污水一直以来都是影响环境污染的一个重要因素，为了社会的可持续发展，应当尽快找到科学的方法来解决污水的排放和处理问题。其中处理的方法有很多，最主要的方法就是气浮法。本文主要介绍了在工业发展过程中气浮法对污水的处理原理，并且对气浮技术的分类，影响因素，研究现状进行了阐述，同时对气浮技术的发展前景进行了展望。

1引言

当今社会物质生活日趋丰富，环境污染问题已经成为全球关注的焦点。污水对人类、动物和植物甚至整个生态系统都有很大的危害，因此污水处理和回收已经成为当今生活环境保护的重要内容。

目前污水处理技术有气浮处理法、微生物处理法和沉降法等，其中气浮处理法是固液分离和液体分离的技术，作为高效的分离技术，一定会得到很大的普及。气浮技术技术复杂，影响因素也很多，但如果能够控制各因素处于最佳状态，就能够更好地利用气浮技术。因此，需要开发和研究气浮技术的技术条件。

2气浮技术概述

气浮技术在我国已经发展了几十年，基本原理是向污水中通入一定的空气，在水中产生大量的小气包，杂质粒子粘在气泡上，随着气泡一起浮出水面，分离杂质和清水。气浮技术处理的水一般添加适量的凝集剂，形成内部充满水的网状构筑物的凝集体。凝集体的沉淀速度慢，附着一定量气泡的凝集体的比重比水的比重小，凝集体的浮起速度比最初的凝集体的降低速度快得多，浮起法的分离时间也大幅度缩短。

2.1气浮技术的特点

气浮法的技术虽然复杂，需要更高的操作要求，但气浮法的独特优点可以广泛普及。气浮池表面负荷高，固液分离时间短，对凝聚的反应要求低占地面积小，可大幅节约土地资源。气浮池内的水和浮渣内含有氧，泥渣不易腐烂，后处理和再利用方便。特别是对于沉淀难以分离的低浊藻水，气浮法处理后，水浮含量低，体积小，有利于污泥的后续处理。气浮法相比沉淀法而言需要更少的化学药剂投比量。

2.2气浮技术的影响因素

气浮技术的影响因素很多，主要包括棉杂质粒子、气泡、空气量、气速、浮选剂、温度等。其中主要介绍空气量、气速、浮选剂和温度四个因素。

2.2.1温度

温度可以明显改变整个系统的状态，如整个系统的溶解度高低、稳定性好坏等。其中温度对整个系统的影响主要取决于整个气浮系统的类型，在一些不同的气浮系统中，温度会对不同的系统产生不同的影响。

由于吸附反应整体需要释放大量热量，吸附反应因温度增加而减慢，物理吸附占优势。解离的好坏随着温度的增加而加快的话，化学吸附占优势。溶剂气浮过程中，吸附是放热过程，一般分离效率随温度的提高而降低。当温度降低时，气泡上浮选物的吸附量增加，分离效率提高。在沉淀气浮的过程中，温度有利于颗粒的成长，但沉淀的溶解度也增加，泡沫的稳定性下降，反而不利于沉淀气浮整体过程。

2.2.2加入空气量

所谓溶气浮技术，就是高压将空气溶于水中，然后将溶于水中的空气释放出来，为下一步提供大量的气泡。我们必须使通气的量大于水中空气的溶解度，使空气在水中处于饱和的环境。如果气体容量的话，气浮非常不好。因为不能提供大量的小气泡。但是，如果装置中存在很多不溶解的空气，降压释放时，这些不溶解的空气会产生大气泡影响气浮效果。也有人认为气浮技术需要多少气泡与污水的混浊度有关，混浊度高时需要的气泡多，必须适量增加进气量。

2.2.3气速

影响气浮过程的另一个重要因素是气流速度，离子和溶剂气浮时，板的孔径不大。气流速率在较低的情况下，分离效果就会根据气流的变化产生不同的变化。但是，在气流速度高的情况下，气液分离和气速没有比例关系。这是因为气泡的大小取决于气速的大小，气速越大，气泡就越大。与此同时，大气泡上浮较快，减少了气泡在水中的时间。因此，在保证气泡尺寸的前提下，提高气流速度有利于气浮。

2.2.4浮选剂

投加药剂对气浮法处理污水的效果有很大影响，有时可能起到决定性的作用。污水处理过程中采用辅助剂等，可以提高气浮技术的效率。通常，不亲水的杂质粒子容易与气泡粘合，亲水性杂质粒子不易产生气浮。为了使污水中的亲水杂质粒子更容易浮起，一般在污水处理过程中加入不同的浮选剂。浮选剂可明显提高杂质粒子的表面特性，使杂质粒子更容易粘在气泡上浮出水面。浮选剂一般是具有吸附、湿润性或非极性的表面活性剂。为了提高气浮的除油效率，气泡容易附着棉粒，在气浮之前添加凝集剂、破乳剂等。

