一、
项目提出

当前，国家狠抓环境保护工作，关停并转了一大批污染严重的中小型企业，各地己越来越重视环境污染问题。废水治理作为一个老大难问题。一直困扰着各个企业，尤其是一些中小型企业，如造纸、印刷、食品、石油化工等企业，由于资金和技术等方面的制约，进口设备投资太大，中小型企业难以承受，即便投巨资购买的处理设备，往往也因为巨额的运行费用而不得开开停停，以应付环保部门的检查，针对目前这种现状，我公司参考国外先进技术，研制开发了ZSF系列溶气气浮技术与成套设备，其处理效果远远高于目前传统常规气浮。

二、
技术关键与特点

1、 处理效率高：

气浮处理效率的高低，取决于单位体积溶气水所能浮起的浮粒子的最大绝干重量，我们将其定义为单位浮量，这是度量溶气水质好坏的一项客观指标。空气属于难溶于水的物质，常压下空气在水中的溶解度约为1.8%，在0.3Mpa的压力下,溶解度可达到5.4%，如何让这些有限的溶解空气充分发挥作用，是气浮技术的关键。而缩小气泡的直径、增大气泡群密度、改良气泡群均匀度，是提高气浮效率的关键，三者互相关联、相互制约。1个100UM的气泡如果变成等体保积的1UM的气泡，其微量可以达到1000000个，所以，在溶解空气总量一定的前提下，缩小单个气泡的直径，即可增大气泡群密度，同时气泡群的均匀性也可以得到改善，传统气浮效率低，其最重要的原因就是因为所产生的气泡直径过大，主体气泡群气泡的直径一般都在50UM以上，气泡群的密度（消能后单位体积溶气水中所含气泡个数）一般在10 8＼M³以下，气泡群均匀性（主体气泡群数量占总气泡数量的比例）差，直径大于100UM的气泡占85%以上，这些气泡都属于无效浮选气泡，而且由于气泡直径过大导至气泡上升速度过快，致使絮凝体遭到冲击而破裂，浮选效果降低。而本机所产生的微气泡直径在1UM左右，密度高于102 \CM³同时气泡大小均匀，这就保证了较高的处理效率和理想的处理效果。

2、 溶气利用率高

本机的溶气利用率近100%，传统的凹式气浮只有10%左右，而早期的气浮仅为6%左右，气浮效率的高低，同溶气效率没有太大的关系，最终取决于溶气利用率的高低。以溶气压力为例，从0.3Mpa提高到0.5Mpa,其溶气效率最多也只能提高一倍，但能耗却高出好几倍,以溶气效果为例,若从50%的溶气效率提高到100%,其气浮效率最多也只能提高一倍,但相应的溶气设备在构造上就要复杂的多,检修也相应复杂。

研究表明,只有比漂浮粒子(絮凝前的单个粒子)直径小的气泡,才能与该悬浮粒子发生有效的吸附作用,在自然水体中,短时间内难以沉淀的悬浮粒子,其直径大多在10-30UM,50UM以上的固态悬浮粒子经过几个小时的静置,可以自然下沉或浮出水面,乳化液粒子径在0.25-2.5UＭ之间,其中少量大颗粒直径约10UM左右,所以,1UM左右微气泡对绝大多数粒子都有很好的吸附作用,这也是本机溶气利用率高的直接原因。

3、 处理负荷高

本机可以处理悬浮物（SS）含量高达5000-20000mg\L的废水，这个指标是任何传统气浮所不能达到的。传统常规气浮所能分离的（SS）含量一般在1000mg\L左右，仅对SS含量在几百mg\L左右的废水具有一定的实用价值。

4、 简便实用的压力溶气

本机溶气罐的设计采用了与传统理论不同的设计依据，否定了以水力停留时间为主要依据的设计方法，实现了小容积大处理量，为增大气水接触面积采用了四级预混合机构，气、水在极短的时间内即可达到均相状态。

