污水处理名词解释：气浮机

气浮机是利用小气泡或微小气泡使介质中的杂质浮出水面机器。对水体中含有的一些比重接近于水的细微籍其自重难于下沉或上浮即可采用该气浮装置。

气浮净水技术是一种历史悠久的固液分离技术，始于选矿。气浮技术在水处理领域的应用可追溯到19世纪60年代，20世纪40年代末浅层气浮技术开始得到应用，20世纪50年代压力溶气气浮技术诞生后进入快速发展阶段。 [10]

在给排水方面，预处理的水质，除一些含砂较多的原水水体以及含机械杂质较重的污水外，大部分都是质轻的悬浮颗粒。例如：湖泊、水库及部分江河中的藻类；植物残体及细小的胶体杂质；印染行业的染料颗粒；造纸、化纤行业的短纤维；炼油、化工行业的石油及有机溶剂的微滴；电镀和酸洗废水中的重金属离子；电泳漆废水等等；都是比重十分接近于水的轻质颗粒。对于这些原水，若沿用传统的沉淀方法，效果必然很差，尤其在冬季低温条件下，由于混凝和水力条件变劣，处理效果更难保证。可以想象，难以沉淀的絮粒，硬要使其下沉，势必事倍功半，倒不如因势利导，人为地向水体中导入气泡，使其粘附于絮粒上，从而大幅度地降低絮粒的整体密度，并借气泡上升的速度，强行使其上浮，以此实现快速的固液分离。从这个意义上来说，气浮技术的出现，是对重力沉降法的一次革命，它开拓了固、液分离技术的新领域。

气浮机是溶气系统在水中产生大量的微细气泡，使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其浮在水面，从而实现固-液分离的水处理设备 [2]。气浮净水过程包括水中的疏水性杂质与散布于水中的疏水性微小气泡在一定水力条件下碰撞，通过分子间的范德华力粘附在一起；此外，它也包括水中较大的亲水性絮凝体通过网捕、架桥以及包卷等作用俘获微小气泡，借助浮力作用上浮到水面而被除去的过程 [3]。

根据气泡的产生方式不同，气浮技术主要可分为电解凝聚气浮、散气气浮和溶气气浮等。其中部分加压式溶气气浮是国内外最常用的气浮法 [3]。

加压溶气气浮设备是将空气在一定压力的作用下溶解于处理水中，压力一般为0.2-0.6 MPa，然后骤然减至常压，溶解于水的空气便以微小气泡形式（气泡直径一般为20~100 μm）从水中逸出，与水中的悬浮物粘附一起浮至水面形成浮渣，再由刮渣机排入浮渣槽得以去除，清水则由气浮池下部流出，实现固-液分离 [3]。

浅层气浮设备是成功运用“浅池理论”和“零速原理”进行设计的高效气浮设备 [2-3]。“零速原理”使进水对池内水流无扰动，为固液分离提供静态环境。浅层气浮设备水力停留时间短，只有3-5分钟 [3]。

气浮机的结构根据其类型有所不同，但主流设备通常遵循一定的功能模块划分，以应用最广泛的加压溶气气浮机为例，其结构主要由溶气系统、释气系统及分离系统三大部分组成 [3]。

典型的溶气气浮机具体结构包括箱体、絮凝区、气浮区、收集区、混合装置和刮渣传动组件等。其中，絮凝区、气浮区和收集区依次沿工作方向设置在箱体内，混合装置用于在絮凝区内实现药剂与污水的充分混合，传动组件则驱动刮板将气浮区表面形成的浮渣刮入收集区 [4-5]。

根据废水中所含悬浮物的种类、性质以及处理程度的不同，溶气气浮又可分为全部加压溶气气浮、部分加压溶气气浮和部分回流加压溶气气浮三种流程 [3]。

其他类型的气浮机结构各有特点：浅层气浮机采用“浅池理论”及“零速原理”设计 [2-3]，池深较浅，水力停留时间短 [3]，结构紧凑 [9]；涡凹气浮机则主要通过曝气机高速旋转产生微气泡 [2]，结构上包含充气段、气浮段和刮渣系统 [3]。

