污泥气浮浓缩技术——压力溶气气浮浓缩技术

压力溶气气浮(DAF）是基于在一定温度下空气在水中的溶解度与压力成正比的亨利定律而开发出的一种气浮工艺。其具体操作是先在一定的压力条件下使空气溶解在水中，再使压力降低，当压力恢复到常压时，溶解在水中的过饱和空气就会从水中释放出来，产生大量直径仅有10~～100um的微气泡，从而达到固液分离的效果。此类气浮工艺的污泥浓缩效果好，效率高，在不投加调理剂的情况下亦可使污泥的含固率增加到3%以上，如果在气浮浓缩前投加调理剂，则污泥的含固率可以达到4%以上。

压力溶气气浮装置一般由3部分组成，分别为压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。压力溶气气浮浓缩装置如图所示。

其中压力溶气系统主要包括压力溶气槽、空压机、水泵及其他辅助设备。溶气释放系统功能是将压力溶气水通过消能、减压的方式，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并迅速又均匀地附着到污泥絮体上，其主要构成部分为溶气释放器(或穿孔管、减压阀）及溶气水管路。气浮分离系统一般可分为平流式和竖流式两种类型，其中平流式加压气浮浓缩装置如图所示。

在平流式加压气浮浓缩装置中，污泥和压力溶气水在位于气浮浓缩池一端的进水室内混合，压力溶气水释放出来的微气泡附着在污泥颗粒上，使其上浮至池上部，并以平流方式流入分离池，然后在分离池中澄清液与固体得到分离。上浮到表面的浮渣用刮泥机去除并送至浮渣室。在分离池中沉淀下来的污泥将被集中到污泥斗之后排出。澄清液则通过设置在池底部的集水管汇集，越过溢流堰，经处理后排出。

竖流式加压气浮浓缩装置如图所示，在浓缩装置的中间设置圆形进泥室，安装在中心旋转轴上，用于对流入污泥所具有的能量进行衰减，此外进泥室还对流入污泥起均化作用。压力溶气水与污泥悬浮液一同进入进泥室，释放出的微气泡附着在污泥絮体上后，污泥絮体上浮，然后借助刮泥板把浮渣收集排出。未上浮而沉淀下来的污泥依靠旋转耙收集起来，从排泥管排出。澄清液则从底部收集后排出。刮泥板、旋转耙也同进泥室一样，安装在中心旋转轴上，依靠中心轴的旋转以同样的速度旋转。

在压力溶气气浮浓缩污泥时，较多采用出水部分回流的设计。通过气浮浓缩工艺处理后的澄清液悬浮物浓度不超过0.1%，部分澄清液回流，并在溶气罐中压入压缩空气，从而进行新一轮的气浮浓缩过程。其工艺流程如图所示。

1—溶气罐;2—加压泵;3—压缩空气;4—出流;5—减压阀;6—浮渣排除;7—气浮浓缩池;8—刮渣机械;9—进泥室

利用压力溶气气浮浓缩法对剩余活性污泥进行浓缩处理时具有占地面积小、卫生条件好、浓缩效率高等优点，并且通过在浓缩过程中充氧还可以避免富磷污泥释磷现象的发生，但该工艺所需设备多，维护管理复杂，运行费用高，这是对其大规模应用的主要障碍。最早的压力溶气气浮主要应用于采矿工业，从20世纪20年代开始在工业废水处理领域投入使用，随后又逐渐开始了将其应用于城市污水处理厂的污水处理和污泥浓缩领域的新尝试，目前已广泛用于剩余活性污泥浓缩中，并以其突出的优越性成为最常采用的污泥气浮浓缩工艺。在我国，对利用压力溶气气浮浓缩法处理城市污水处理厂剩余污泥的研究始于20世纪80年代，截至目前已获得了一系列的工艺参数。