溶气式气浮机、电絮凝气浮机

一、设备概述

由于受水质、水量等客观因素的影响，水处理程序向来繁琐，能组合使用功能，优化水处理程序显得尤为重要，我公司设计、制造的气浮一体化设备，设备将絮凝、气浮、等性能组合在一起，水中悬浮物、胶体以及COD得到有效去除去除，实现水处理及操作系统的高度集成。在处理过程中效率更高，成本更低，维护操作更简单。

我公司参考国外先进技术，研制开发了DAF系列溶气气浮技术与成套设备，效率更高，成本更低，维护操作更简单。其处理效率和效果远远高于目前传统常规气浮，是各种气浮的最新换代产品。

二、工作原理及结构特点

 1、结构组成：①槽体 ②微气泡发生器  ③容器装置  ④配药装置⑤排泥槽  ⑥出水管

2、结构特点：由于槽体制造上的特点，它是以高效率的溶气机理，经分置的微气泡发生器，将原水、溶气水及药品（一切线旋流进入）得以快速结合、释放、絮凝、升浮、微气泡均匀、密度大，至槽体中上部时，升浮速度趋于稳定零速度，形成立体微循环状态，保证了微气泡与废水中的絮凝体充分接触、结合。不论在结合过程中或已经结合的絮凝物，都不会受外力而被破坏其结合，絮凝物浮层稳定。

3、工作原理：

配药装置：药品经流量计、溶解、过滤、胶板泵送（按一定的工艺配比）至气浮槽内微气泡发生器，同时原水及经溶气水（为减少处理负荷，溶气水可用原水）分别进入气泡发生器，经溶水器装置的相对稳定的压力作用，高密度的溶气水与药水、原水能快速释放压、升浮，保证了微气泡与废水中絮凝体充分接触结合，微气泡带动悬浮物上浮之中上部时形成了稳定的浮层，立体微循环也趋于稳定，悬浮物在结合过程中不易受外力破坏其结合，清水在立体微循环作用下，在槽体中下部澄清区周围储存，经清水排出口排走。当絮凝物在槽体上平面形成稳定的浮层，且逐渐升高到一定水平面时，自然从带倾斜的排泥槽排走，无需增加动力设备，当需定时排污时，关闭各出水（清水阀）阀，液位即可上升，浮层全部排除彻底。另外底部没有排污阀，沉淀底部的污物可定期排污。

三、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悬浮粒子的最大绝对重量。我们将其定义为单位浮量，这是溶气水质量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，是气浮的技术关键。而缩小气泡的直径、增大气泡群密度、改善气泡均匀度，是提高气浮效率的关键。三者互相关联，互相制约。1个100mm的气泡如果变成等体积的1mm的气泡，其数量可以达到106个，所以在容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改善。传统气浮效率低，其最重要的原因之一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50mm以下，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108个/cm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100mm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，导致气泡上升速度过快，致使絮凝体遭到冲击而破裂，浮选效果较低。而本案所产生的微气泡直径在1mm左右，密度高于1012个/cm3,同时气泡大小均匀，这就保证了较高的处理效率和非常好的处理效果。

2、溶气利用率高

本案的溶气利用率接近100%，传统的恶涡凹式气浮只有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，其溶气效率最高提高一倍，但相应的溶气设备的结构上就复杂得多，检修也相应复杂。

研究表明，只有比悬浮粒子（絮凝前的单个悬浮粒子）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—30mm，50mm以上的固态悬浮粒子经过几小时的静置，可以自然下沉或浮出水面。浮化液粒子主体粒径在0.25—2.5mm之间，其中少量大颗粒之际国内约10mm左右。所以1mm左右微气泡对绝大多数悬浮粒子都有很好的吸附作用，这也是本案溶气利用率高的直接原因。

3、处理负荷高

本方案可处理悬浮物（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含量最高一般在1000mg/L左右，仅在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

本方案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，实现了小溶气大处理量，为增大气、水接触面积采用了四级预混和机构，气、水在几段时间内即可达到均衡状态。

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：如涡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，且不论高速叶轮旋转的叶轮会同时将絮凝体搅拌，破坏悬浮物的凝聚，仅是这种产生气泡的方式就决定了这种结构无法产生10mm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。本案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，可以最大限度地使溶气水从溶解平衡的高能值降到几乎接近常压的低能值。溶气水的消能是能量的转移，而不是能量的损失。最大消耗，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。本方案所采用的气泡发生器的消能比可达99.9%，而普通的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0.32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，其表面能要减少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。只能杜绝溶气水的涡流、反冲，才能从根本上避免微气泡的合并。