5、 高效率的气泡发生器

传统气浮由于其释放器本身的缺陷和局限性，也对浮选效果产生了致命的影响：如窝凹气浮采用的是利用高速旋转的叶轮将吸入的空气打碎而产生气泡，且不论高速旋转的叶轮会同时将絮体搅碎，破坏悬浮物，仅是这种产生气泡的方式，就决定了这种结构无法产生10微米以下的微气泡，因为要通过机械剪切产生微气泡，首先要克服的是气泡的表面张力，气泡越小，其表面张力就越大，要消耗的能量就越高，目前获得的气泡直径最小的方法是电解，其次就是压力溶气，本机所采用的气泡发生器，以其合理的设计，实现了空气从溶气水到微气泡的完美的转化，具有以下优势：

（1）、可以最大限度的消除溶气水的能量，也就是说，可以最大限度的使溶气从溶解平衡的高能值降到几乎接近常压力的低能值。溶气水的消能是能量的转移，而不是能量的消失。最大消能，是指获得物理性能优良的微气泡的前提下，能量转换的最高值。本机所采用的气泡发生器的消能比可达99．9,而普通气泡发生器最高只能达到95%。

(2)、在获得最大消能比的前提下，具有最快的能量消减速度，也就是说具有最短的能量消减时间，即可以在最短的能量消减时间内获得最大能量消减比。本案所采用的气泡发生器的消能时间仅为0.01-0.03秒，而普通气泡发生器最快也得0.3秒。

（3）、溶气水从高能值降到低能值的过程中没有涡流反冲之类的流态产生。众所周知，微气泡自形成以后，就伴随着一系列的气泡合并作用，合并作用是由表面能的自发减少所决定的，两个体积相同的气泡合并后，其表面能减少20.63%。若在释放器中存在有利于气泡合并的结构的话，那通过该装置获得理想的微气泡是不可能的。只能杜绝溶气的涡流，反冲，才能从根本上避免微气泡的合并。

三、
设计方案

1、 工艺流程图

废水

↓

格栅

↓

沉淀池

↓

调质池

PVC→溶解器→储药罐→↓

泵

PAM→溶解器→储药罐→↓

储气罐→溶气罐→溶气气浮污水处理机→污油（污泥）储存池

↑
↓

高压泵
←
↓
干化池

好氧快滤池

↓

沉淀澄清池

↓

储水池

↓

回用或排放

2
各部分作用

（1）格栅：挡住废水中体积较大的悬浮物。..

（2）沉淀池：各工段废水集中流入沉淀池，水中大部分填料等杂质在此沉淀集中排出，减轻后续气浮池处理负荷。

（3）调质池，混合均匀后的废水集中在此。

（4） 气浮机：利用气浮原理，通过溶气水的突然释压在水中产生大量均匀的微气泡群，附着于絮凝体上，造成絮凝体密度小于水的状态，空气在压力溶罐中被强制溶解，进入气浮机后，由于溶气水的突然消失，溶解在水中的空气以致密的微气泡群状态从水中逸出，在缓慢的上升过程中与絮凝体结合，带动絮凝体上浮，浮出后的杂质溢出，清液则由气浮池底部排出回用。

（5）好氧快滤池：为进一步降低中SS，BOD，COD的含量，采用好氧快滤池对废水进一步净化处理。快滤池主要由滤料层、承托层、配水系统、集水区、洗砂排水组成，管廊内由原水进水，清水出水，冲洗水排出等主要管道和与其相配的控制阀组成，其运行过程是高速过滤与反冲交替循环的过程。

四、  ZSF溶气气浮机结构:

ZSF溶气气浮机为钢质结构, 主要由以下几部分组成：

1、气浮机：

圆形钢制结构, 是污水处理机的主体和核心， 内部由释放器、均布器、污泥管、出水管、污泥槽、刮板及传动系统等组成。
释放器置于气浮机中央位置, 是生产微气泡的关键部件。溶气罐来的溶气水在这里与废水充分混合,突然释放,产生剧烈搅动和涡流,形成直径约为20-80UM的微气泡,而黏附于废水中的絮凝体上,从而降低絮凝体的比重而上升,清水彻底分离出来。均布器呈锥形结构,连接于释放器上,主要作用是将分离开来的清水和污泥均匀散布于罐体中。出水管均布于罐体下部,并通过一根直立主管连接到罐上部溢出,溢出口设有水位调节手柄,便于调节罐内水位。污泥管安装于罐体底部,用于排出沉积于罐底的沉淀物.罐体上部设有污泥槽,槽上有刮板,刮板不断转动。连续将上浮的污泥刮到污泥槽内,自流至污泥池内。

