溶氣氣浮(DAF)在污水處理中的技術說明
溶氣氣浮(DAF)是氣浮的一種，它利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，對全部或部分待處理(或處理后)的水進行加壓並加氣，增加水的空氣溶解量，通入加過混凝劑的水中，在常壓情況下釋放，空氣析出形成小氣泡，粘附在雜質絮粒上，造成絮粒整體密度小於水而上升，從而使固液分離。
溶氣氣浮(DAF)適用於處理低濁度、高色度、高有機物含量、低含油量、低表面活性物質含量或具有富藻的水。相對於其它的氣浮方式(詳見附錄1)，它具有水力負荷高，池體緊湊等優點。但是它的工藝複雜，電能消耗較大，空壓機的噪音大等缺點也限制著它的應用。
氣浮法(DAF)是在水中通入大量微細氣泡，使其粘附於雜質顆粒上造成整體密度<1的狀態，靠浮力使其上升至水面而使固液分離的一種凈水法。作為過濾工藝的預處理，對於低濁度的原水，溶氣氣浮工藝要優於沉澱工藝，而當原水濁度>100NTU時，則不宜採用氣浮法[1]。DAF工藝的主要設計參數包括停留時間、表面負荷率、迴流比、溶氣壓力等。氣浮池的水力停留時間大致為5～15min;表面負荷率為5～12m3/(m2·h)，處理飲用水時溶氣壓力範圍為200～600kPa，迴流比為5%～10%。優化溶氣壓力和迴流比能夠有效地降低水廠的運行和維護費用。此外由於停留時間短，氣浮池的基建費用比沉澱池少，但卻能獲得更好的處理效果。?
1試驗流程與設備試驗原水為松花江水。
快速混合池尺寸為200mm×200mm×200mm，反應池尺寸為300mm×300mm×800mm，沉澱工藝的沉澱池尺寸為450mm×1200mm×800mm，氣浮池的尺寸為450mm×200mm×800mm，均用有機玻璃材質加工製成。試驗採用的空壓機為Z-0.29/7型，溶氣罐為200×1500mm的鋼製罐體，內裝高度為800mm的階梯環填料。?
濁度檢測採用2100A型濁度儀。UV254和TOC檢測分別採用752紫外光柵分光光度計和TOC測定儀。
2結果及討論
2.1水溫對除濁效果的影響
每年的11月中旬至第二年的4月中旬間松花江水質具有低溫、低濁的特點(水溫為0℃、濁度為10NTU左右、pH值在6.8左右)，在6、7月間水溫在20℃左右，濁度為70NTU左右。試驗期間投加的混凝劑為硫酸鋁，低溫期投加量經小試確定為40mg/L，採用活化硅酸作為助凝劑，投量為5mg/L。在較高溫度和濁度下的混凝劑投量為25mg/L。為了對比氣浮與沉澱工藝對固液分離的效果，兩套工藝流程中對混合池、反應池、投藥量及混合強度等前續工藝採用了相同的運行參數。混合池中的快速混合時間為2min，G值為420s-1,反應池反應時間為20min，G值為10s-1,氣浮池水力停留時間為10min，迴流比採用8%，沉澱池中水力停留時間為1h，表面負荷率為氣浮池的1/6。
對兩種工藝的處理效果差異分析如下：?
根據斯托克斯公式[2]，假定一個絮凝顆粒的直徑為50μm，密度為1.01g/mL，則在20℃時此顆粒的沉降速度為0.05m/h，沉澱池的表面負荷率一般在0.75～1.6m3/(m2·h)，所以該顆粒不會被沉澱去除。如果顆粒要得到0.75m/h的沉速，則顆粒需要成長到178μm的直徑才能被去除。在0℃時水的動力粘度係數為20℃時的1.8倍，對於同樣狀況的絮凝顆粒，0℃時在沉澱池中的沉速為0.03m/h。要使顆粒得到0.75m/h的沉降速度，則該顆粒需長到245μm的直徑。?
