涡凹气浮工艺原理及应用
涡凹气浮的原理及应用
1. 涡凹气浮系统的结构及工作原理涡凹气浮工艺系统是世界水处理设备，是美国环保公司的产品，也被称作引气气浮，是目前普遍采用和推广的一种投资少、效率高、处理成本低、效率好的污水处理设备。
它是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物（SS）而设计的系统。
整个系统由五部分组成，如图所示：经预处理后的污水流入有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。
曝气机的工作原理是利用空气输送管道底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋型地升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中。
由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。
上浮过程中，微气泡会附着到SS上，到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。
刮泥机沿着整个液面运行，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。
污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。
净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。
回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。
产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段。
这个过程确保了40左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作2. 涡凹气浮系统运行的影响因素2.1 污水水质对涡凹气浮机的影响由于工业废水和污水中一般会含有相当比例的Ca2+、SO42-，而且在气浮过程中会投加一些浮选药剂，涡凹气浮系统运行一段时间后，气浮机轮、轴承处附着一层垢，会使气浮系统的效率降低。
2.2污水流量对处理效果的影响污水流量对处理效果的影响也是不容忽视的。
在气浮机运行时保证每间气浮池的配水均匀，流量的变化意味着污染物量的变化，需要及时调整药剂投加量才能取得效果。
当污水流量过大时，气浮池水平流速，停留时间缩短，对絮凝体上浮分离不利；流速过大会引起分离区水流紊动过大而造成泡絮结合体破碎。
新型气浮装置简介
新型气浮装置简介1.涡凹气浮涡凹气浮(Cavitation Air Flotation，简称CAF)系统是一种性能优良的新型机械碎气气浮技术，是美国麦王环保能源集团(Mc Wong International Inc.)成员企业Hydrocal公司的一体化专利产品，也是美国商务部和环保局的出口推荐技术，美国麦王环保能源集团成员企业韩国裕泉环保工程公司也生产该类设备。
如图1所示，CAF系统主要由曝气装置、刮渣装置和排渣装置组成，其中曝气装置主要是带有专利性质的涡凹曝气机，刮渣装置主要由刮渣机和牵引链条组成，排渣装置主要为螺旋推进器。
经过预处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型曝气段，涡凹曝气机底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，从而将液面上的空气通过抽风管道输入水中，由叶轮高速转动而产生的三股剪切作用把空气粉碎成微气泡，空气中的氧气也随之溶入水中；固体悬浮物与微气泡粘附后上浮到水面，并通过呈辐射状的气流推动力将其驱赶到刮泥机附近。
刮泥机由电机-齿轮传动装置驱动，齿轮传动装置装在槽的一边；刮泥机沿着整个槽的液面宽度移动，将漂浮的固体悬浮物刮到倾斜的金属板上，再将其从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。
污泥排放管道内水平安装有螺旋输送器，将所收集的污泥送入集泥池中；螺旋输送器通常也由刮渣机的马达一同驱动。
净化后的污水经由金属板下方的出口进入溢流槽，溢流堰用来控制整个气浮槽的水位，以确保槽中的液体不会流入污泥排放管道内。
图1 涡凹曝气系统结构与工作原理示意图开放式的回流管道从曝气段沿气浮槽的底部伸展，涡凹曝气机在产生微气泡的同时，也会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气段，然后又返回气浮段。
这个过程确保了30～50%左右的污水回流，即整套系统在没有进水的情况下仍可工作。
与DAF相比，CAF具有以下优点：①节省投资CAF系统通过专利曝气机来产生微气泡，不需要压力容气罐、空压机、循环泵等设备，因而设备投资少，占地面积小。
涡凹气浮在化工区污水处理厂中的应用
第２ ３卷
第１ 期 １
Hale Waihona Puke ２１ 年 １ ０１ １月涡 凹气浮在化 工区污水 处理厂 中的应 用
尚兴盈 ，陈德 强 ，潘 丈胜 ，张惠源
（ 天津 泰达 新水 源科技 开发 有 限公 司 ，天 津 ３０ ５ ） ０４７ 摘 要 ：ｑ ｓ 园区中炼油、皮革 、植物 油生产与精 炼、 电镀 、印染等的 固体 悬浮物 、油脂及 各种胶状物 均需有 效去 除，防止污染 水 Ｌ－ 体 ．气浮单 元去 除各 种 工业废 水 中油脂 及各 种胶 状 物效 果较好 ，现其 广泛 应 用于工 业废 水 的处理 工 艺 中。汉沽 现代 产业 区 污 水处 理厂进 水 中总 油含量较 高，严 重影 响后 续 ＭＢ 单元 的运行 ，因此 在生化 池前 增加 气浮单 元 已保 证 ＭＢ． Ｒ Ｐ 膜组 正常 运行 。 此文 章介 绍 了污水 处理厂在 气浮单元上 的 选择 ，通过 对 油的去 除率 来选择 混凝 剂和助凝 剂及 相应 的 药品投加 量。 关 键 词 ：涡 凹气浮 ；聚合 氯化 铝 ；聚 丙烯 酰胺 凝胶 ；油 的去除 率 中 图分类 号 ： Ｘ５ ２ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ － ３０（０ １ 卜０ ８— ２ ０７ ０７ ２ １ ）１ １８ ０
