氣浮機生產工藝

氣浮機整體呈圓柱形，結構緊湊，池子較淺。裝置主體由五大部分組成：池體、旋轉布水機構、溶氣釋放機構、框架機構、集水機構等。進水口、出水口與浮渣排出口全部集中在池體*區(qū)域內，布水機構、集水機構、溶氣釋放機構都與框架緊密連接在一起，圍繞池體中心轉動。下面看一下氣浮機的工藝流程：
     1、污水經地溝自流至集水池，使水質、水量均衡。
     2、再由污水提升泵提升至氣浮池。
     3、污水進入管口加入PAC、PAM，經氣浮池底部混合管充分混合，緊接著與溶氣系統(tǒng)產生的部分帶正電荷的微小氣泡混合，使微小氣泡與絮凝體、廢水中的污染物進行吸附，橋聯進入氣浮布水系統(tǒng)。
     4、通過布水系統(tǒng)使廢水進入氣浮池體，通過布水系統(tǒng)及無級調速裝置使進入池內的廢水在布水區(qū)及氣浮區(qū)達到零速度。
     5、聚凝的絮體及被微氣泡吸附橋聯的污染物在浮力及零速度的作用下迅速進行固液分離。
     6、在池清水區(qū)被分離而上浮的浮渣污染物被帶螺旋的撇泥勺撈走，自流至污泥桶，在重力的作用下自流至浮渣池。
     7、被分離在下層的清水通過回轉桶下面的清水抽提槽管自流至清水池。
     8、浮渣池內的浮渣經污泥泵送到污泥脫水系統(tǒng)，濾液由地溝排至集水池，干泥外運填埋或綜合處理。
     氣浮機提供成套設備總成及控制系統(tǒng)，通過集中控制與分散控制相結合，使設備達到好的運行狀態(tài)。在給水處理工藝流程中，固液分離技術及其設備是關鍵項目之一。對于比重接近于水的微小懸浮顆粒的去除，該設備是有效的方法之一。
不僅如此，污泥水熱脫水的工業(yè)化應用在減耗方面也有突出優(yōu)勢。WANG等設計出一套污泥水熱處理耦合機械壓濾系統(tǒng)，將之與傳統(tǒng)熱干處理以及電脫水處理相比可發(fā)現污泥水熱脫水的能耗低于上述兩種處理方法。

污泥脫水

如圖2所示，其中熱干燥能耗區(qū)間底部為理論小值，即水的氣化潛熱2257kJ/kg；熱干燥能耗區(qū)間頂部為工業(yè)應用大值，4320kJ/kg。ESCALA等也將污泥在205℃下水熱處理并進行機械脫水處理以及能耗計算，得出污泥水熱脫水處理要比直接機械脫水處理減少65%熱能損耗與69%電能損耗。

GUAN等則研究了污泥分別在中性、酸性、堿性和CaCl2催化劑條件下的水熱脫水能耗，發(fā)現CaCl2催化劑作用下污泥水熱脫水處理能耗僅為185.1kJ/kg，比中性水熱條件下的能耗低74%。同時，由于污泥的水熱處理本身是一個放熱過程，若將污泥在水熱過程中所釋放的熱量以及反應結束后的污泥余熱充分地回收利用，則能進一步降低污泥水熱脫水過程中的能量輸入。

從污泥的水熱技術發(fā)展可以看出，水熱處理能有效提高污泥的脫水性，尤其在污泥的減量化和減耗方面體現出較大優(yōu)勢，具有良好的發(fā)展前景。但相對于工藝的改進，污泥水熱脫水的相關機理一直沒有定論或者出現較多的矛盾結論。為了進一步優(yōu)化水熱處理工藝，對污泥水熱脫水的影響因素與機理進行深入分析十分重要。