2、溶气系统：

溶气系统主要有溶气罐、储气罐、空气压缩机、高压泵组成,溶气罐是系统中最关键的部分,其作用就是实现水和空气的充分接触,加速空气的溶解。它是一个密闭耐压钢罐,内部设计有挡板、隔套,可以加速空气和水体的扩散、传质过程,提高溶气效率。

3、药剂罐：

钢制圆罐,用于溶解存储药液,其中两个为溶解罐,带有搅拌装置,另外两个为药剂储存罐,体积随处理能力大小而配套。

五、ZSF溶气气浮机的作用

1 、ZSF 气浮的单位浮量高，溶气利用率高，所以可以用于处理悬浮物非常高的废水，其最高值可达20000mg\L。像悬浮物含量高达数千mg\L的造纸白水，采用本技术可以轻易达到回用目的。

2、 可以分离1UM-10UM的浮物，如藻类等。

3、 可分离比重较大的金属氢氧化物，如铁，铜，铬，锌等，例如分离百至千mg\L的含铜废水，仅一次气浮就可达到10mg\L以下。

4、 用于某些生产领域，处理效果优于该行业的专用设备，如用于淀粉行业回收蛋白质，可使回收的蛋白质含量高达60%，达到一级品的效果，而目前淀粉行业的专用处理设备也只能达到30%。

5、 该设备用于分离焦化终冷水中的萘片，分离焦化混合水中的各类焦油，用于溶剂萃取脱酚回收溶剂油，用于铁路机械加工废水脱除油污，COD，SS等，即使不用絮凝剂，可达到理想效果。

六、 废水处理效果和成本估算

1、 石油化工废水处理效果和成本分析

2 、造纸废水处理效果和成本分析

七、国内外气浮设备的比较

随着我国环保力度的加大，欧美，日本等一些国家的环保设备公司纷纷加入中国，推出了一系列气浮设备，如窝凹气浮.，超效浅层气浮,螺旋推进气浮等,一些厂家也仿制，造成环保设备遍地开花，良莠不齐的局面，但是孰优孰劣，可作如下比较：

判断一套气浮装置的优与劣的标准包括以下几个方面：

1、 微气泡的直径，微气泡群的密度，微气泡群的均匀性

2、 能耗的高低

3、 系统运转的稳定性，操作及维护的难易程度

散气气浮靠水流的机械剪切力和扩散力和扩散板产生气泡（如射流气浮），气泡直径在1MM左右不易与小颗粒和絮凝体相结合，反而会将絮凝体打碎，不适合处理含细小颗粒和絮凝体的废水，其气浮效果最差，靠机械切割气泡式以机械为动力带动水切割气泡的，如螺旋推进型气浮，窝凹气浮等，其所能获得的主体气泡群的微气泡直径也在50UM以上，更谈不上气泡群的均匀性和密度了。日本，欧美引入中国的超效浅层气浮，除池型变化并加上一个缺少说服力的“零进度”外，在技术上并没有实质性进步。螺旋推进型，优点是不使用空压机，动力消耗比超效浅层气浮略低，但其性能仍无法超出传统常规气浮的性能范围，而对于悬浮物来说含量仅数百mg\L的废水，许多常规气浮都有比较理想的效果,但是对于悬浮物含量达到数千甚至上万mg\L的废水时, 常规气浮就无能为力了，而这种情况恰恰是本案的优势所在，对于气浮来讲，所处理废水的浮物越高，其吨水耗能就越低，而其他气浮的能耗往往是与废水的污染负荷成正比的。