１ 工 程概 况
汉 沽现 代产 业 区 污水 处理 厂 设计 规模 为 ２ ０ｍ ／，服 务 区域 ００ ｄ 内分 布 有精 细 化工 、农 药 、染 料 颜 料 、电镀 、风 力 材 料 、化工 运 输 等 各 种类 型 的化 工 企业 ，其 在 生产 过 程 中产生 一 定 量 的含 油废 水 ，致 使污 水 处理 厂进 水水 质 中总油 的含 量在 ３ｍ ／ 右 。污水 ５ｇ Ｌ左 处理厂生化池后续工艺为 Ｍ Ｒ单元 ，其膜的材质为 Ｐ Ｄ ，孔径 Ｂ ＶＦ 为 ００５ 米 ， 计要 求 ＭＢ ． 微 ４ 设 Ｒ进水 中总油 的含 量 必须 低于 １ｍ ／， ５ｇ Ｌ 否 则将 会 对 膜 丝造 成 不 可恢 复的 伤 害。 鉴于 生化 池 中 活性 污 泥对 油 的 去 除能 力有 限 ，因此 在生 化 池前 增 加一 组气 浮单 元 ，保证 生 化 池 出水能 达 到 ＭＢ Ｒ的运行 要求 。 浮单 元于 ２０ 年底 增建完 成 ， 气 ０９ 现 正 常运 行 。此单 元对 污水 油 的去 除率 达到 ８％一 ０ ０ ９ ％，有 力 的保
涡凹气浮法在废纸再生造纸废水治理中应用
由 于 涡叶 轮 到 水 面 的高 ：
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叶 轮 后 部 的气 孔 进 ＾ 水 中。 而高 速 旋 转 的 涡 叶 片 ， 把 进 人 水 体 会 中身 空 气打 碎 成 很 多 微 小的 气 泡 ． 勺 形成 的湍 流 把 这 些 微 小 的 气 泡
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ｌ 涡 气 浮 宴 现方 法 ２ 水 中涡 叶轮 后 部 的 吸 力 是 如 何 转 化 到 实 用 的气 浮 工 艺 之
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吸引 力与 涡 升 轮转 动 之 间 的 关 系。 根 据 流 体 力 学伯 努利 方 程 可 警 ， 轮 后部 产 生 的 吸 ｝ 叶 力为
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而 涡 轮 的线 速 度
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２ 涡 凹气 浮法在 再生纸 生产 废水 治理 中的应 用
２１ 废水 的水 质特 征 ．
淮 安 市某 再 生 纸 厂 主 要 回 收废 包 装 箱 纸 板 为原 料 ， 产 再 年 生 瓦楞 原 纸 ２ ． ５万 ｔ 废 水 主 要 是打 浆 浓 废 水 及 纸机 抄 纸 白 水 混 。 台 。 水排 放 量 ３ ｔ／ ， 质 为 Ｃ Ｄ１ ２ ｍ ／ Ｂ Ｄ ５ ８ ｇ Ｌ 废 ５ｈ ｈ 水 Ｏ ６ ０ ｇ Ｌ， Ｏ ３ ｍ ／ ． Ｓ １７ ｍ Ｌ ｐ Ｓ ４ ０ ， Ｈ值 ７ １ 。 — Ｏ
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WQF涡凹气浮机
WQF涡凹气浮机
1.一、概述
涡凹气浮是一项优良的污水处理技术，设计合理，操作方便、运行经济，它由空气产生气泡，直接从废水中除去固体悬浮物。
涡凹曝气机将“微气泡”直接注入污水中而不需要事先进行溶气，然后通过散气叶轮把“微气泡”均匀的分布于污水中，所以整个运行过程不会发生阻塞现象。
涡凹气浮机主要由箱体、曝气机、刮泥系统等组成，不需要压力溶气、空压机和循环泵等设备。
1.二、原理
未经处理的污水首先进入曝气区，与微气泡充分混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，刮泥机沿液面运行将悬浮物刮到倾斜的金属板上，再
将其推入污泥排放管槽，通过污泥排放管槽流入污泥收集器,刮泥机动力只有
0.5KW。
污水净化后在排放前会经过斜板下方的溢流槽，溢流槽用来控制气浮槽的水位，确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，开放的咽流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。
在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池子的底部回流到曝气区，然后又返回气浮段。
这个过程确保没有进流量的情况下，气浮仍不断进行。
本设备的处理量为
5-500m/每小时，处理费用为0.3元/吨废水左右。
1.三、性能
与常规气浮性能比较
注：以处理量100m3/h为基础
四、技术参数。
涡凹气浮设计说明
涡凹气浮设计说明涡凹气浮适用于处理中等规模水量、对于含有较高浓度悬浮物沉淀性差的废水分离效率较高。
涡凹气浮池的结构顺水流方向包括配水段、曝气段、气浮段、沉淀排泥段和溢流出水段、配曝气机、刮渣机、浮渣收集、污泥输送和液位控制系统。
在设计涡凹气浮时。
给供货商的设计条件包括废水处理规模、水质、特点、腐蚀性、pH、温度、负荷及处理要求。
曝气段由若干共壁的方形曝气格并联组成，曝气格数量与曝气机数量相等，每台曝气机安装在每格方池曝气格内，曝气格的池边尺寸不大于叶轮直径的6倍。
气浮段—般负荷取4~6m"/（h.m2），有效水深 1.5～2.0m 为目不值招过3m。
