1 适用范围
本标准规定了污水处理工程气浮工艺的总体要求、工艺设计、设备选型、检测与控制、运行管理的技术要求。
本标准适用于采用气浮工艺的城镇污水或工业废水处理工程的设计、建设、验收、运行和管理。
可作为可行性研究、环境影响评价、工艺设计、施工验收和运行管理的技术依据。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件中的条款，凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB 50141 给水排水工程施工及验收规范
混凝土结构工程施工质量验收规范
钢结构工程质量验收标准
CJJ60城镇污水处理厂运行维护安全与保障技术规范
CJ/T51城镇污水水质检验方法标准
HJ/T355 水污染源在线监控系统运行与考核技术规范（试行）
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 浮选
是指通过某种方法产生大量的微气泡，粘附于水中悬浮的、不稳定的胶体粒子上，并上浮于水，完成固液分离的过程。
3.2 电凝聚（电解）浮选法
其原理是在外加电压的作用下，废水利用可溶性阳极产生大量金属离子及其凝聚产物，将废水中悬浮的、不稳定的胶体颗粒凝聚起来；同时阴极产生氢气，粘附在絮凝体上并上浮分离。
3.3 惰性电极
指电解浮选时，用惰性材料制成的、不参加反应的电极。
3.4 静电压
指电解浮选产生电解作用的临界电压（也称过电压）。
3.5 可溶性电极
指电解浮选时参与反应的电极，如铁板电极、铝板电极等。
3.6 电流密度
指电解浮选时通过阳极板单位面积的电流量。
3.7 流动比率
指单位水流量所通过的电流。
3.8 分散气浮
是指利用机械方法使空气破碎，产生大量微气泡来完成浮选的过程。包括扩散板曝气浮选法和叶轮曝气浮选法两种。
3.9 真空气浮
是指在常压下将水充分曝气，使水中溶解空气达到饱和状态，然后连续送入真空气浮室，在真空状态下释放溶水中的空气，粘附水中的絮体上浮分离，处理后的水经调压室连续排出。
3.10 加压溶气浮选
是指在一定压力下，将空气溶解于水中，达到饱和状态后，在快速减压下释放出来的处理方法，空气以微气泡的形式逸出，与水中的杂质接触，使杂质上浮。
3.11 浅层气浮
指旋转布水与溶气释放同时进行的旋转浅压溶气气浮。
3.12 溶解空气饱和度
指在一定的压力和温度条件下，溶解在水中达到饱和的空气的溶解度。
3.13 回流溶解空气-空气
是指将气浮池出水部分返回，在压力下溶气，再在减压下释放，与流入污水接触，完成气浮的过程。
3.14 全空气
是指将全部进入的污水加压溶出空气，然后减压后排入气浮池进行固液分离的过程。
3.15 部分空气
是指将部分来水污水加压溶出空气，减压后排入气浮池进行固液分离的过程。
3.16 投放器
是指突然降低溶气水压力，将水中饱和气体以微气泡形式释放出来的装置。
3.17 喷雾密度 spray
指溶气池内单位面积内单位时间的喷水流量。
3.18 液压负荷
指单位时间内通过溶气池单位水域面积的溶气量和水量。
3.19 表面负荷
指单位时间内气浮槽分离区单位表面面积净化的水量。
4 污染物和污染负荷
4.1 浮选工艺的水量要求
气浮工艺适用于处理中小型工业废水或城市综合污水。
4.2 浮选工艺水质要求
1) 浮选工艺处理疏水性悬浮固体 (SS) 和不稳定的胶体颗粒。原水中的 SS 浓度可高达
5000～/升。
2）气浮池出水SS一般可小于20～30mg/L，出水直接排放时应符合国家或地方排放标准的要求；排入下一级处理系统时应满足下一级处理系统进水水质要求。
3）水质、水量变化较大的气浮工艺污水处理厂（站）应设置调节设施。
4.3 适合浮选工艺处理的污染物
1）浮选工艺适用于水中悬浮物的分离及物料回收，对低密度纤维、油类、微生物、表面活性剂的分离尤为有利。
2）浮选工艺的主要类型有电解浮选、叶轮浮选、加压溶气浮选、浅层浮选等。
3）电解浮选可用于处理含六价铬的电镀废水、含氰化物废水及其他有毒有害污染物。
