在現(xiàn)代污水處理體系中，污水氣浮技術憑借其對輕質污染物的*分離能力，成為解決含油、含膠體及細顆粒污水治理的關鍵技術之一。要深入理解這一技術的應用價值，需從其核心結構、科學分類、作用原理及實際作用四個維度展開分析，全面掌握其技術特性與應用邏輯。

一、污水氣浮技術的核心結構

污水氣浮系統(tǒng)的結構設計圍繞 “氣泡生成 - 污染物吸附 - 浮渣分離” 的核心流程展開，不同類型的氣浮技術在結構上存在差異，但核心組件可歸納為以下幾類，各組件協(xié)同作用確保分離過程*穩(wěn)定。

（一）氣泡發(fā)生系統(tǒng)

氣泡發(fā)生系統(tǒng)是氣浮技術的核心動力源，其功能是產生數(shù)量充足、粒徑適宜（通常為 10-100μm）且分布均勻的微小氣泡，直接決定氣浮效率。根據(jù)氣浮類型不同，該系統(tǒng)的結構形式差異顯著：

加壓溶氣型：由加壓泵、溶氣罐、溶氣釋放器組成。加壓泵將污水與空氣的混合物加壓至 0.2-0.6MPa，送入溶氣罐內充分接觸，使空氣溶解于水中形成溶氣水；溶氣釋放器則通過降壓作用，將溶氣水中的空氣以微小氣泡形式穩(wěn)定釋放，是該類型氣浮的關鍵部件，常見的釋放器有 TS 型、TV 型等，需具備抗堵塞、氣泡釋放均勻的特性。

葉輪攪拌型：主要由高速旋轉葉輪、導流筒構成。葉輪通常為多葉片結構，轉速可達 600-1500r/min，通過旋轉在葉輪中心形成負壓區(qū)，吸入空氣后將其打碎為氣泡；導流筒則引導污水與氣泡的混合流態(tài)，避免水流紊亂，提升氣泡與污染物的接觸效率。

射流吸氣型：核心組件為射流器，由噴嘴、吸氣室、擴散管組成。高壓污水經噴嘴高速噴出（流速可達 15-30m/s），在吸氣室形成負壓，吸入空氣后，氣液混合物在擴散管內充分混合、剪切，將空氣破碎為微小氣泡，無需額外加壓設備，結構相對緊湊。

（二）反應混合系統(tǒng)

該系統(tǒng)的作用是促進氣泡與污水中污染物的有效吸附，為后續(xù)上浮分離奠定基礎，主要包括反應池與藥劑投加裝置：

反應池：通常設計為折流式或旋流式，提供足夠的停留時間（一般為 10-20min），使污水中的污染物與投加的混凝劑、助凝劑充分反應，形成粒徑更大、疏水性更強的絮體，便于與氣泡結合。部分小型氣浮設備會將反應池與氣浮池一體化設計，減少占地面積。

藥劑投加裝置：由藥劑儲罐、計量泵、混合器組成。根據(jù)污水性質精準投加混凝劑（如聚合氯化鋁、硫酸亞鐵）或助凝劑（如聚丙烯酰胺），計量泵需具備流量調節(jié)功能，確保藥劑投加量穩(wěn)定，避免因藥劑過量導致二次污染或不足影響絮體形成。

（三）氣浮分離系統(tǒng)

氣浮分離系統(tǒng)是實現(xiàn)污染物與水分離的核心區(qū)域，主要結構為氣浮池，部分還配備刮渣設備與排泥裝置：

氣浮池：按水流方向可分為平流式、豎流式兩種。平流式氣浮池池體較長（通常為 5-10m），污水從一端進入，與氣泡混合后沿池長緩慢流動，浮渣在水面聚集并向刮渣端移動，出水從池體末端的集水管排出，適用于大規(guī)模污水處理；豎流式氣浮池池體呈圓形或方形，污水從池底進入，向上流動過程中完成氣浮分離，浮渣聚集于池頂，出水從池體中部的環(huán)形集水管排出，占地面積小，適用于中小規(guī)模處理場景。

刮渣設備：常見的有鏈式刮渣機、旋轉式刮渣機。鏈式刮渣機通過鏈條帶動刮板沿池面移動，將浮渣刮至排渣槽；旋轉式刮渣機則由電機驅動刮渣臂旋轉，將浮渣推向池邊排渣口，刮渣速度需根據(jù)浮渣厚度調節(jié)，避免刮渣不徹底或擾動水體。