停留时间15～20min。
气浮段长宽比不小于4∶1。
管道接口包括进水口、出水口、排渣口和排泥放空口、进水为已和混凝剂混合反应后形成矾花后的进水.排渣管坡度0.02，排入浮渣池，浮渣外运。
池体材质根据水质和规模确定。
可以建成钢混或者碳钢（内壁防腐，可采用环氧煤沥青漆）。
涡凹曝气机的底部散气叶轮高速转动。
在水中形成一个真空区。
液面上的空气通过曝气机进入水中、产生微气泡，并在叶轮的强力搅动下螺旋地上升到水面。
在产生微气泡的同时。
涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池子的底部回流到曝气区，然后又返回气浮段。
叶轮直径、转速、叶轮与导向叶片的间距及吸气管安装位置是设计的关键。
设计中应和供货商多沟通。
其中，叶轮直径200～400mm，最大不应超过600mm;叶轮转速900～1500r/min，圆周线速度10）～15m/s;叶轮与导向叶片的间距应调整小于7～8mm。
池内设爬梯，自带现场控制箱，易起泡沫的废水需要加装喷淋消泡装置。
涡凹气浮机的优点与工作原理
涡凹气浮设备的工作原理
污水中的污染物分为溶解性有机物和非溶解性物质（即SS），溶解性有机物在一定条件下，可以转化为非溶液解性 物质，污水处理的方法之一就是加入混凝剂和絮 凝剂使大部分溶解性有机物转达化为非溶解性物质，再将全部或大 部分非溶液解性物质（即SS）去除以达到净化污水的目的，而去除SS的主要方法就是利用气浮的方法。 SJYWF是由空气产生气浮的过程。涡凹曝气机将“微气泡”直接注入污水中而不需要事先进1865叁763叁17行溶 气，然后通过精铸不锈钢散气叶轮把“微气泡”均匀地分布于污水中，所以不会发生阻塞现象，本设备不需要压力 容器、空压机和循环泵等辅助设备。 未经处理的污水首先进入曝气充气段，与“微气泡”充分混合，“微气泡”在上升的过程中，将固体悬浮物带到水 面。刮泥机沿液面运动，将悬浮物刮到倾斜的金属 板上，再将其推入污泥排放管道。污泥排放管道里有水平的螺旋 推进器，将所收集的污泥送入污泥收集器，推进器和刮泥机由同一个马达驱动。净化后的污水在排放前会经由斜板 下方的溢流槽，溢流槽用来控制气浮槽的水位，确保槽中的液体不会流入污泥排放管道。 开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一负 压区，这种负压作用会使水从池子的底部回流至曝气区，然后又返回气浮段，回流管道上设有单向阀，使进入曝气 槽的污水不至于不经处理就从回流管直接进入气浮槽。整个过程确保了在没有进流量的情况下，气浮仍不断进行。
涡凹气浮设备的优点
涡凹气浮原理
涡凹气浮原理涡凹气浮是一种常用的水处理技术，它利用气泡在水中的浮力和附着作用，将悬浮物质从水中移除，达到净化水质的目的。
涡凹气浮原理的核心在于利用气泡与悬浮物质的接触，通过气泡的浮力和附着作用，将悬浮物质从水中提取出来。
这种技术在水处理领域有着广泛的应用，包括污水处理、饮用水净化、工业废水处理等方面。
涡凹气浮原理的基本过程是，首先，通过气体发生器产生微小气泡，然后将这些气泡注入到水中，气泡在水中形成气泡群，随后在涡凹气浮池中与悬浮物质接触，悬浮物质附着在气泡表面，形成气浮体。
最后，气浮体上升到水面，形成浮渣，从而将悬浮物质从水中移除。
涡凹气浮原理的关键在于气泡的产生和悬浮物质的附着。
气泡的产生通常采用压缩空气或其他气体通过气体发生器产生微小气泡，这些微小气泡具有较大的比表面积，能够更好地与悬浮物质接触。
而悬浮物质的附着则是因为气泡表面的亲水性，使得悬浮物质在水中与气泡接触时，能够迅速附着在气泡表面，形成气浮体。
涡凹气浮原理的优点是高效、节能、易操作。
由于气泡具有较大的比表面积，能够更好地与悬浮物质接触，因此能够高效地将悬浮物质从水中提取出来。
同时，气泡的产生和悬浮物质的附着过程不需要消耗大量能源，能够实现节能效果。
此外，涡凹气浮设备通常结构简单，操作方便，能够满足不同规模的水处理需求。
然而，涡凹气浮原理也存在一些局限性。
首先，气泡的产生和悬浮物质的附着需要一定的时间，因此处理大量水量时，可能需要较大的处理设备和空间。
其次，气泡的产生和悬浮物质的附着受到水质和水温等因素的影响，可能需要对水质进行预处理或者调节操作参数，以达到最佳的处理效果。
总的来说，涡凹气浮原理是一种有效的水处理技术，通过气泡的浮力和附着作用，能够高效地将悬浮物质从水中移除，达到净化水质的目的。
在实际应用中，需要根据具体的水处理需求和水质特点，选择合适的涡凹气浮设备和操作参数，以实现最佳的处理效果。
同时，对于涡凹气浮技术的进一步研究和改进，也能够推动其在水处理领域的应用和发展。
涡凹曝气机工作原理
涡凹曝气机工作原理
涡凹曝气机是一种常用的空气增压设备，其工作原理是通过涡轮和叶轮的运动将空气加速，并将其压缩成高压气体。
涡凹曝气机的主要组成部分包括压气机壳体、涡轮、叶轮、导叶、进气口和出气口等。
当气体从进气口进入涡凹曝气机时，它会经过导叶的引导，进入叶轮室。
在这里，气流会被叶轮加速，并转化成旋转的动能。
接着，气体会流入涡轮室，涡轮进一步加速气流，并将其转化成涡旋的动能。
最后，气体会经过一个扩张腔，气流在这里减速，并且压力增加。
最终，高压气体从出气口排出，可以用于各种工业应用，例如冲压、喷涂、研磨和气动工具等。
总的来说，涡凹曝气机的工作原理是将空气通过旋转和压缩的方式转化成高压气体。
它具有体积小、噪音低、维护简单等优点，因此在工业生产中被广泛应用。
- 1 -。
气浮机的工作原理和工艺流程
气浮机的工作原理和工艺流程气浮机是一种常用的固液分离设备，它能够利用气泡的浮力将悬浮在水中的固体颗粒迅速地脱水和脱泥，从而达到分离固液的目的。
气浮机广泛应用于水处理、污水处理、纸浆造纸、矿业等领域，起到重要的环保作用。
气浮机的工作原理主要基于气泡浮力原理和污泥沉降原理。