涡凹气浮机主要通过曝气机高速旋转的曝气叶轮，使气体在液体中快速分散，达到气浮效果。高速旋转的曝气叶轮以每分钟2900转的速度旋转，将吸入的气体反复切割分散，最终形成微小气泡，产生气浮效果。

溶气气浮机主要是通过将气体加压溶解于水中形成过饱和溶液，再经释放器骤然减压，使溶解的气体以微小气泡形式释放于气浮池中，达到气浮效果

分散气浮机主要是通过分散器将气泡粉碎已达到气浮效果

超效浅层气浮装置是一种先进气浮系统，运用“浅池理论”和“零速原理”进行设计，集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥于一体，是一种高效节能的水质净化设备。该装置停留时间仅需3-5分钟，强制布水，进出水都是静态的，微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程，浮渣瞬时排出，水体扰动小，出水悬浮物低，出渣含固率高，悬浮物去除率可达90%—99.5%以上，COD的去除率可达到65%—90%，色度的去除率可达到70%—95%。

气浮法具体应用于石油、化工及机械制造业中的含油污水油水分离，工业废水处理及有用物质回收如造纸纤维，取代二次沉淀池特别适用于易于产生活性污泥膨胀的工艺，剩余活性污泥的浓缩，以及去除水中藻类及微絮体。 [3]浅层气浮机或除油专气浮机特别适用于食品加工、机械加工切削液、餐饮隔油后端、石化预处理等含油或高悬浮物废水处理。 [9]

气浮机作为固液分离设备具有投资少、占地面积小、自动化程度高、操作管理方便等特点 [2] [6]。

气浮机的关键性能指标包括悬浮物去除率可达90%-99.5%以上，SS去除率稳定在95%以上 [1-2] [6]，COD的去除率可达到65%-90%，色度的去除率可达到70%-95% [2]，对含油废水中动植物油类的去除率普遍在85%–95%之间 [9]。

典型运行参数方面，浅层气浮机表面负荷达8–20 m³/(m²·h)，溶气压力为0.3–0.6 MPa，水力停留时间仅需3-5分钟，处理水量通常为5–500 m³/h [2-3] [9]。

优质气浮机使用寿命可达8-10年，不锈钢材质可达15年以上，日常维护成本较低 [1] [9]。选择高效溶气系统、节能水泵可降低能耗，通过优化改造溶气效率可显著提升，回流泵功率可下降50%左右 [1] [7]。

技术进展方面，磁加载气浮技术可提升沉降速度30%，设备占地节省20% [6]。

气浮机广泛应用于给水、工业废水和城市污水处理。 [2]其应用领域涵盖市政污水、工业废水如含油废水、印染废水、造纸白水、化工、机械制造、制革、玻璃纤维、乳品、汽车喷漆、造纸和炼油等行业的废水处理，以及养殖废水、垃圾渗滤液处理。 [1] [3] [6] [9]

在气浮理论中，悬浮物自水体的分离，除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外，还存在“气泡裹携”作用：部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物，在密集气泡上升过程中，因细小悬浮物粒径仍远大于水分子，可能被挟带在气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。气泡群越密集，该作用越强烈，所能挟带的悬浮物也越细小。

随着环保政策趋严、企业环保意识提升，市场对气浮设备的需求持续增长，行业竞争也日趋激烈 [1]。

据中研普华产业研究院发布的《2025-2030年中国气浮设备行业市场分析及发展前景预测报告》，2024年中国气浮设备市场规模已达382亿元，预计到2030年将突破1200亿元 [11]。《2025年中国水处理设备行业白皮书》指出，气浮设备市场规模保持稳步增长，年复合增长率约18.7%，其中渗滤液气浮、垃圾站气浮等细分市场增速突出 [6] [12]。

当前行业呈现精准化、智能化、一体化服务三大趋势，客户对设备净化效率、智能化水平及全周期服务的要求持续提升 [6]。行业技术持续进步，例如有研究团队通过优化气浮池部件使溶气效率提升2倍多、回流泵功率下降50%左右 [7]；多家企业也取得了涉及刮渣效率提升、多设备联动等方向的实用新型专利 [4-5]。气浮机行业将向更智能、更节能、更一体化的方向发展 [6]。