4）压力溶气气浮可用于处理含油废水、印染废水、含藻类废水、已通过化学处理的化工废水等，也可用于造纸废水的纸浆回收及生物处理中活性污泥的分离。
5）叶轮浮选可用于处理含有高浓度悬浮物和表面活性剂的工业废水。
6）浅层气浮可用于较大规模的污水处理，如生物处理中活性污泥的分离，也可用于工业废水中固相物质的回收。
5. 一般要求
5.1气浮池建设规模根据需处理水量确定，设计水量根据本工程最大水量确定。
5.2气浮工艺处理工程进水系统前应根据需要设置格栅、筛网、沉砂池及混凝（破乳）反应预处理设施。一些水质特殊的工业废水应采用化学沉淀、化学氧化、泡沫分离、预沉淀等方法进行预处理；后续工序包括过滤、吸附、膜技术等深度处理方法。
5.3 压力容器气浮应配备溶气罐、溶气泵、空压机、释放器等辅助设备。
5.4 电解浮选应配备整流设备及直流电源，其容量应满足最大耗电量的要求。
5.5 叶轮浮选机应设有吸入管及高速叶轮装置。
5.6 所有气浮系统均应考虑放出水与原水的接触设施、污泥刮取及排出设施、液位调节设施。
5.7 浮选池较浅，标高设计应考虑后续设备的配置。
5.8 浮选渣应采用刮刀设备收集后进行浓缩、脱水；当原水中含有挥发性有害气体时，应有相应的预处理设备。
6.流程设计
6.1 浮选处理工艺的主要类型及其适用条件
污水处理常用的气浮工艺类型如表1所示，在选择气浮工艺时可以作为参考。
1.电解浮选
它对工业废水具有氧化还原、混凝、气浮等多种功能，对水质适应性好，工艺调整方便。该装置设备型式，结构紧凑，占地面积小，不产生噪音。电耗较大。适用于小水量工业废水（Q<10-15m3/h）的处理，在含盐量高、电导率高、有毒有害污染物废水的处理方面有独特的优势。
2.叶轮浮选法
结构简单，分离速度快，对高浓度悬浮物分离效果好。供气量调节方便，对废水适应性好。该装置为设备型，结构紧凑，占地面积小。对混凝预处理要求高。适用于处理中等水量（通常为Q
＜30～40m3/h)，在处理悬浮物及表面活性剂浓度较高的工业废水方面具有良好的优势。
3、加压溶气气浮工艺成熟，有丰富的工程经验，负荷率高，处理效果好，处理量大，可实现全自动连续运行，污泥含水率低，出水水质好。针对不同悬浮物浓度的废水，可分别采用全溶气、部分回流溶气等方式处理。
适应性好。工艺稍复杂，管理要求高。
适用于处理不同水量，较高浓度的悬浮污染物、油类、微生物、纸浆和纤维。
4.浅层气浮
表面负荷高，分离速度快，效率高。易于布置污水处理标高。占地面积小，池子较浅。钢制设备可多件组合或架空布置。适用于大、中、小水量、悬浮物、纤维、活性污泥、油性物质的分离。
6.2 气浮装置设计的一般规定
6.2.1 气浮池应设有溶气水接触室，完成溶气水与原水的接触反应。
6.2.2 气浮池应设有水位控制室，配备调节阀（或水位控制器），调节水位，防止出水带泥或形成厚层浮渣。
6.2.3 穿孔集水管一般布置在距池底20～40cm的分离室内，管内流速为0.5～0.7m/s。孔与垂直线向下交错45°，孔距为20～30cm，孔径为10～20mm。
6.2.4 排渣周期视炉渣量而定，周期不宜过短，一般为0.5～2小时。炉渣含水率约95%～97%，炉渣厚度控制在10cm左右。
6.2.5 浮渣应采用机械刮除，刮刀速度应控制在5m/min以内，刮除方向应与水流方向相反，以便可能落下的浮渣落入接触室内。
6.2.6 浮选工艺设计时应考虑水温的影响。
6.3 电解浮选工艺设计
6.3.1电解浮选工艺设计要点
1）电解浮选采用多组正、负电极交替连接的电极，通以稳定或脉冲电流，电源可串联，也可并联。
2）电解浮选可采用惰性电极或可溶性电极，其效果和生成的产物均有差异。
3）电解浮选采用钛板、镀钛钌板、石墨板等惰性电极，产生氢气、氧气或氯气的微小气泡；当采用可溶性铁板或铝板作电极时，又称电凝聚浮选，其产物为Fe3+、Al3+和氢气泡等，此时产泥量较大。
4）电解气浮设备分为竖流式和横流式，竖流式主要用于处理较小的水量。
5)电解浮选槽结构包括整流栅、电极组、分离室、刮刀、集水孔、水位调节器等。