首先，将待处理的水体通过进水管道导入气浮池中，然后通过搅拌装置搅拌水体，使其中的固体颗粒均匀分散。
接下来，将空气通过气体压缩机压缩后通入气浮池的气体分配器中，气体分配器将气体均匀分布到气浮池的底部，形成大量微小气泡。
当水体中的固体颗粒与微小气泡接触时，由于气泡的浮力作用，固体颗粒会迅速上浮到水面上形成浮渣。
同时，气泡在上升的过程中，还会将水中的悬浮物质带到水面上，形成浮泡。
浮渣和浮泡一起形成了污泥层，然后通过刮泥器将污泥刮至污泥槽中，最后通过污泥排放口排出。
在气浮机的工艺流程中，除了上述的固液分离过程外，还包括沉淀池和过滤器的处理过程。
沉淀池主要用于将大颗粒的固体物质沉淀下来，进一步减少水中的悬浮物质。
过滤器则用于去除水中的微小颗粒和溶解性物质，提高水的透明度和纯净度。
整个气浮机的工艺流程可以简单描述为：进水→搅拌→气泡生成→固液分离→沉淀→过滤→出水。
通过这一系列的处理过程，气浮机能够有效地去除水中的固体颗粒、悬浮物质和溶解性物质，达到净化水质的目的。
气浮机的工作原理和工艺流程使其具有许多优点。
首先，气浮机能够快速、高效地分离固液，处理能力大。
其次，气浮机能够适应不同水质的处理，对水中的悬浮物质和溶解性物质都有一定的去除效果。
此外，气浮机的结构简单，操作方便，维护成本低。
最重要的是，气浮机可以有效地减少水体中的污染物，提高水质，保护环境。
气浮机是一种重要的固液分离设备，其工作原理和工艺流程基于气泡浮力原理和污泥沉降原理。
通过适当的搅拌、气泡生成和固液分离等过程，气浮机能够快速、高效地去除水中的固体颗粒和悬浮物质，达到净化水质的目的。
涡凹气浮在石化污水预处理中的应用
水场 老泵 ， 能耗 较 高 。经 过 多 方 面 的 比较 论 证 ， 最
下 ， 浮系 统 对 Ｃ Ｄ、 油 类 、 浮 物 的 去 除率 分 气 Ｏ 石 悬 别 为 １ １ 、３ ２ 、 ． ％ ， 说 明 絮凝 剂 对 气 浮 ． ％ １．％ ４ ２ 这 效 果影 响 明显 。在经 过 静 态 试 验初 步 确 定 药剂 用 量 后 ， 气 浮系统 投 加 絮凝 剂 ， 对 观察 并 测 定 进 出水 水 质 。结果 表 明 ， 随着 药剂 用量 的增加 ， Ｏ 石 油 Ｃ Ｄ、 类 、 浮物 的去 除率逐 渐上 升 。 悬
作者简介 ：李健 光， ， 男 工程师。毕业于武汉科技大学环境
工 程 系 给 水 排 水 工 程 专 业 ， 从 事 污 水 处 理 场 工 艺 管 理 现
工作。
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ２ ３卷 第 ３期
禽 李 健 光 ． 凹 气 浮在 石化 污 水 预 处 理Ｏ Ｃ Ｄ含 量 等 污染 物 逐 年 增 加 。为 提 高 外 排 污水 合格率 ， 门石 化 于 ２０ 荆 ０６年 对 高 浓度 污 水
预 处理 系 统 进 行 改 造 。通 过 分 析 ， 有 的 加 压 溶 现
气气 浮 预处理 系 统易 造 成压 力 释 放 器 的堵 塞 和结
终采 用 了涡 凹气 浮 工艺 。
原预 处理 流程 如 图 ２ 。
污 水
图 ２ 改 造 前 生 产 污 水 预 处 理 工 艺 流 程
３ 运行调 试 过程 中值得 关 注的 问题
尽 管 涡 凹气 浮 在 工 程 应 用 中 已趋 于成 熟 ， 但 ２ Ｉ 工程 改 造 ．
高浓 度污 水预 处理 部分设 计水 量 为１ ０Ｉ ／ ， ２ ｌ ｈ ｌ 设 计进水 水质 如表 １ 。
气浮法工艺原理及参数设计
水处理气浮工艺分类及参数设计pH=6.5~8.5含油量<100mg/500.014511.70L J2=3.333/2=1.6665≈1.7m扩散段水平倾角α=35°，扩散段高：h K=（1.7－0.7）tan35°=0.7m扩散段容积：V K=〔（1.7＋0.7）/2〕×0.7×2=1.68m3接触区停留时间需大于60s，取t J=90s=1.5min，接触区容积：V J=90×1.5/60=2.25m3接触区底部上升段高：h D=（V J－V K）/F J1=（2.25－1.68）/1.4=0.4m 分离区清水下降流速1.5~2.5mm，取U3=2.5mm/s=9m/h分离区平面面积：F F=Q3/U3=90/9=10m2分离区平面池长方向尺寸：L F=10/2=5m（＜沉淀池长5.5m）气浮池长度方向尺寸：L=5.5m取分离区液深h Y=1.5m，分离区容积：V F=5.5×2×1.5=16.5m3分离区清水下降时间：t F=h Y/U3=1.5/9=0.167h=10min取分离区安全超高h A=0.5m，气浮池高H F=1.5＋0.5=2m复核分离停留时间：t F′=V F/Q3=16.5/90=0.183h=11min，满足停留10~15min的要求，并能满足清水到达池底所需时间。
●溶气泵：溶气水量即回流水量，Q R=RQ3=0.2×75=15m3/h，溶气压力P≈0.45MPa 溶气泵选用不锈钢离心泵，数量3台，2用1备；型号：DFHW50－200/2/5.5，流量：8.8~12.5~16.3m3/h，扬程：51~50~48.5m，电机功率：5.5Kw，外形尺寸：长×宽×高=602×400×425mm●空压机：水中空气溶解量与温度和压力有关，水温20°C，压力0.1MPa（1bar）时空气在水中的饱和溶解度C K=0.0187L气/L水，溶气效率与溶气罐结构、气液传质填料、溶气压力和时间有关。
涡凹气浮
3涡凹气浮(CAF)的优点
3.1节省投资
涡凹气浮没有压力容器、空压机、循环泵等设备，因而设备投资少。
设备占地面积小，减少土建投资。Q=200m3/h的涡凹气浮(CAF)设备占地面积仅为36.15m2。
表面负荷5～10m3/(m2·h)。
池中工作水深不大于2.0m，池子长宽比不小于4。
