超效浅层气浮技术
一、工作原理
气浮法净化水是当前国际较新的水处理技术。
其原理是在污水引入大量微小气泡，气泡通过表面张力粘附于细小悬浮物上，形成整体比重小于1的状况，根据浮力原理浮至水面，实现固液分离，污水得以净化。
传统气浮由于设计结构上的致命缺陷，处理能力很低，污水在气浮内滞留时间需30～40分钟，设备体积极为庞大，且净化率很低，现已淘汰。
超效浅层气浮净水器的出现是气浮净水技术的一个重大突破。
它改传统气浮的静态进水动态出水，为动态进水静态出水，应用“零速原理”，使浮选体在相对静止的环境中垂直浮上水面，实现固-液分离的。
“零速原理”使上浮路程减至最小，且不受出水流速的影响，上浮速度达到或接近理论最大值，污水在净化池中的停留时间由传统气浮的30～40分钟减至仅需3～5分钟，极大地提高了处理效率，设备体积随之大幅减小，且可架空、叠装、设置于建筑物上，少占地或不占地。
随着布水装置的旋转，将事先与污水均匀混合的气泡能十分均匀地充满整个净化池，不存在气浮死区和气泡不均匀区，从而大大提超了净化效率。
超效浅层离子气浮净水器是将进水口、出水口和气浮刮渣斗安装在绕气浮池中央回转的回转机上。
回转机架和刮渣斗均由电机带动并可无级调速。
用同进水流速一致的速度旋转。
废水从池中心的旋转进水器进水，通过进水配水器布水，进水配水器的移动速度可以和进水流速相同。
使原水进入池内产生零速度，按此“零速原理”进水不会对池内水流产生扰乱。
使池内颗粒的沉浮在一种超静的状态下进行，从而大大提超了气浮池的效率。
螺旋状的刮泥装置对水体的扰动极小，且刮起的仅为已充分分离的浮渣，含固率低。
二、超效浅层离子气浮净水器特点：
⑴采用“浅池理论”、“零速原理”、“新溶气机理”设计；
⑵水力停留时间短，只有3-5分钟，池深不超过700mm；
⑶微气泡极小，密度极超，不需事先将它们凝聚为很大矾花，故可大大减少加药量，极大的降低运行成本；
⑷微细气泡与絮粒的沾附发生于包括接触区在内的整个气浮分离过程；
⑸强制布水，进出水都是静态的；
⑹清水的排出是在固液分离以后进行的，浮渣瞬时隔离排除，水体扰动小；
⑺出渣含固率超达3%-5%，悬浮物去除率达99.5%，池底设有刮泥板，自动刮除沉降污泥；
⑻采用的溶气管设计独特，体积小，溶气效率超，操作方便，占地面积小；
⑼设备运行效率超，稳定性好，处理量大，一次性投资少；
⑽溶气水和药剂加入点的合理选用，保证实现共聚气浮；
⑾具有多项调节功能，能随处理水质水量的变化而变化。
三、适用范围
浅层离子气浮净水器是工业废水物化处理中新型超效气浮处理设备，广泛适用于造纸白水回收、制革、纺织、制皂、食品、碳黑、纤维制品、采油、啤酒、市政污水回用等领域。
和加药设备、溶气设备、泵等辅助设备合理配置可使废水中的悬浮物总量降低99.8%左右。
而气浮水力停留时间只有3～5min。
采用本设备能大幅度降低投资和运行费用，节约大量的耕地，当用于处理大规模污水时尤为显著。
四、国内外加压溶气气浮处理设备性能比较和浅层气浮设备在造纸工业的应用情况分别见表
3、表4。
表3 国内外加压溶气气浮设备性能比较
项目类型国外浅层气浮国内浅层气浮曝气头气浮超效浅层离子气浮
水温超于40℃效果很差基本无效果无效果效果优良
溶解性COD去除率不能去除不能去除不能去除45-75%
总COD去除率60%-70% ＜60% ＜30% 85%以上
SS≥4000mg/L 不能处理不能处理不能处理出水SS≤30mg/L
SS＜1500mg/L 70%左右50%左右＜50% 99.8%左右
电耗比较值1 1 0.4 1
投药量比较值1 1.2 1.8-2.5 0.4-0.6
表4 超效浅层气浮净水器的实际应用情况
项目类型处理量（m3/h）SS（mg/L）COD（mg/L）
处理前处理后去除率% 处理前处理后去除率%
草浆中段废水750 470 34 92.8 1170 406 65.3
抄纸车间白水300 3234 45.4 98.5 3716.9 638.7 81.8
造纸混合废水600 1729 54.9 96.8 4017 614 84.7
白水回收850 1800 84 94 800 200 75
由表3可见，各项数据表明浅层气浮处理效果优于曝气气浮，在浅层气浮中超效气浮的COD、SS处理技术指标及使用效果更佳。
