微气泡性能在线评价装置

1．装置研发背景

气浮技术是在待处理水中通入大量高度分散的微气泡，使之作为载体与颗粒状污染物（如悬浮固体(SS)、油滴等）碰撞粘附，依靠浮力作用上浮至水面，形成浮渣后去除，实现污水净化的方法。气浮技术最早出现在选矿工业中，主要用于去除矿石中的杂质。后来随着气浮技术的发展，C.L.PECK于1920年首次提出气浮法用于处理污水的想法。但是由于微气泡产生技术的限制，直到20世纪70年代以后，气浮技术才真正得到快速的发展。特别是近年来，气浮技术得到国内外的高度重视，已广泛的应用于各种工业废水和城市生活污水处理中。

对于气浮技术而言，决定其效果的关键是微细气泡的质量。国内目前针对微气泡性能的评价主要有光学法、高速摄像法及声学法等，但仅仅是将含有微气泡的溶气水放入仪器中进行检测，这种情况下，试验条件已经发生了变化，不能准确反映微气泡的质量。多相流高效分离技术与设备研究所针对现有评价装置的不足之处，研制开发了具有自主知识产权的“微气泡性能在线评价装置”。如下图所示，该设备主要包括进水混凝、气浮分离、回流溶气三部分，激光粒度仪通过取样阀与设备相连。可以同时实现对微气泡质量的间接评价和直接评价，因此能够全面、准确、实时反映出微气泡的质量。

2．装置流程图及操作流程

实验操作步骤：

①       检查管路阀门闭合情况，确保排水口关闭，循环管路中阀门处于开启状态，防止泵出现空吸现象；

②       打开氮气瓶阀门，向微细气泡装置中注气，调节注气压力，需保证气压在0.35MPa左右（水压为0.35MPa），气体流量尽量调小，避免水倒灌进入气体管道；

③       打开进水离心泵开关，向气浮柱内注入清水，待液位达到一定刻度时，关闭进水阀门，开启多级离心泵开关。若离心泵启动后出现停止现象，打开缓冲罐上阀门，释放部分气体，即可使泵稳定运行；

④       待设备稳定运行后，可通过气浮柱观测气泡质量，随后打开取样阀阀门，使溶气水进入激光粒度仪中进行气泡粒径的在线测量；

⑤       实验完成后，首先关闭多级离心泵开关，随后关闭气瓶阀门，待设备内气体完全释放完后，打开排水阀门排放整个气浮柱内的清水。

3．可开展的研究

该微气泡性能在线评价装置主要用来对所产生的微气泡粒径进行在线实时测试，得到微细气泡粒径大小的量化分布数据。当气浮柱中注入含油污水时，可以进行气浮除油效率的试验研究，从除油效率来侧面评价气泡的质量。

4．实验过程中的注意事项

①注水之前，一定要检查管路开关闭合程度，防止管路闭塞造成泵的损害。

②氮气瓶开启的过程中，一定要先将减压阀阀逆时针拧到松弛状态，防止出现安全事故。

③设备运转过程中，为防止管道憋压，造成离心泵无法工作，可以适当开启缓冲罐阀门，释放一部分气体后重新关闭。

5．针对可能发生事故的安全预案

①试验过程中发现流量计显示为零，一定要及时关闭离心泵开关，然后检查管道开关闭合情况。若管道开关闭合情况良好，则检查泵的运转情况，必要时需进行泵的维修工作。

②试验过程中，若注气后气浮柱中始终未见气泡冒出，可将缓冲罐阀门打开，释放一定的气体，防止管道憋压过大，造成离心泵停止工作甚至受到损害。

③试验过程中若因不正当操作造成流量计进水情况发生时，可适当提高氮气瓶出口压力，使残余水流出气体流量计中，后重新调至试验压力即可。

6．装置的安全责任人：刘美丽