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该污水处理工程已于1999年12月底通过青岛环保局验收。二沉池出水COD＜100mg/L、ss＜30mg/L、含油量为＜10mg/L。其中：涡凹气浮设备进水水质为COD＜500mg/L、SS＜300mg/L、含油量为＜120mg/L；出水水质为COD200mg/L、SS＜60mg/L、含油量为＜10mg/L。涡凹气浮设备对COD、SS、石油类的去除率分别达到60%、80%、85%以上。
开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段。这个过程确保了40%左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作。
2在处理石化废水中的应用
应用实例1：东明石化集团有限公司污水处理场技改工程。
东明石化集团污水处理场始建于1988年，处理规模为100m3/h，流程采用隔油、两级部分回流加压溶气气浮、圆形表面曝气的传统处理工艺。由于工艺生产装置的扩建使排水量增加，同时随着企业环保意识的增强及环保对排污要求的提高，使得现有污水处理工艺及设施已不能满足达标排放的要求。要对现有污水处理工艺及设施进行改造。改造后的处理规模为200m3/h，污水处理工艺流程为：污水经格栅予处理后由泵提升至调节除油罐进行除油，除油后再流入隔油池进行进一步隔油处理。隔油池出水经一级涡凹气浮设备处理后依次进入表面曝气池、推流式曝气池、二沉池、过滤器再处理，处理后合格污水外排。
涡凹气浮的原理及应用
1. 涡凹气浮系统的结构及工作原理涡凹气浮工艺系统是世界水处理设备,是美国环保公司的产品，也被称作引气气浮，是目前普遍采用和推广的一种投资少、效率高、处理成本低、效率好的污水处理设备.它是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物（SS）而设计的系统。
整个系统由五部分组成，如图所示：经预处理后的污水流入有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。
曝气机的工作原理是利用空气输送管道底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空,微气泡随之产生并螺旋型地升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中.由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。
上浮过程中,微气泡会附着到SS上，到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面.刮泥机沿着整个液面运行，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中.污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。
净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。
回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。
产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段.这个过程确保了40左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作2。
涡凹气浮系统运行的影响因素2。
1 污水水质对涡凹气浮机的影响由于工业废水和污水中一般会含有相当比例的Ca2+、SO42—，而且在气浮过程中会投加一些浮选药剂，涡凹气浮系统运行一段时间后，气浮机轮、轴承处附着一层垢，会使气浮系统的效率降低。
2。
2污水流量对处理效果的影响污水流量对处理效果的影响也是不容忽视的.在气浮机运行时保证每间气浮池的配水均匀,流量的变化意味着污染物量的变化，需要及时调整药剂投加量才能取得效果.当污水流量过大时，气浮池水平流速,停留时间缩短,对絮凝体上浮分离不利;流速过大会引起分离区水流紊动过大而造成泡絮结合体破碎。
《涡凹气浮技术》课件
02
涡凹气浮技术的基本原理
流体动力学基础
流体的性质
流体的粘性、压缩性、膨胀性等特性对涡凹气浮技术 的影响。
流体流动的基本方程
描述流体运动的Navier-Stokes方程、连续性方程等 。
流动状态与流型
介绍流体流动的层流与湍流，以及各种流型对涡凹气 浮效果的影响。
涡凹气浮的生成机制
流体动力学的能量转换
智能化发展
通过引入智能化技术，实现涡凹气浮设备的远程 监控和自动控制，提高设备的运行稳定性和可靠 性。
多元化应用
涡凹气浮技术将不断拓展其在不同领域的应用， 如高浓度废水处理、重金属回收等。
面临的挑战与问题
技术瓶颈
01
目前涡凹气浮技术仍存在一些技术瓶颈，如设备堵塞、气泡过
大等问题，需要进一步研究和改进。
工业废水处理
针对不同工业废水，涡凹气浮技 术可有效去除废水中的有害物质 ，如重金属、化学需氧量等，降 低对环境的污染。
景观水处理
涡凹气浮技术可用于改善景观水 体的水质，提高水体的透明度和 观赏性。
在工业废水处理中的应用
石油化工废水处理
涡凹气浮技术可去除石油化工废水中含有的 油类、悬浮物和其他有害物质，达到废水处 理的目的。
系统工作流程
原水进入
原水通过进水管进入气浮机。
加药
在进入气浮机之前，通过加药装置加入混凝剂。
气泡产生
在气浮机内部，通过一定方式产生微小气泡。
系统工作流程
悬浮物附着
混凝后的悬浮物附着在气泡上 。
上浮与撇渣
附着悬浮物的气泡和浮渣一起 上浮至水面，通过撇渣装置清 除。
清水排出
清水分流排出。
排泥
定期或连续排泥以排除底部淤 泥。
涡凹曝气机操作说明书及涡凹曝气机工作原理讲解
