参考文献

[1]傅自强.TCQ型系列气浮水处理设备及在废水治理中的应用[J].四川环境，1991，10（4）：71-75.

[2]HJ2007-2010 污水氣浮处理工程技术规范[S].

[3]陆玉.染料废水处理技术研究进展[J].纺织科技进展，2020（05）：1-4.

[4]刘慧，王涛.MBR膜生物处理技术处理桂林市医疗废水脱氮效果的研究[J].建材与装饰，2020（15）：292+296.

收稿日期：2020-08-21

作者简介：林发泉（1978-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为环境工程设计施工。