6）电解气浮主要用于小量工业废水的处理，对处理含盐量高、电导率高、有毒有害污染物含量高的废水具有优势。
7）采用铁阳极电絮凝浮选处理含Cr（VI）废水时，Cr（VI）浓度不应大于100mg/L。
8）采用电解浮选法处理含氰废水时，宜采用石墨惰性电极。
6.3.2 电解浮选设计参数
1）极板厚度6～10mm（可溶阳极可根据需要加厚），极板间净间距15～20mm；
2）电流密度一般应小于150-200A/m2；
3)澄清区高度为1～1.2m，分离区停留时间为20～30min；
4）渣层厚度10-20cm；
5）单池宽度不宜大于3m。
6.3.3 电极有效表面积按公式（1）计算：
在哪里：
S——电极有效表面积，m2
E —— 比电流值，A•h/m3；
Q ——污水设计流量，m3/h；
i ——电极电流密度，A/m2。
通常，E和i需通过实验确定，或按照表2取值。
6.3.4 极板数量n按公式（2）计算:
在哪里：
B ——电解槽宽度。当水量Q为50～100m3/h时，B取1.5～2m；
l ——板面与池壁净距50~100mm；
——板材厚度，6~10mm；
e ——板间净距，15至20mm。
6.3.5单块板的面积按公式（3）计算:
在哪里：
A ——单块板的面积，m2。
6.3.6 极板长度按公式（4）计算:
6.4 叶轮浮选工艺设计
6.4.1叶轮浮选工艺设计要点
1）叶轮浮选槽的结构包括叶轮、吸水管、分离室、刮板等。叶轮直径、转速、吸水管安装位置是叶轮浮选设计的关键。
2）叶轮进气量应控制在合理的水平。
3）叶轮与导叶之间的间距设计要准确。
4）叶轮浮选适用于处理中等水量，对高浓度悬浮固体的废水分离效率较高。
6.4.2 叶轮气浮设计参数
1）叶轮直径D=200～400mm，最大不应超过600mm；
2）叶轮转速=900～1500r/min，圆周速度u=10～15m/s；
3）叶轮与导叶间的距离应调整至7-8毫米以内；
4）气浮池水深一般为H=2～2.5m，不宜超过3m；
5)浮选槽应为正方形，其单边尺寸不大于6倍叶轮直径D。
6.4.3 浮选槽总容积W按公式（10）计算:
6.5 加压溶气气浮工艺设计
6.5.1加压溶气气浮工艺设计要点
1）加压溶气气浮的基本工艺流程，主要有完全溶气工艺、部分溶气工艺和回流加压溶气工艺。
2）回流加压溶气气浮适用于悬浮物浓度高、水量较大、已经过混凝、破乳预处理的污水；全溶气、部分溶气气浮适用于悬浮物浓度较低、不含纤维状物质的污水。
3）该工艺由溶气设备（溶气罐、溶气水泵、空压机或喷射器等）、溶气释放器和气浮池（接触室、分离室、水位控制室、刮刀、集水管等）组成。
4)接触室、分离室应分别保证气水接触时间或泥水分离时间。
5）水位控制室应设计安装安全可靠、调节方便的水位调节器。
6）刮刀的设计应考虑行程、可调速和往复运行等功能。
7）溶气罐应保证气水接触的水力条件，工作压力一般为0.4-0.5MPa，溶气罐的自控设计应保证与空压机、溶气水泵工况的协调。
8)每个释放器应设有独立的快开阀及快拆接口。
6.5.2 加压溶气气浮设计参数
1）气浮池有效水深一般为2.0～2.5m，横流池长宽比一般为2：1～3：1，竖流池宜为1：1。一般单槽宽度不宜超过6m，长度不宜超过15m。
2）接触区水流上升速度在下端约为20mm/s，在上端约为5~10mm/s，水力停留时间大于
1min；接触区分区垂直角度一般为70°。
3）分离区表面负荷(包括溶气和水)宜为4～6m3/(m2•h)，水力停留时间一般为10～20min。
4)应计算确定回流溶气水的回流比(或溶气水比)，一般为15%～30%。
5）压力气罐应设有压力表、水位表、安全阀及水位、压力控制器，实现自动控制。必要时气罐内可加填料，一般采用阶梯环填料，填料层高应为罐高的1/2，且不小于0.8m。液位控制高度为罐高。
1/4～1/2（从罐底量起）；溶气罐设计工作压力一般为0.4～0.5MPa；溶气罐水力停留时间应大于2～3min（有填料时取较低值），应通过计算确定；溶气罐一般为立式，设计高径比应大于2.5～4，有条件时取较高值，某些情况下在满足水力条件时也可设计为卧式。