涡凹曝气机操作说明书及涡凹曝气机工作原理讲解涡凹曝气机通常用于涡凹气浮机曝气，全体采用不锈钢材质，耐腐蚀，不容易损坏，曝气产生的微气泡将水中的悬浮物浮到表面，是一个简单实用的曝气设备。
涡凹曝气机通过潜水泵产生的水流经过喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压吸入空气，经混合室与水流混合，在喇叭形的扩散管内产生水气混合流，高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域内涡旋搅拌，完成曝气，并且其轴功率不随潜没深度的变化而变化，进气量可以调节。
涡凹曝气机工作原理说明：涡凹曝气机由潜水泵、射流器、散流器、吸气管和软管五部分组成，如下图所示。
在传统射流机理基础上融合了先进的散流技术，采用射流曝气方式。
运行时，水泵叶轮在潜水电机带动下高速旋转，将泥水混合物推入射流器形成射流，在射流周围产生负压区，将空气通过吸气管吸入射流喷嘴负压区，在射流器的喉管内进行气、水、泥充分混合，又通过射流器的扩散管将射流的动能逐步转变成压能后进入散流器。
在散流器内，气、水、泥混合物进一步混合，迫使气体继续剪切、粉碎并乳化，保证绝大部分氧充分溶解于水中。
同时，在射流流体压力的作用下，射流携带氧分子和微小气泡，从散流器的喷嘴中倾斜向下喷出、扩散，形成对水体和对生化池底部污泥冲击、搅拌后，由池底缓缓上升至水面，微气泡在水中停留时间一般长达30秒以上，使空气中的氧充分被溶解和吸收，提高了氧转移效率和充氧能力。
涡凹曝气机原理是电动机通过联轴器带动传动轴旋转，并带动叶轮作逆时针旋转，使叶轮在旋转的同时，将上面的空气输送到水中并产生细小的气泡，由细小而繁多的气泡带动污水中的细小纤维，浮动到水的表面，再通过污水刮泥机，利用刮板收集到污泥槽中，通过管道排出。
新型涡凹曝气机(曝气头)是通过散气叶轮，将"微气泡"直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下"絮团"浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离;不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。
CAF涡凹气浮
CAF涡凹气浮CAF®涡凹气浮系统是世界独创的专利水处理设备，也是美国商务部和环保局的出口推荐技术。
CAF®涡凹气浮系统是美国麦王环保能源集团专利产品，享有独家制造许可证。
此系统不仅设备简单，而且操作和维修非常容易，特别适合中国的国情，是工业和市政污水处理的最佳选择。
另外，相对其它传统的气浮技术，无论是运行费用还是操作繁易程度，CAF®都具有较强的优势。
CAF®涡凹气浮系统在美国享有极高的声誉，目前在全世界各地都有着广泛的应用。
CAF®的优点：无噪音槽内没有需要维修的部件不需要循环泵所有的运动部件随手可及不需要空压机设备整体性好，安装方便不需要高压泵节省运行费用40%--90%不需要压力容器节省占地面积40%--60%不需要地下管线每台CAF®的曝气机功率仅2.2KW不需要清理喷嘴即时启动，可频繁关启CAF®示意图注：根据水质水量的不同，外形尺寸、内部结构和配置有所变化。
自从1997年美国麦王公司将第一台CAF®涡凹气浮系统引进中国以来，CAF®技术现已逐渐赢得了环保界的认可和赞许，用户已达200余家。
每年仅在中国经过CAF®涡凹气浮处理的各类废水已超过200,000,000吨，节约用电40,000,000KWH，该技术的诞生和应用创造巨大的社会、环境和经济效益。
CAF®"硬碰硬"经济参数比较本比较以2000吨/天，没有化学进料系统的设备为基础本比较由世界著名ERM环保公司进行和完成CAF®规格参数CAF气浮技术在轧钢废水处理中的应用发布时间：2009-8-19 10:16:37 中国污水处理工程网关于钢厂热轧废水处理，国内外有不少成果已见报导，其中气浮工艺在含油污水处理中发挥了较大的作用。
目前钢厂通常采用混凝沉降的方法加以处理，但对于水温较高、含油和悬浮物，比重与水接近并且乳化严重的热轧废水，混凝沉降的效果较差。
涡凹气浮气水比__理论说明
涡凹气浮气水比理论说明1. 引言1.1 概述涡凹气浮气水比是指在涡凹气浮技术中，通过调节供气量和供沉降调节器的开度来实现浮选工艺稳定运行时气泡与水的比例。
具体来说，涡凹气浮技术是一种利用离心力和负压效应来产生微细气泡，使其与悬浮物颗粒发生黏附，并将悬浮物从水中分离出来的方法。
而涡凹气浮气水比则是在涡凹气浮过程中控制和调节微细气泡与水之间的相对比例，从而优化浮选效果。
1.2 文章结构本文主要围绕涡凹气浮气水比展开阐述。
首先，在引言部分对该主题进行了概述，介绍了涡凹气浮技术的基本原理以及其在悬浊物去除中的应用。
接下来，文章正文将深入探讨涡凹气浮气水比的定义和原理、影响因素以及应用领域。
随后，在讨论与分析部分，我们将详细研究实际情况下涡凹气浮气水比的变化规律，并提出针对涡凹气浮技术的建议和改进方案。
最后，我们将总结研究结果和发现，在展望未来的研究方向和应用前景。
1.3 目的本文旨在全面阐述涡凹气浮气水比的理论知识，深入探讨其定义和原理、影响因素以及应用领域。
通过对实际情况下涡凹气浮气水比变化规律的分析，提出针对涡凹气浮技术的改进方案和建议，并探讨其在环境保护中的作用与意义。
最终期望能够为相关领域提供理论参考和实践指导，推动涡凹气浮技术在悬浊物去除等应用中取得更好效果。
2. 正文：2.1 涡凹气浮气水比的定义和原理涡凹气浮气水比是指在涡凹气浮技术中，通过调节进入装置的气体流量和水流量之间的比例来实现适当的浮力控制。
该比例可以通过改变进气阀门和排水阀门的开度来调节。
涡凹气浮技术基于液体中形成旋涡和空泡两种效应，并利用这两个效应产生升力以达到物质分离和提升的目的。
其中，旋涡效应是指在设备内部产生一个高速旋转液柱，使悬浮物颗粒沿着旋流向上移动；而空泡效应则是通过将大量气体注入到液体中，在高速旋流作用下形成大量小尺寸空泡，提供额外浮力。