四、设备优点

1、操作简单，集成度高，没有复杂的机器设备，自动化程度高，完全可实现无人值守工作

2、效率高，纯水处理成本低

3、投资省，无需辅助的土建工程和附属设备

4、低压运行，溶气效率高

5、性能长期稳定，易操作，易维护，低噪音

6、多层排泥，确保出水效果

五、使用范围

1、适用于造纸、石油、化工、印染、皮革，电镀、淀粉、医院、制药、生活污水、电产、酿造、涂料、乳品加工等工业废水和生活城市污水。

2、也可作为生化处理后的深度处理。

六、操作规程

1、 行走无极变速机和刮渣无极变速机开启。

2、 加药用搅拌机开启，投药，加药泵开启（根据所处理的废水特点先择投加的药剂品种及加药量。也可通过试验来确定所投加的药剂品种和加药量，一般情况下由用户提供。）。

3、 初次运行时，行走架和浮渣管用无级变速机加注Ub-1润滑油，齿轮箱加注齿轮油；各轴承部位加注合成钙基润滑脂；旋转接头部位通过油杯加注N32号或N22号机械油；空压机加注HS－19号（夏季）和HS－13号（冬季）润滑油；溶气水泵和加药泵轴承部位加注润滑油至正常位置；旋转支承加3号钙基润滑脂。

4、 溶气水源稳定后，关闭溶气罐前后闸阀，溶气泵灌满水。

5、 空压机起动，调整减压阀压力至0.35～0.5Mpa，待溶气罐压力达到0.35～0.5Mpa时，开启溶气泵，当泵达到正常转速后，再逐渐打开吐出管闸阀，调节至所需工况。

6、 当溶气罐内液位达到指定液位后，溶气罐后的闸阀开启。

7、 通过气浮主机上的丝杠手柄，调节溢流堰高度，使处理水量达到工况要求。

8、 调节旋转布水机构上的丝杠手柄，使所有导流盘导出水量相等。

9、 根据原水水质和处理后水质，调整行走无机变速机速度，使其速度与导流盘导出水速度相等；调整浮渣管无机变速机速度，使悬浮物在去除率最大的情况下，所需时间为最短。

七、 维护说明

1、污泥阀每两天打开一次，放尽污泥后，阀门关闭。

2、回转支承运转100小时时，应检查一次螺栓预紧力，以后每运转400小时检查一次，以保证有足够的预紧力；保持每100小时在旋转状况下加注黄油一次，并做好记录。齿面应经常清除杂物，并涂以相应的润滑脂。

3、行走架和浮渣管用的无机变速机第一期500工作小时后，更换新油，并将内部油污冲净；第二期1000工作小时；第三期2000工作小时，以后可每隔2000小时更换一次。经常检查油位，使油位保持在油标中线位置。

4、各部位轴承每月加注一次合成钙基润滑脂。

5、旋转接头部位能通过油杯加注N32号或N22号机械油。

6、空压机加注HS－19号（夏季）和HS－13号（冬季）润滑油。油面保持在观油镜中心，连续使用500小时后，更换一次；250小时后，消声滤清器清洗一次，8－14小时储气罐放水一次，每年将机器各部位清洗一次。

7、溶气水泵和加药泵轴承部位经常加注润滑油至正常位置。如果在气温低于零度时检修，应将泵内水放出，以免冻裂。

8、每三个月松一次调节隔流圈的螺母，以保证隔离橡胶层与池底紧密接触。

9、每月检查一次碳刷磨损情况,碳刷磨损至只剩10mm时,更换碳刷。

10、整机维护部分：

每一年检修一次，各机电设备清洗、润滑并加油。气浮各子系统的易损件和磨损件进行检查，需更换的则进行更换。

八、定货须知

1．定货单位在定货前应提供详细水质资料。

2．本厂可根据用户提供的水质，水量及场地平面图，设计本系统工程布置图和配水构筑物尺寸图。

3．本厂可根据用户需要制造特殊型号和特殊水质的净化设备，并承揽水厂的设计安装等工程。

电絮凝气浮说明

电絮凝气浮工艺是电解、絮凝和气浮的结合。

一、电絮凝气浮法的原理

在欲净化的水中放置金属铝或铁作阳极，在电解过程中由阳极上溶解而转移到溶液中的三价铝离子或二价铁离子水解而成为分散杂质的有效絮凝剂。由电极的反应化学式表日月，由此在阳极上产生氧气泡，在阴极上产生氢气泡。