排泥裝置：設置于氣浮池底部，用于排出未上浮的沉淀物（如過量絮體、密度較大的顆粒），通常為手動或自動控制的排泥閥，定期排泥可防止池底積泥影響水流態(tài)，保障氣浮池的有效容積。

（四）輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)包括水質監(jiān)測、流量調節(jié)與自控系統(tǒng)，確保氣浮系統(tǒng)穩(wěn)定運行：

水質監(jiān)測裝置：如懸浮物濃度計、油分分析儀，實時監(jiān)測進水污染物濃度與出水水質，為工藝參數(shù)調整提供依據(jù)；

流量調節(jié)裝置：如進水閘閥、流量計，控制進水流量穩(wěn)定，避免流量波動導致氣浮池負荷驟變；

自控系統(tǒng)：通過 PLC 控制器連接各設備，實現(xiàn)加壓泵啟停、刮渣機運行、藥劑投加量的自動控制，降低人工操作強度，提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

二、污水氣浮技術的科學分類

根據(jù)氣泡生成方式的差異，污水氣浮技術可分為三大主流類型，不同類型在結構復雜度、運行成本、適用場景上各有側重，需根據(jù)污水性質與處理需求選擇適配類型。

（一）加壓溶氣氣浮法（DAF）

加壓溶氣氣浮法是目前工業(yè)與市政污水處理中應用最廣泛的類型，占氣浮技術應用總量的 70% 以上。其核心特征是通過加壓方式使空氣溶解于水中，再經減壓釋放產生微小氣泡，根據(jù)溶氣水來源不同，又可分為全溶氣、部分溶氣與回流溶氣三種形式：

全溶氣式：將全部待處理污水加壓溶氣后送入氣浮池，適用于污染物濃度較低（懸浮物濃度 < 1000mg/L）的污水，氣泡與污水接觸充分，但能耗相對較高；

部分溶氣式：僅將 1/3-1/2 的污水加壓溶氣，其余污水直接進入氣浮池，降低能耗的同時保證處理效果，適用于中等濃度污水；

回流溶氣式：將氣浮池的部分出水（通常為處理水量的 20%-50%）加壓溶氣后回流至氣浮池，與原污水混合，可減少藥劑投加量，適用于高濃度含油廢水或易產生泡沫的污水。

該類型的優(yōu)勢在于氣泡粒徑?。?0-50μm）、分布均勻，與污染物的吸附效率高，分離效果穩(wěn)定，可處理含油廢水、印染廢水、造紙廢水等多種工業(yè)廢水及市政污水預處理，但需配備加壓系統(tǒng)，設備投資與運行能耗相對較高。

（二）葉輪氣浮法

葉輪氣浮法屬于機械攪拌式氣浮技術，通過機械旋轉產生氣泡，結構簡單、操作便捷，無需加壓設備。其核心特點是依靠葉輪的剪切作用將空氣打碎，氣泡粒徑相對較大（50-100μm），且分布均勻性較差，氣浮效率低于加壓溶氣氣浮法。

該類型適用于污染物濃度較低（懸浮物濃度 0mg/L）、處理要求不高的場景，如輕度污染地表水凈化、水產養(yǎng)殖廢水處理等。由于設備結構簡單，投資成本低，維護難度小，適合小型污水處理項目，但處理量有限，難以滿足大規(guī)模工業(yè)廢水處理需求。

（三）射流氣浮法

射流氣浮法利用流體力學中的射流原理產生氣泡，通過高壓水流的負壓吸氣作用實現(xiàn)氣液混合，介于加壓溶氣與葉輪氣浮之間。其優(yōu)勢在于設備體積小、安裝靈活，無需大型加壓罐或高速葉輪，可根據(jù)處理需求設計為單級或多級射流系統(tǒng)，氣泡粒徑可達 30-80μm，適用于中小規(guī)模污水處理項目，如餐飲廢水處理、小型化工廠廢水預處理等。

但該類型對射流器的加工精度要求較高，噴嘴易因污水中的雜質堵塞，需配套預處理裝置；且高壓水流的產生仍需消耗一定能耗，處理效率受進水壓力影響較大，在高濃度污水處理中應用受限。

此外，隨著技術發(fā)展，還出現(xiàn)了電解氣浮法、渦凹氣浮法等特殊類型：電解氣浮法通過電極反應產生微小氣泡（如氫氣、氧氣），同時兼具氧化還原作用，適用于含重金屬離子污水處理；渦凹氣浮法通過渦凹曝氣機產生氣泡，結構簡單、能耗低，但氣泡粒徑較大，主要用于含油廢水的預處理，目前應用范圍相對較窄。