2.2 影响涡凹气浮气水比的因素影响涡凹气浮气水比的因素主要包括以下几个方面：1) 物料特性：不同类型的悬浮物颗粒在不同的浓度下具有不同的沉降速度和对流扩散速度，这将直接影响到涡凹气浮气水比的选择。
涡凹气浮法在卷烟厂污水处理中的应用
释放器、 均布槽 、 分离区、 清水 区、 污泥槽 、 刮泥板等组成 。 其 中释放 等。 根据系统设计流量选用两台涡凹曝气机 ， 产气量为 １ ０ ０ — １ ５ ０ ｍ３ ／ ｈ ， 器是产生微气泡的关键部件 。溶气系统 主要 由溶气罐 、 空压机 、 溶 功率 ３ ｋ ｗ ， 轴长 ２ ｍ， 安装 固定在气浮槽内。如图 ２ 所示。 气泵等组成 。 其 中溶气罐是最关键的部分 。 加药系统为钢制圆罐 ， 用于溶解存储药液 ， 带有搅拌装置 ， 配备加药泵。如图 １ 所示。
至污提浓螬池
毒加蒴泵
自１ ＃ 提 自２ ＃ 提 升 泵 升 泵
图 １改 造 前气 浮设 备 布 置 图 １ ． ３溶气气 浮法在运行过程存在问题
图 ２改造 后 气 浮 设 备布 置 图
虽然该系统设计为 自动控制， 气 浮设 备与调节池提升泵联动， ２ ． １ ． １ 涡 凹气浮法工作原理 但 由于在实际运行 中存在 以下 问题， 几乎经常处于停运状态， 直接 涡凹气浮法属于散气气浮的范畴 ， 其工作原理是利用空气输 影响污水预处理效果， 造成出水指标偏高 。
涡 菊 红
（ 陕西 中烟工业有限责任公 司宝鸡卷烟厂技改办公室 陕西 ７ ２ １ ０ １ ３ ）
移 动式 空压 机属 于简单压力容器 ， 对该设备 必须 填写 特设 的 日常使用 、 维修 、 保养记录 ， 且运行期 间压 力不稳定 ， 需经 常调 整 出口减压阀 ， 设备易损件较多 、 故 障率高 ， 维修工作量 大。 １ ． ３ ． ２溶气泵 由于溶气水来 自气浮槽内预处 理过 的污水， 管道 泵容 易堵 塞， 特别是 由于泵 出口进溶气罐前安装的单 向阀封闭不严 ， 溶气罐 内 气 浮设备是 一种去除各 种工业 和市政 污水 中的固体悬浮物 、 的压缩空气在泵停运时， 直接进入泵体 内， 造成系统 自动状态泵 内 油脂及各种胶状物 的设备 ， 是宝鸡卷烟厂污水处理工艺 的关键设 存在气体无法正 常供水，每次需要操作人 员手动开启泵体上排空 彻底排 出泵体 内气体后， 方可手动开启溶气泵 。 备之一 ， 其主要作用是用来去除污水 中处于乳化状态 的油或密度 阀， 接近于水 的微 细悬 浮颗粒状 杂质 ， 是二级生物处理之前 的预处理 １ ． ３ ． ３ 释 放 器 气浮槽 内安装有 ６个释放器及控制阀门 ， 经常 出现 阀门及释 工艺 。常用的气 浮装置按照产生气泡的方式可分为 电解气浮 、 溶 气气 浮 、 散气气浮。 宝鸡卷烟厂 ２ ０ ０ ８ 年建成投运 的污水处 理设备 放器堵塞情况 ， 清理难度较大、 频次 多。 １ ． ３ ． ４溶气水管道及阀门系统 采用 的溶气气浮法， 污水处理量为 ８ ０ ｍ ， ／ ｈ ， 该气浮设备在运行过程 中效果一 直不理想，存在问题 较多 ，直接影响 了出水化学需 氧量 Ｃ Ｏ Ｄ的浓度 ， 需要通过技术改造彻底解决 。 溶气水管线较长 、 控制阀门多 ， 经常 出现管道及阀 门堵塞 ， 影 响供水量 ， 清理工作量较大。 １ ． ３ ． ５ 排泥管道 由于排 泥管道采用全焊 接连接 ， 室 内部分 弯头较 多 ， 室外部
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涡凹气浮工艺原理及应用
气浮作为一种高效、快速的固液分离技术，始于选矿。
它是利用高度分散的微气泡作为载体粘附废水中的悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面以实现同液分离过程。
它可用于水中固体与固体、固体与液体、液体与液体乃至溶质中离子的分离[1]。
一般来说，气浮法处理工艺要满足以下基本条件[2]：(1) 必须向水中提供足够量的细微气泡；(2) 必须使废水中的污染物质能形成悬浮状态；(3) 必须使气泡与悬浮的物质产生黏附作用。
有了上述这三个基本条件，才能完成气浮处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。
在污水、废水处理工程中，气浮法已经广泛用于以下几个方面：
(1)石油、化工及机械制造业中的含油废水的油水分离；
(2)废水中有用物质的回收，如造纸废水中的纸浆纤维及填料的回收；
(3)含悬浮固体相对密度接近于1的工业废水的预处理；
(4)取代二沉池进行泥水分离，特别适用于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况；
(5)剩余污泥的浓缩。
1. 涡凹气浮系统的结构及工作原理
涡凹气浮工艺(Cavitation Air Flotation)系统是世界独创的专利水处理设备，是美国Hydrocal环保公司的专利产品，也被称作THK(Induced Air Flotation)引气气浮，是目前普遍采用和推广的一种投资少、效率高、处理成本低、效率好的污水处理设备[3]。
它是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物（SS）而设计的系统。
整个系统由五部分组成，如图所示[4]：
经预处理后的污水流入有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。
曝气机的工作原理是利用空气输送管道底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋型地升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中。