这些气泡在上升时，就将悬浮物带出水面，在水面上形成浮渣层；另一方面三价铝离子(或二价铁离子)及其水解聚合产物与悬浮杂质相互作用而发生絮凝。电絮凝气浮法与通常的混凝法相比有很多优点：可省去投加任何化学混凝剂；电絮凝气浮法没有阴离子，也没有杂质；电絮凝反应器所形成的电场，使颗粒间由原来的相互排斥变为吸引、聚结；电絮凝气浮反应中生成的O2及H2气浮的微小气泡，吸附轻质悬浮颗粒或憎水物质，使之从水中分离出来；可以通过去除水中的悬浮物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果。孙金勇等用电絮凝气浮法处理生活，研究发现在一定条件下，浊度去除率可达95%，COD去除率可达59%。

该法与投加絮凝剂的化学凝聚法相比，可去除的污染物种类广泛，反应迅速，适用PH范围宽，而且沉渣密实、澄清效果好。广泛适用于印染、染料化工、医院、皮革、电镀等行业的废水处理。

电解示意图：               

二、电絮凝气浮法技术分析

(1)电解氧化

电解过程中的氧化作用可以分为直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化；和间接氧化 ，利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如 OH-、Cl- 在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质如[O]、[OH]、Cl2 等 。利用这些活性物质氧化分解水中的BOD5、COD、NH3-N等。

(2)电解还原
电解过程中的还原作用也可以分为两类。一类是直接还原，即污染物直接在阴极上 得到电子而发生还原作用。另一类是间接还原，污染物中的阳离子首先在阴极得到电子，使得电解质中高价或低价金属阳离子在阴极得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀

(3)电解絮凝
可溶性阳极如铁铝等 ，通以直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子Fe2+、Al3+ ，与溶液中的OH-结合生成高活性的絮凝基团，其吸附能力极强，絮凝效果优于普通絮凝剂，利用其吸附架桥和网捕卷扫等作用，可将废水中的污染物质吸附共沉而将其去除。

(4)电解气浮

电解气浮是对废水进行电解，水分子电离产生H+和OH-，在电场驱动下定向迁移，并在阴极板和阳极板表面分别析出氢气和氧气。新生成的气泡直径非常微小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；而加压溶气气浮时产生的气泡直径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，且气泡的分散度高，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，这样很容易将污染物质去除。电解气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除废水中的亲水性污染物。

三、电絮凝气浮设备作用

电絮凝设备的电极板可根据去除物质的不同而选用不同的材料，产生强絮凝、强氧化、强还原、强气浮等作用，以达到最佳处理效果，经常应用的有铁、铝、钛、石墨、二氧化铅等。每种材料都有其适于应用的领域，电絮凝设备的设计和电极板的选择是经过大量的研发试验和丰富的工程实践经验而确定的。根据大量的试验验证电絮凝设备对于废水中的各类杂质物质去除效果如下：

(1)油

含油污水根据其来源不同，水体中油污染物的成分和存在状态也不同。油在污水水体中存在形式大致有以下5种：悬浮油、分散油、乳化油、溶解油、油—固体物。
其中，悬浮油、分散油、油-固体物均可通过简单的机械分离或气浮分离得到较好的去除。最难于处理的油的种类为乳化油，油在水中呈乳液状，易形成O/W型乳化微粒，粒径小于1μm，表面常常覆盖一层带负电荷的双电层，体系较稳定，不易上浮于水面，较难处理。电絮凝设备利用其强电场的作用可以使带电的乳化油微粒发生定向迁移，在电极板表面中和电核，实现脱稳聚合，同时电解产生的高效絮凝基团也可以非常好的破坏油滴的双电层结构，实现破乳的作用，再协同反应产生的大量微气泡破乳后的油滴气浮去除，其去除率可达到90%以上。
从实践经验验证，针对与油田采油污水及炼油厂含油污水，在进水油含量几百——几万mg/L的情况下，出水均可以达到50mg/L以下。

(2)COD

工业污水中的有机物种类繁多，成分也非常复杂，根据不同行业其有机物种类各不相同。根据其溶解性的不同，可以分为溶解性有机物和非溶解性有机物，根据其可生化性又可分为易于生物降解有机物和难于生物降解有机物。
电絮凝技术对于高浓度、难于生化降解类有机物有较好的去除效果。
电絮凝技术利用高效电解絮凝作用，生成吸附性极强的高活性絮凝基团，对于非溶解性高分子有机物有较好的去除效果。同时，与电气浮和电氧化作用相结合，可以进一步提高其对于有机物的去除率，尤其是对于难于生化降解的有机物，可以通过强氧化切断化学键，提高有机物的可生化性，再结合生化处理方法可以达到充分降解COD的目的。
电絮凝技术针对于COD的去除率根据不同的水质情况，去除率一般在30%—80%。