2影響因素與機理

2.1污泥水熱處理的影響因素

污泥水熱處理過程中，水熱溫度、反應時間以及pH等反應條件對污泥的脫水性能影響很大。對于水熱溫度而言，WANG等在120～210℃條件下對污泥進行水熱處理，發(fā)現在120～150℃下污泥含水率的降低趨勢不明顯，而當水熱溫度高于150℃時，污泥含水率的降低程度增大，說明150℃是污泥在水熱處理后脫水性能改善的一個臨界溫度點。

BOUGRIER等也在其研究中給出水熱處理改善污泥脫水性能的臨界溫度點為150℃，這與GUAN等的研究結果相近。同時，SAVEYN等在150～240℃的區(qū)間下進行污泥水熱處理，發(fā)現在195～240℃范圍內污泥含水率降低的趨勢趨于平緩，說明水熱溫度對污泥脫水性能的改善也具有一個上限值。因此，在對污泥進行水熱處理時，在合適的溫度范圍（150～210℃）內，水熱污泥的脫水性能隨水熱溫度的增加而增加。

對于水解時間對污泥脫水性能的影響，WANG等研究了在10～90min水解時間下污泥的水熱脫水效果，發(fā)現水熱污泥含水率在10～30min區(qū)間內緩慢降低，而在30～60min區(qū)間內降低程度明顯。

當水解時間超過60min后，污泥的深度脫水性能僅有微小的提高，說明依靠延長水熱停留時間以改善污泥脫水性能的程度是有限的，這與其他研究者的結論相符。因此，在對污泥進行水熱處理時，在合適的時間范圍（30～60min）內，水熱污泥的脫水性能隨水解時間的增加而增加。

此外，通過調節(jié)pH來進行酸堿熱水解也由于其簡單有效性而受到越來越多的關注。陳嘉愉等指出，在堿性條件下適當提高污泥pH可以使胞外聚合物從污泥絮體表面脫離，釋放束縛水從而提高污泥的脫水性；而邢弈等則認為在酸性條件下污泥脫水性能要優(yōu)于中性條件與堿性條件下處理的污泥，在酸性條件（pH為3）下處理的污泥含水率與毛細吸水值（CST）均為低值（60.8%和25.4s），這與DEVLIN等的結論相符。

HE等研究亦發(fā)現酸化處理可以使污泥中EPS發(fā)生水解，破壞污泥絮體結構，改變污泥中的水分分布以及減少污泥束縛水含量，從而提高污泥脫水性能。NEYENS等則分別研究了酸堿熱水解對污泥脫水性的影響，發(fā)現酸熱水解對污泥脫水性的改善效果要優(yōu)于堿熱水解，其含水率能從78%降至30%，而堿熱水解僅能將污泥含水率降至54%。一般而言，在酸性pH為3～5條件下進行污泥酸水解能有效提高其脫水性能。

2.2污泥水分分布形態(tài)對其脫水的影響研究

大量研究發(fā)現，污泥脫水的效率與程度由污泥中水分的分布特性決定。污泥中水分分布根據其與固體顆粒間的結合力大小可分為4種形態(tài)，包括自由水、間隙水、表面吸附水和結合水，如圖3所示。

污泥脫水

其中自由水與間隙水是污泥水分的主要部分（占總水分的80%～90%），其受固體顆粒的影響較少，可通過沉降濃縮或機械力等方式進行脫除。相反，表面吸附水與結合水則由于其分子間結合力等作用，較難以機械力等形式脫除。

在污泥脫水干化過程中，一般只將水分簡單分為自由水分與束縛水分，能被機械力脫除的水分稱為自由水分，反之則為束縛水分。HERWIJN通過結合能的大小定義自由水分與束縛水分，認為當結合能小于1kJ/kg時的水分可歸類為污泥中的自由水分。

 污泥脫水

表2列舉了近年來關于污泥水熱脫水的研究成果，從中可發(fā)現直接對污泥進行機械脫水一般只能將含水率降到70%～80%，但對污泥進行水熱處理后能有效提高污泥脫水性，其機械脫水濾餅的含水率能降至20%～40%。

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