溶气气浮的分类及设计原理

摘要：溶气气浮（DAF）是气浮的一种，它利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。

关键词：溶气气浮 DAF 脱气系统

溶气气浮（DAF）是气浮的一种，它利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理(或处理后)的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。

溶气气浮（DAF）适用于处理低浊度、高色度、高有机物含量、低含油量、低表面活性物质含量或具有富藻的水。相对于其它的气浮方式（详见附录1），它具有水力负荷高，池体紧凑等优点。但是它的工艺复杂，电能消耗较大，空压机的噪音大等缺点也限制着它的应用。

1 分类（type）

根据不同的划分原则，DAF可以有不同的分类。

1．1 根据气泡从水中析出时所处压力的不同，可分为真空式气浮法与压力溶气气浮法两种。

前者利用抽真空的方法在常压或加压下溶解空气，然后在负压下释放微气泡，供气浮使用；后者是在加压情况下，使空气强制溶于水中，然后突然减压，使溶解的气体从水中释放出来，以微气泡形式粘附上絮粒，一起上浮。

1．1．1 真空式气浮池，虽然能耗低，气泡形成和气泡与絮粒的粘附较稳定；但气泡释放量受限制；而且，一切设备部件，都要密封在气浮池内；气浮池的构造复杂；只适用于处理污染物浓度不高的废水（不高于300mg/l），因此实际应用不多。

1．1．2 压力溶气气浮法是目前国内外最常采用的方法，可选择的基本流程有全流程溶气气浮法、部分溶气气浮法和部分回流溶气气浮法三种。

1．1．2．1 全流程溶气气浮法 

全流程溶气气浮法是将全部废水用水泵加压，在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送入气浮池。流程图见图1。 

它的特点是：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小。③全部废水经过压力泵，所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。

1．1．2．2 部分溶气气浮法 

部分溶气气浮法是取部分废水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池并在气浮池中与溶气废水混合。

它的特点是：①与全流程溶气气浮法所需的压力泵小，因此动力消耗低；②气浮池的大小与全流程溶气气浮法相同，但较部分回流溶气气浮法小。 

1．1．2．3 部分回流溶气气浮法

部分回流溶气气浮法是取一部分处理后的水回流，回流水加压和溶气，减压后进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合和气浮，流程见图2。

它的特点是：①加压的水量少，动力消耗省；②气浮过程中不促进乳化；③矾花形成好，后絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。

现代气浮理论认为：部分回流加压溶气气浮节约能源，能充分利用浮选（混凝）剂，处理效果优于全加压溶气气浮流程。而回流比为50%时处理效果最佳，所以部分回流（回流比50%）加压溶气气浮工艺是目前国内外最常采用的气浮法。

图2 部分回流溶气气浮法流程图

1．2  根据气浮池中微气泡污泥层（床）有无过滤作用及水的不同流态分为：早期DAF、普通DAF和紊流DAF。（具体内容见附录3）

2 设计原理（design principal）

DAF一般设置在生物处理单元之前，物理处理单元之后，习惯上将其归为物理处理单元。若设为两级浮选，为了方便节约，平面布置时常将一、二级浮选池并列，一、二级浮选池是约有500mm左右的液位差保证污水从一级浮选池流动到二级浮选池，而取消提升泵达到节能效果。体现在竖向布置上，即在设计、施工时必须严格控制刮渣机拖架(板)、可调节堰和除渣槽顶的标高，这一点非常重要，是关键因素之一，否则会严重影响气浮效果(泡沫层无法用机械方法撇除)，这也正是必须采用可调节出水堰的原因所在。

图2 两级浮选池工艺流程图

DAF主要由空气饱和设备（也称压力溶气系统）、空气释放设备（也称溶气释放系统）和气浮池（也称气浮分离系统）等组成。目前,溶气气浮工艺的设计和最佳操作的确定，需要依靠中试和经验。以下，根据各种应用中总结出的经验，分别介绍各个组成部分的设计原理。