(3)浊度、悬浮物

电絮凝技术因其高效的絮凝作用，对于水中的胶体颗粒和各种杂质颗粒均可实现非常好的吸附絮凝作用，使水中的微小颗粒聚合成较大絮团，形成的絮团比投加絮凝剂形成的絮团更大、更密实，从而利于沉降截留从水中分离。电絮凝技术处理出水结合沉淀、过滤技术可以使出水浊度控制在3NTU以下，若原水浊度非常高（>100NTU）,则只需简单的改变运行参数即可，达到与处理较低浊度水时同样的絮凝效果。
电絮凝技术对于浊度、悬浮物的去除率可达到90%以上。

(4) SiO2、胶体硅、有机硅

SiO2在达到过饱和状态时即会从水中析出，往往其对于膜过滤系统造成的影响较大，因为析出的SiO2会粘附在膜表面，所以在膜的预处理过程中必需进行控制去除。
絮凝可以吸附SiO2从水中析出，一般的絮凝剂对于SiO2的去除率在30%—40%，电絮凝技术对于SiO2的去除率可以达到70%—90%

(5) 重金属离子

一般废水中重金属离子主要为：铬、铁、锰等。
对于铁、锰离子的去除，一般是采用曝气法将铁、锰离子转化为高价氧化物和氢氧化物，使其由离子态转化为不溶态从水中析出，再利用过滤除去。电絮凝技术在加电反应过程中使水中生成OH-离子，结合铁、锰离子形成不溶物析出，再配合砂滤设备即可有效的去除水中的重金属离子。去除率可达到80%-95%。
对于铬离子的去除，主要是针对电镀废水中的Cr6+,由于Cr6+毒性较大，需先将其还原为毒性较低的Cr3+，再利用Cr3+与OH-中和沉淀去除。电絮凝技术电解产生二价Fe2+，其作为一种还原剂，可将水中的Cr6+充分转化为低价态的Cr3+，再结合反应产生的OH-，生成沉淀物质分离去除。电絮凝技术对于铬离子的去除率可达到90%以上。

(6) 色度

色度一般是由有机物中发色官能团引起的，如印染、染料行业废水其色度非常高。电絮凝技术对于高色度水的去除有非常好的效果，其强氧化与强还原作用可以破坏有机物的发色官能团，降低水质的色度。电絮凝技术对于色度的去除率一般大于80%。

(7) 硬度

水中的硬度主要是指钙、镁离子。电絮凝技术在合适的pH值环境下可以使水中的钙、镁离子析出，絮凝沉淀分离。其对于总硬度的去除率可达到85%以上。

(8) 细菌、病毒

电絮凝技术利用极板间强电场作用和反应生成的强氧化性基团的氧化作用，去除杀灭水中的细菌和病毒，其去除率可达到80%以上。

四、电絮凝气浮设备技术特点

· 投资费用低

· 运行费用低

· 维护维修费用低

· 无需添加任何化学药剂

· 占地面积小

· 操作简单，自动化程度高

· 设备处理时间短、处理效率高

· 适应废水范围广，可处理多种污染物

· 设备处理产生污泥量少、污泥密实度高

五、设备规格型号及技术参数

六、设备运行成本

耗电：根据不同水质处理要求，处理吨水耗电量为0.1——1.5kWh。

   极板损耗：根据不同水质处理要求，极板消耗成本为0.01——0.03元/吨水。

电絮凝设备运行成本：0.06——0.78元/吨水（电价以0.5元/度核算）。

七、设备操作使用说明

1．安装方法

电絮凝器可安装在处理现场附近位置处，电源控制柜需放置在干燥设备间内，若有特殊防爆要求需提前说明。

2．操作方法

设备为连续自动运行方式，无需专人看管。进水口设流量计，可由阀门控制流量大小，出水由泵增压进入其它处理系统，或直接排放。设备排污可根据要求设置为手动或自动控制形式。

3．注意事项：
   (1) 设备使用时需先开泵后开机，未通水时设备不能通电，以免发生危险及设备损坏。
   (2) 在设备通水工作时不要随意停电。
   (3) 通电使用时请勿触摸电压输出端，以免发生危险。
   (4) 设备通电使用时请保持散热片通风良好。
   (5) 电器部分不得着水，也不得用塑料布等包裹。
   (6) 设备维修时必须先关机。
   (7) 若后续流程或设备已经结垢，则被处理流程或设备应在每工作2小时后排污一次，每次不少于3分钟；并定期清理脱落污垢，以免残渣阻塞设备，造成事故。
   (8) 设备装卸时不得用力磕碰。