6.5.3 主要工艺指标
1）浮选槽所需空气量Qg
有试验数据时，可按公式（19）计算：
6.5.4.2 浮选分离室
6.5.4.3 水位控制室
水位控制室的宽度B不应小于900mm，以方便水位调节器的安装和维护。水位控制室可设在分离室的一端，其长度等于分离室的宽度。水位控制室的深度一般与浮选分离室的深度相同。
6.5.5 溶气设备
溶气池应在顶部最高处安装安全阀和排气阀，在溶气泵进入溶气池的进水管上应安装除污过滤器，在溶气池底部应安装快速排水阀。
溶气池应设有水位、压力仪表及自动控制装置。
1）压力气罐直径Dd可按公式（34）计算：
q ——选定的溶解气体压力下，单个释放器的流出量，m3/h。
•溶气罐至释放器的管路上应安装快开阀。
•释放器应考虑使用快速释放装置。
6.5.8 刮刀
对于矩形浮选槽，宜采用桥式刮渣机刮渣，跨度不宜大于10m。集渣槽位置可在槽的一端，也可在槽的两端；
行星刮泥机适用于圆形浮选槽，适用范围为直径2米至10米，集渣槽可位于圆形槽体的任意径向位置。
6.6 浅层气浮工艺设计
6.6.1浅层浮选工艺设计要点
1）浅层气浮可以有效地使溶气释放的高密度微气泡与进水中高浓度污染物紧密接触，并充分利用微气泡在旋转过程中的延迟粘附作用，从而提高气浮分离效率。
2）工艺设备由溶气设备、溶气释放器、气浮槽组成。
3）进水分配管与溶气释放器安装在旋转装置上，释放出的微气泡与污水同步接触，表面负荷高，分离速度快，效率高。
4）池子较浅，作为终端处理时，污水处理工艺的高程便于布置。
5）浅层气浮适用于大、中型污水处理，主要用于活性污泥物质的分离。可用于工业废水中固相物质的回收。
6.6.2浅层气浮技术特点1)布水管与放气管布置在同一位置。2)表面负荷大，处理效率高。
3）占地面积小，水池较浅，钢制设备可多格组合或架空布置。
6.6.3浅层气浮主要设计参数
1）气浮池有效水深为0.5～0.6m，呈圆形。
2）接触室上升速度：下端20mm/s，上端5～10mm/s，水力接触时间为1～1.5min。
3)分离区表面负荷为3～5m3/(m2•h)，水力停留时间为12～16min。
4）布水机构出口处应安装整流器，并应按分离区单位面积布水均匀的原则设计计算原水和溶气水的布水量。
5)配水机构转速应满足微泡上浮时间的要求，一般为每转8～12分钟。
计算。
6)溶气水回流比应计算确定，一般应大于30%。溶气罐通常可设计为立式（见6.5.4）。溶气水水力停留时间应计算确定，一般应大于3分钟。设计工作压力为0.4~0.5MPa。
7)浅层浮选其他设计方法与压力溶气浮选法基本相同，见6.5。
7 主要工艺设备及材料
7.1溶气泵应采用高压多级泵，工作压力为0.4～0.6MPa。
7.2 气柜为压力气体溶解设备，其设计方法详见6.5.5，设计工作压力一般为0.6MPa。气柜顶部应安装安全阀，气柜底部应安装排水阀，气柜进水管上应安装除污装置，气柜应有压力容器试验合格证。
使用前。
7.3溶气罐采用空气压缩机供气，空气压缩机的工作压力为0.6～0.7MPa，供气量应满足溶气罐最大溶气量要求。
7.4 溶气罐压力、水位应自动控制并与溶气水泵联动。
7.5释放器应满足水流要求，其与溶气罐连接的管道应设有快开阀，释放管的支管应设有快拆接头，以方便清洗。
7.6 浮选槽应设有刮刀和可调行程开关及调速仪表，实现自动控制。
8.检验和过程控制
8.1 采用气浮技术的污水处理厂（站）正常运行检验项目及周期应符合CJJ60的规定，实验室检测方法应符合CJ/T51的规定。
8.2 操作人员上岗前应经过培训、持证上岗，并定期接受考核和检查。操作人员应熟悉本标准规定的技术要求、单元浮选工艺技术指标和浮选设施设备的操作要求，并按照浮选工艺操作维护规程做好值班记录。
8.3 检测人员应经培训、持证上岗，并定期考核、抽检。检测人员应定期检测进出水水质，校准检测仪器仪表。
8.4 气浮设备的溶气罐水位、水压、空压机压力、溶气水泵的启停、溶气水储水罐及水位、刮刀的行程、工作速度、周期等运行参数均应实现自动控制。
