平流式溶气气浮计算中，溶气压力、回流比及气浮池尺寸如何科学计算？

平流式溶气气浮计算

平流式溶气气浮（TAF）是污水处理领域常用的固液分离技术，通过将空气溶解于水中形成微小气泡，借助气泡吸附悬浮颗粒，使其上浮至水面形成浮渣层，从而实现水质净化，该工艺在工业废水、生活污水及工业循环水处理中广泛应用，其核心在于精准控制溶气过程与气浮池运行参数，确保高效分离效果。

平流式溶气气浮基本原理与工艺流程

• 原理：利用压力将空气溶解于水中，释放后形成直径约20-100μm的微小气泡，气泡附着于悬浮颗粒表面，降低颗粒密度，推动其上升至水面，通过刮渣装置收集浮渣。
• 工艺流程：
  进水→溶气罐（加压溶气）→释放器（减压释放气泡）→平流式气浮池（水平流动，气泡与颗粒接触）→出水→刮渣机（收集浮渣）。

核心计算参数及公式解析

关键参数包括溶气压力、气水比、溶气水量、气浮池容积等，以下是核心公式：

1. 溶气水量计算：
   ( Q_d = Q \times \frac{G}{W} )
   ( Q ) 为处理水量（m³/h），( G/W ) 为气水比（m³气/m³水），( Q_d ) 为溶气水量（m³/h）。
2. 溶气罐容积计算：
   ( V_{\text{溶气罐}} = \frac{Qd \times t{\text{溶气}}}{3600} )
   ( t_{\text{溶气}} ) 为溶气时间（通常5-10分钟，取平均值7.5分钟）。
3. 气浮池容积计算：
   ( V{\text{气浮池}} = Q \times t{\text{停留}} )
   ( t_{\text{停留}} ) 为停留时间（通常10-20分钟，取平均值15分钟）。
4. 气浮池尺寸计算（以矩形为例）：
   ( L = \frac{V_{\text{气浮池}}}{B \times H} )
   ( B ) 为池宽（m），( H ) 为池深（m），( L ) 为池长（m）。

关键设计步骤与计算示例

以处理水量( Q = 500 \, \text{m}^3/\text{h} )为例，气水比( G/W = 1.0 \, \text{m}^3\text{气}/\text{m}^3\text{水} )，溶气时间( t{\text{溶气}} = 7.5 )分钟，停留时间( t{\text{停留}} = 15 )分钟：

• 溶气水量：( Q_d = 500 \times 1.0 = 500 \, \text{m}^3/\text{h} )；
• 溶气罐容积：( V_{\text{溶气罐}} = \frac{500 \times 7.5}{3600} \approx 1.04 \, \text{m}^3 )；
• 气浮池容积：( V_{\text{气浮池}} = 500 \times 15 = 7500 \, \text{m}^3 )；
• 若池宽( B = 5 \, \text{m} )，池深( H = 2.5 \, \text{m} )，则池长( L = \frac{7500}{5 \times 2.5} = 600 \, \text{m} )。

实际应用中的注意事项

1. 原水水质：高浊度、高悬浮物原水需提高气水比，延长停留时间；
2. 温度影响：水温升高，气体溶解度降低，需适当增加溶气压力；
3. 设备维护：定期清理释放器，防止堵塞，确保气泡均匀释放；
4. 运行监控：实时监测溶气压力、出水浊度，调整运行参数。

相关问答（FAQs）

• Q1：如何根据处理水量和气水比确定溶气水量？
  A1：溶气水量 ( Q_d ) 计算公式为 ( Q_d = Q \times \frac{G}{W} )，( Q ) 为处理水量，( G/W ) 为气水比，处理水量500 m³/h，气水比1.0 m³气/m³水，则溶气水量为500 m³/h，需根据原水悬浮物浓度调整气水比，浓度越高，气水比越大。
• Q2：平流式气浮池的停留时间如何选择？
  A2：停留时间 ( t_{\text{停留}} ) 通常根据悬浮物去除率要求确定，一般10-20分钟，对于高浓度废水（悬浮物浓度>500 mg/L），可延长至20-30分钟；对于低浓度废水（悬浮物浓度<200 mg/L），可缩短至10-15分钟，需结合实际运行效果调整,通过监测出水浊度优化参数。