在考察水溫對處理效果的影響時，必須考慮溫度對絮凝顆粒的穩定性、顆粒與顆粒以及顆粒與氣泡之間結合性能的影響。在低溫時由於水的粘度較大，顆粒周圍的水化膜較厚，顆粒的親水性加強，從而使得顆粒能夠在水中穩定地存在。尤其在低濁度時，由於水中膠體顆粒物數量較少，因而與混凝劑有效碰撞脫穩的機會也少，在實際生產中往往不得不採用加大投藥量的方法來提高處理效果。採用DAF工藝時，由於通入空氣，氣泡和顆粒相互碰撞粘附幾率增大，使顆粒的密度變小而更容易浮至水面被去除。?
2.2反應時間對除濁效果的影響
無論在低溫或高溫，對於沉澱工藝而言，要想獲得較高的濁度去除率，反應池中的反應時間應不少於20min。而對於氣浮工藝而言，只需要5min的反應時間就能獲得很高的去除率，這是因為沉澱法是依靠絮凝顆粒不斷長大而下沉，在低濁度時顆粒有效碰撞幾率降低因而使得顆粒成長的時間較為緩慢，據有關資料介紹為20～30min。氣浮法則藉助於微氣泡的粘附作用，從而使得反應時間比沉澱法短。
DAF一般設置在生物處理單元之前，物理處理單元之後，習慣上將其歸為物理處理單元。若設為兩級浮選，為了方便節約，平面布置時常將一、二級浮選池並列，一、二級浮選池是約有500mm左右的液位差保證污水從一級浮選池流動到二級浮選池，而取消提升泵達到節能效果。體現在豎向布置上，即在設計、施工時必須嚴格控制刮渣機拖架(板)、可調節堰和除渣槽頂的標高，這一點非常重要，是關鍵因素之一，否則會嚴重影響氣浮效果(泡沫層無法用機械方法撇除)，這也正是必須採用可調節出水堰的原因所在。
DAF主要由空氣飽和設備(也稱壓力溶氣系統)、空氣釋放設備(也稱溶氣釋放系統)和氣浮池(也稱氣浮分離系統)等組成。目前,溶氣氣浮工藝的設計和最佳操作的確定，需要依靠中試和經驗。以下，根據各種應用中總結出的經驗，分別介紹各個組成部分的設計原理。
對濃度大、浮渣多，在固液分離時形成擁擠上浮現象的應減小上浮速度，否則浮渣層太厚會造成落渣，或因分離區容積過小而影響分離效果。
選取集水系統時，儘可能做到集水均勻，不讓上浮較慢的細小帶氣絮粒流出池外。為此，應避免短流、快部滯流、碰壁迴流等不良現象出現。
當溶氣氣浮池的水力負荷>10m3/m2•h時，很容易出現氣浮出水攜帶氣泡進入後續濾池的情況，氣泡會存在於濾池的上層。雖然有人發現濾池中氣泡的存在會有利於水中顆粒的去除，但是它會導致濾池水頭損失的急劇升高，從而使濾池運行周期顯著縮短，因此應該避免濾池進水中氣泡的存在，所以在大幅度提高溶氣氣浮池水力負荷的同時，必須設置脫氣系統(具體內容見附錄2)以保證工藝的正常運行。
安裝簡易，靈巧的刮渣設備，以便刮渣時不致擾動浮渣層而產生落渣，影響出水水質。
2.3.4國內外氣浮池的設計參數變化範圍很大，我國主要採用以下參數：
接觸區：停留時間>2.0min
表面負荷率36～72m3/m2•h
分離區：表面負荷率7.2～10.8m3/m2•h
2.3.5根據《中華人民共和國國家標準室外排水設計規範》第8.2.9條氣浮池可採用矩形或圓形。矩形氣浮池的設計應符合下列要求：
一、氣浮池應設置反應段，反應時間宜為10～15min;
二、每格池寬不應大於4.5m，長寬比宜為3～4;
三、有效水深宜為2.0～2.5m，超高不應小於0.4m;
四、污水在氣浮池分離段停留時間不宜大於1.0h;
五、污水在池內的水平流速不宜大於10mm/s;
六、氣浮池端部應設置集沫槽;