8.5气浮工艺主要检验项目有：进出水SS、COD、浊度、出水水位等。必要时监测表面活性剂、污泥含水率。同时监测溶气罐水位、压力、溶气泵流量等工作情况、空压机工作压力、供气量等。
8.6 气浮工艺水质检测应由污水处理厂（站）实验室统一负责。
9主要配套工程
9.1供电系统必须保证足够的供电可靠性，并配备相应的继电保护装置。
9.2 设备选型应考虑污水处理工艺的环境条件，应选用耐腐蚀、性能稳定、安全可靠的产品。
9.3 建筑结构应按Ⅱ级防雷设计。
9.4控制系统宜采用工控机与PLC组成的分布式监控系统，一般由中央控制室和PLC控制站组成。
10 劳动安全与职业健康
10.1 生产过程中应采取适当措施避免水环境、大气、噪声和固体废物的二次污染。
10.2供电系统应有相应的保护措施，减少停电、设备故障造成的影响。
10.3 污水处理厂（站）应建立健全安全生产规章制度，并有专人监督、防范问题，确保生产的正常进行和作业人员的人身安全。
10.4 漂浮池应设有安全栏杆和防滑扶梯，并配备救生衣、救生圈。
10.5 电解浮选应设有通风设备。
10.6含铬（VI）的废水和含氰化物废水的污泥是一种危险的固体废物，应移交给合格的单元进行特殊处理和处置。
10.7压力箱应根据需要对国家压力船管理部门定期检查和测试。
10.8应根据相关法规安装消防设施，应严格实施建筑防火法规，并应保留足够的防火距离。
10.9电力设施的选择和保护应按照相关的国家法规进行，户外电气设备的安全保护应根据相关的国家法规进行。
11建设和接受
11.1浮选过程的构建和接受应符合法规。
11.2根据设计的入口水质和出口水质要求，测试相应的水质指标，例如鳕鱼，SS，铬（VI），铬（III），铁（III），氰化物（CN-），石油，表面活性剂等，并提交相关的测试报告。
12操作和维护
12.1一般规定
1）应根据CJJ60进行运输，维护和安全管理污水处理厂（站）设施。
2）操作员应严格遵循设备操作程序，并定期检查设备是否正常运行，包括温度上升，噪声，振动，电压，电流等。如果发现任何问题，应及时检查并消除它们。
3）设备的所有活动部件都应润滑，应及时解决任何机油泄漏或渗漏的润滑油和锈蚀。
4）如果通盘前的处理是铁盐凝结，则应定期去除污泥和败类，以避免凝聚。
5）在溶解的空气水箱的水中安装的污垢应定期清洁，并在溶解的空气储罐的填充物上供应。
6）应保留设备维护记录。
12.2电解浮选的操作控制
1）当电解浮选用于处理含铬（VI）的废水时，增加一定量的盐可以防止阳极钝化。
2）当原水的电导率较低时，可以适当添加NaCl以增加原水的电导率并降低电解电压。
12.3叶轮空气浮选的操作控制
1）定期检查叶轮旋转速度，观察吸气管的位置，并在时间上调节水深和吸入量。
2）定期调整叶轮和导板之间的距离。
12.4加压溶解空气浮选的操作控制
1）根据反应罐的絮凝情况和浮选储罐的水质，特别是调整凝结剂的剂量。
2）观察浮选储罐的表面。
3）了解炉渣的积累模式并确定刮擦周期。
4）观察并控制溶解的空气箱中合理的水位，以确保溶解的空气效应。
5）调整空气压缩机的空气供应，以确保溶解的空气箱中的稳定工作压力。
6）调整浮选箱的水位控制器，以确保稳定的处理水。
7）当冬季水温太低时，可以相应增加水量或溶解的气压，以确保出口水的水质。
8）保持日常运营记录，包括水处理量，剂量，溶解的空气水量，溶解的空气储罐压力，水温，功耗，入口和出口水质，刮擦周期，污泥湿度含量等。
12.5浅空运的操作控制
1）主要调整方法与加压溶解的空气浮选相同。
2）检查水分配管的旋转速度以及原水和溶解空气水的水分分布的均匀性。
3）使用测量缸测试观察微泡的速度上升和浮选效果，并在必要时调节溶解的空气水的量。
4）检查浮渣的形成和水分含量，并调整刮板的刮擦厚度和旋转速度。
5）在浮选储罐的间歇运行期间，应排出浮渣和污泥。
A.1电解浮选过程设计
A - 单板区域；
E - - 板之间的距离；
h - - 电极室的总高度；
附录 A
（规范性附录）符号