由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。
上浮过程中，微气泡会附着到SS上，到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。
刮泥机沿着整个液面运行，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。
污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。
净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。
开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。
产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段。
这个过程确保了40%左右的污水回流及没有进水
的情况下气浮段仍可进行工作[5]。
2. 涡凹气浮系统运行的影响因素
2.1 污水水质对涡凹气浮机的影响
由于工业废水和污水中一般会含有相当比例的Ca2+、SO42-，而且在气浮过程中会投加一些浮选药剂，涡凹气浮系统运行一段时间后，气浮机轮、轴承处附着一层垢，会使气浮系统的效率降低。
2.2污水流量对处理效果的影响
污水流量对处理效果的影响也是不容忽视的。
在气浮机运行时必须保证每间气浮池的配水均匀，流量的变化意味着污染物量的变化，需要及时调整药剂投加量才能取得最好的效果。
当污水流量过大时，气浮池水平流速加快，停留时间缩短，对絮凝体上浮分离不利；流速过大会引起分离区水流紊动过大而造成泡絮结合体破碎。
当水量过大时应及时调整出水堰高度以防止污水进入浮渣系统[6]。
2.3絮凝剂及pH值对气浮效果的影响
气浮效果的好坏除了受气浮设备性能的影响外，还与絮凝剂的投加量和pH 值有关。
目前采用的絮凝剂大部分为PAC和PAM系列。
絮凝剂投加量并不是越多越好。
有机高分子的投加量对絮凝效果有显著影响。
实验证明，对于絮凝的发生，存在一个最佳投加量，超过此量时，絮凝效果会下降，超过太多则会起相反的保护作用[7]。
而且现采用的絮凝剂多为酸性絮凝剂，有其最适合的pH值。
当污水的pH值超过最适合pH值时，会引起絮凝体的溶解或破碎，对气浮分离产生相当不利的影响。
因此，在运行过程中，应对进水pH值加以监测和控制。
3. 涡凹气浮法在炼油污水处理中的应用
目前，涡凹气浮工艺在主要用于含油废水、造纸废水及污泥浓缩等方面[8]。
下面以涡凹气浮工艺在含油废水中的应用为例，来说明它在实际工程中的应用。
扬子石化含硫原油改建扩建工程竣工后，原污水场能力明显不足，且原污水场界区内已无扩容场地，改造设施应小型化[9]。
改造方案在部分回流溶气气浮和涡凹气浮中选择，下表是2种方案的比较：
改造后的工艺流程采用2组涡凹气浮机组，每组处理能力320m3/h，功率7.8kW。
新建污水处理装置工艺流程图及进水水质指标：
水质指标：
项目进水出水
油量600 600
油质量浓度≤200≤20
硫化物质量浓度≤50≤20
COD值≤1000≤650
*: 单位为m3/h
投入使用的涡凹气浮机组运行良好，设备振动及噪音很小；产生的气泡均匀细密；出渣细密，分布均匀；出水清澈，无明显油花。
下表为改造前后生产运行数据对比：
*：单位为m3/h；**：无单位
由上表可见，改造后污水处理能力增大，处理效果与改造前基本相同，且改造后出水含油量和COD值均达到设计指标。
改造前后污水处理消耗及成本对比见下表：
由上表可见，改造后污水处理装置电耗及净化风消耗均大幅降低。
通过上述的一系列比较，在炼油污水处理中，涡凹气浮与溶气气浮的处理效果接近；相比溶气气浮，涡凹气浮具有投资少、占地面积小、节能降耗、操作强度低等优势。
4.总结
涡凹气浮工艺作为一种高效的气浮工艺，在水处理、污泥处理方面有着广阔的应用。
它的发展依赖于基础理论的研究。
在机理方面，如气泡的结构和特征、气泡尺寸放入控制、气泡与絮凝体的黏附条件等均需深入研究；在应用方面，对于工业废水和城市污水以及污泥的处理，应从节约药剂和降低运行费用等方面来深入研究。
参考文献：
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Separation techniques by flotation [J]．Technology of Water Treatment (in
Chinese)，199l，17(6)：355—360．
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育出版社，2007
[3] 管晓涛，胡锋平．CAF工艺浓缩剩余活性污泥的可行性研究[J]．环境科学与
管理，2006，31(1)：37—39．
[4] 邹茂荣，李长青，张苇．涡凹气浮(CAF)在石化废水处理中的应用[J]．工业
用水与废水，2000，31(4)：34-35．
[5] Low E W，Chase H A．Reducing production of excess biomass during wastewater
treatment[J]．Water Research，1999，33(5)：1119—1132．
[6] 李健光．涡凹气浮在石化污水预处理中的应用[J]．石油化工安全环保技术，
2007，23(3)：38—40．
[7] 管晓涛，胡锋平，徐烈猛，何洪，邓荣森．调理剂对CAF污泥浓缩工艺影
响的试验研究[J]．环境污染治理技术与设备，2006，7(11)：89—91．
[8] 朱兆亮，曹相生，孟学征，张杰．气浮净水工艺述评[J]．环境科学与技术，
2008，31(8)：55—58．
[9] 马量．涡凹气浮法在炼油污水处理中应用[J]．石化技术与应用，2006，24(2)：
142—143．。