3气浮法的分类及其应用

3.1压力溶解气浮

压力溶解气浮是我国应用较早的气浮技术，主要由接触室、反应室、炉渣装置、压力溶解气罐和释放头等构成(如图1所示)。经过絮凝的污水由气浮池的底部进入接触室，同溶气释放器释放的气泡接触。这时絮粒与气泡附着在一起，并在接触室内缓慢上升，接着随水流进入分离室，刮渣装置去除在水面上的浮渣漂。可以在出水的地方取出一部分水，这部分水经过加压处理。通过机器向罐内充入高压空气，让充入的空气溶于水中。

由于这部分气液混合体的突然释放，此时的压力急剧下降到常压，从水中溶解的气体突然释放出大量的小气泡。气液混合的程度取决于压力溶解罐的好坏，国内许多处理技术可以明显促进气液混合的比例。

加压溶气气浮作为应用最为普遍的气浮工艺，在许多领域都有广泛的应用，主要应用于污水净化，废水深度处理，以及一些成分单一，表面张力较大的废水处理等方面。其次加压溶气气浮技术的应用范围广，应用性强。

3.2溶气泵气浮

溶气泵气浮设备基本原理是：先由溶气泵抽取出水作为回流水，然后产生气液混合物，气液混合物进入反应室之后，水中的微小气泡开始往水面移动，同时杂质颗粒粘在小气泡上形成小浮体，小浮体上浮水面形成浮渣。浮渣随着水流缓慢进入下一个装置，最后由特殊的设备将残留物去掉。然后剩下的清水则会被收集或者继续处理，这样气浮过程就算完成了。污水从装置上慢慢加入，慢慢搅拌后产生聚合物，同时从装置下进入接触室。聚合物与溶解气水中的小气泡接触浮起。

近年来发展起来的新型溶气泵气浮技术具有广阔的市场前景。溶气泵气浮技术克服了附属设备多、能耗大和气泡大的缺点，同时具有能耗低的优点。溶气泵的原理是在泵的入口处，将空气和水一起注入泵壳内，叶轮高速旋转将吸入的空气切割成小气泡，在泵内的高压环境下小气泡迅速溶解在水中，进入气浮池完成浮游过程。溶解气泵产生的气泡直径一般较小，吸入空气最大溶解度和溶解气水中最大气量达到时，泵的性能表现非常稳定。同时，为泵的调节和气浮技术的控制提供了最佳操作条件。溶解气泵气浮技术简单，能耗低。

3.3浅层气浮

浅层气浮主要通过动态进出水实现最佳静态分离效果，使带气棉粒快速浮出液面，实现固液分离，提高处理效率，其工艺流程如图2所示。

浅层气浮设备通过静止沉淀和多次浮选技术，提高了反应器的处理效率。同时，浅层气浮设备结合静止沉淀技术，大大降低了沉淀池水的深度。浅层气浮设备产生的溶解气水可以到达沉淀池的各个地方，克服了传统的气浮死区问题。在提高处理效率的同时，沉淀池的体积也缩小了。

浅层气浮实现设备运动，水体静止，减弱水体流动对分离的影响。在传统的气浮装置中，难以避免池底有泥沙或杂质，传统的气浮装置为了防止池底下沉的泥沙出现，一般出水管需要设置悬挂高度。但是，由于浅层气浮装置在池底有刮泥装置，所以没有必要设置悬挂高度。通过分析，一般浅层气浮装置的有效水深为400~500mm。因此，浅层气浮不仅水深小，体积也小。同时，浅层气浮池采用圆形设计，保证了池内没有死区，浮选的效率。这也充分说明了浅层气浮性能优越，应用前景广阔。

3.4其他气浮技术

除以上三种主要气浮技术外，还有涡流气浮、射流气浮和电解气浮等。其中射流气浮结构简单，占地面积小，运行维护费用低，一般用于废水生化系统取代传统气浮装置。而电解气浮比较适用于难以处理的废水领域，但是由于电力成本和电极板钝化问题，很难进行大范围的推广。

我们还选取了三种不同的气浮形式，做了一个简单的对比实验。实验条件：处理水为食品生产污水;水温23℃，实验结果如表1所示。涡流凹陷气浮法大幅度提高，但过度依赖叶轮高速切割产生的气泡在无压系统中自然释放，气泡直径过大，动力消耗过高。

4结束语

在污水处理的过程中，仍然需要进一步的改进处理工艺，采用更加先进的气浮技术。如果污水能够得到更好的达标处理和回收，污水对环境的污染就会明显减少，具有巨大的环境效益和经济效益。同时结合现代高新技术，积极参考国外成功经验，促进污水处理能力和效果的提高。