从表4统计数据分析，浅层气浮设备悬浮物的去除率达92.8%以上，COD的去除率为65.3%以上，处理设施对SS的去除效果较为明显，此外，数据表明浅层气浮设备的处理能力在300-850m3/h以上。
五、系列规格
型号HAF-4 HAF-5 HAF-6 HAF-7 HAF-8 HAF-9 HAF-10 HAF-12 HAF-12
最大处理量m3/h 1500 2200 3000 4500 6000 7500 10000 12000 15000
直径￠mm 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000
圆盘总高度Hmm 1100 1100 1100 1125 1150 1150 1200 1200 1200
白水处理措施
造纸白水产生量大，是造纸车间的主要水污染源，其富含纤维、无机填料以及浆料中添加的各种化学助剂，造纸白水回收处理的意义在于回收流失纤维，并使其得以最大限度地循环使用，减少造纸过程废水的排放，节约生产用水，降低成品能耗，最终实现水封闭循环。
白水回收技术工艺成熟、效果良好，已在我国各大小造纸企业得到了广泛的应用，目前有气浮法、多盘真空过滤机以及化学混凝法，其中以超效浅层离子气浮法应用最多，该法在河南新亚造纸厂、广州造纸厂、山东华泰集团造纸厂、浙江临安锦江集团造纸厂均得以成功使用。
超效浅层气浮法运用浅池理论，动态进水、静态出水，具有溶气气泡直径小，一般在5～10μm 左右；池子很浅，一般水深在0.6米，大大缩短了气浮时间，气浮效率高，布水均匀，出浆独特等特点。
现以广州造纸厂采用超效浅层气浮技术处理新闻纸机白水为例来说明其具体工艺流程，详见图6—1。
图6—1 超效浅层气浮法白水处理系统工艺流程图主要设备及技术参数：
1.超效浅层气浮净水器，Ф9000×1000mm；
2.高效微气泡释放装置，内置式。
3.高效微氧化强溶溶气系统Ф330×3000mm；
4.单台处理水量：250m3/h
5.循环水和处理水量比：3:7
6.空气量和循环水量比1:6
7.压缩空气压力：0.65 MPa（表压）。
广州造纸厂应用该法处理新闻纸机白水结果见表6—1。
表6—1 超效浅层气浮装置处理结果
序号处理量（m3/h）气浮池入口（mg/L）气浮池出口（mg/L）回收水量（m3/h）SS 去除率（%）CODCr去除率（%）
SS CODCr SS CODCr
1 6000 3220.0 4208.6 20.0 387.8 5200 99.4 90.8
2 7200 1400.0 1536.0 40.0 448.0 6500 97.1 70.8
3 4800 3260.0 3712.6 30.0 673.3 4000 99.1 81.9
4 6000 4580.0 6130.0 70.0 828.4 5000 98.
5 86.5
平均6000 3022.0 3788.0 40.5 573.1 4930 98.7 84.9
注：混凝剂PAC和助凝剂PAM的用量分别为200～400mg/L和10～15mg/L。
由于该厂产品品种多，水质成份复杂，白水中SS、CODcr浓度很高，即使如此，SS、COD 的去除率也很高。
本工程造纸白水产生量为9050ｍ3/h，方案投资约24万元。
处理后白水全部循环使用。
超效浅层气浮的关键技术
①溶气水的制造。
其溶气罐构造独特(是特有专利技术), 体积很小, 但溶气效果很好, 这是它优于其他气浮形式的关键所在。
②池子很浅, 一般水位控制在600 mm 左右, 大大缩短了气浮时间, 一般3～5 min 即可完成气浮过程, 因此, 气浮效率可比射流深池气浮提高5 倍以上。
③布水均匀, 且释放出的水直接上升, 基本无横向流动, 避免了横流对上浮作用的影响。
④出浆独特, 采用连续运转的回转勺式汇浆器, 对上层积聚的悬浮物去除及时, 且干扰很小, 避免了浮出物的重新下沉。
⑤释放器有特色, 释放均匀, 有利于提高气浮效果。
⑥靠近池底部有连续运转的沉淀物清除刮板, 便于及时清除
沉淀物, 保证了池底干净及有效的气浮水深。
浅层气浮技术的先进性已受到国内很多企业的重视, 本公司对其进行了消化吸收, 并制造出了达世界水平的先进设备。
超效浅层气浮装置表面负荷和容积负荷高, 占地空间小, 净化效率高。