三、污水氣浮技術的作用原理

污水氣浮技術的核心原理基于 “浮力分離” 理論，通過構建 “氣泡 - 污染物” 復合體，利用密度差異實現(xiàn)固液或液液分離，整個過程可分為三個關鍵階段，每個階段均遵循特定的物理化學規(guī)律，共同決定氣浮效果。

（一）氣泡生成階段：溶解與釋放的物理過程

氣泡的生成質量是氣浮技術的基礎，其核心是通過物理手段將空氣破碎為微小氣泡，不同氣浮類型的氣泡生成機制不同，但均需滿足 “氣泡粒徑小、數(shù)量多、穩(wěn)定性高” 的要求：

加壓溶氣型：遵循亨利定律（氣體在液體中的溶解度與壓力成正比），在加壓條件下，空氣分子克服水分子間的引力，溶解于水中形成不穩(wěn)定的過飽和溶氣水；當溶氣水通過釋放器進入常壓氣浮池時，壓力驟降，過飽和的空氣分子迅速聚集，形成微小氣泡，氣泡粒徑可通過調節(jié)加壓壓力與釋放器結構控制。

葉輪攪拌型：依靠機械剪切力與離心力的共同作用，高速旋轉的葉輪將空氣吸入后，通過葉片與水體的劇烈摩擦，將空氣打碎為氣泡；同時，葉輪產生的離心力使氣泡與水體充分混合，避免氣泡團聚，但其剪切力有限，難以產生粒徑過小的氣泡。

射流吸氣型：基于文丘里效應，高壓水流經噴嘴噴出時，流速驟增，靜壓降低，在吸氣室形成負壓，將外界空氣吸入；氣液混合物在擴散管內流動時，流速逐漸降低，靜壓回升，水流對空氣的剪切作用增強，將空氣破碎為微小氣泡，氣泡粒徑與噴嘴口徑、水流壓力正相關。

（二）氣泡 - 污染物吸附階段：表面化學與物理作用

氣泡與污染物的有效吸附是氣浮分離的關鍵，該過程涉及表面張力、范德華力及化學絮凝作用，能否形成穩(wěn)定的 “氣泡 - 污染物” 復合體，取決于污染物的表面性質與水質條件：

疏水性污染物的吸附：如油滴、未處理的細顆粒，其表面水分子難以附著（表面張力大），氣泡與污染物表面接觸時，水分子易被排擠，氣泡與污染物通過范德華力緊密結合，形成穩(wěn)定的復合體；這種吸附過程無需額外藥劑，屬于物理吸附，反應速度快。

親水性污染物的吸附：如膠體顆粒、溶解性有機物，其表面富含羥基、羧基等親水基團，易形成水化膜，阻礙氣泡與污染物的直接接觸。此時需投加混凝劑（如聚合氯化鋁），混凝劑水解產生的多核羥基配合物可與污染物表面的親水基團結合，破壞水化膜；同時，混凝劑通過吸附架橋作用使細小污染物聚集形成絮體，絮體表面疏水性增強，便于與氣泡吸附，形成 “氣泡 - 絮體” 復合體，該過程屬于化學絮凝與物理吸附的協(xié)同作用，需控制混凝劑投加量與反應時間，避免絮體過大或過小影響吸附效果。

（三）上浮分離階段：浮力與重力的平衡

“氣泡 - 污染物” 復合體形成后，其密度遠低于水（水的密度為 1000kg/m3，復合體密度通常為 800-950kg/m3），根據(jù)阿基米德原理，復合體在水中受到的浮力大于重力，從而向上運動，最終聚集于氣浮池表面形成浮渣層：

上浮速度：受復合體粒徑、密度及水體黏度影響，粒徑越大、密度越小，上浮速度越快（通常為 0.5-3mm/s），一般在 10-30min 內即可完成上浮過程，遠快于沉淀分離（沉淀時間通常為 1-2h）；

浮渣穩(wěn)定：上浮至水面的復合體通過表面張力相互連接，形成連續(xù)的浮渣層，浮渣層的厚度隨運行時間逐漸增加，需通過刮渣設備及時去除，避免浮渣因重力再次下沉或被出水帶走，影響處理效果；

水質凈化：隨著浮渣的去除，污水中的污染物（如油分、懸浮物）濃度大幅降低，凈化后的水從氣浮池底部或中部排出，完成固液 / 液液分離過程。

四、污水氣浮技術的核心作用

污水氣浮技術的實際作用圍繞 “污染物去除、工藝協(xié)同、水質保障” 展開，在不同污水處理場景中，通過針對性的技術設計，解決傳統(tǒng)處理技術難以應對的問題，為后續(xù)處理工藝或達標排放提供保障。