《城镇给水气浮处理工程技术规程[附条文说明]》T/CECS 791-2020

中国工程建设标准化协会标准

城镇给水气浮处理工程技术规程

Technical specification of urban water supply dissolved air flotation treatment engineering

T/CECS 791-2020

主编单位：山东省城市供排水水质监测中心

山 东 建 筑 大 学

批准单位：中国工程建设标准化协会

施行日期：2 0 2 1 年 5 月 1 日

中国工程建设标准化协会公告

第752号

关于发布《城镇给水气浮处理工程技术规程》的公告

根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2018年第二批协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2018]030号)的要求，由山东省城市供排水水质监测中心、山东建筑大学等单位编制的《城镇给水气浮处理工程技术规程》，经本协会城市给水排水专业委员会组织审查，现批准发布，编号为T/CECS 791-2020，自2021年5月1日起施行。

中国工程建设标准化协会

2020年12月27日

前言

根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2018年第二批协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2018]030号)的要求，规程编制组经深入调查研究，认真总结实践经验，参考国内外相关先进技术，并在广泛征求意见的基础上，编制了本规程。

本规程共分为6章和3个附录，主要技术内容包括：总则，术语和符号，基本规定，工艺设计，施工与验收，运行检测、监测、维护和安全等。

本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利，本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本规程由中国工程建设标准化协会城市给水排水专业委员会归口管理，由山东省城市供排水水质监测中心负责具体技术内容的解释。本规程在使用过程中如有需要修改或补充之处，请将有关资料和建议寄送解释单位(地址：山东省济南市奥体中路5111号，邮政编码：250100)，以供修订时参考。

主编单位：山东省城市供排水水质监测中心

山东建筑大学

参编单位：上海水业设计工程有限公司

广东鑫都环保实业有限公司

济南水务集团有限公司

东营市鲁辰水务有限公司

潍坊市自来水有限公司

主要起草人：贾瑞宝 王永磊 宋武昌 孙韶华 刘志远 迮德林 陈淑华 柴德彬 李春艳 徐慧 顾学林

主要审查人：王如华 李树苑 刘书明 施敬林 马小蕾 林爱武 张宝安

1.0.1 为规范城镇给水气浮处理工艺的技术要求，做到安全适用、技术先进、提高工程质量，保障运行顺畅，制定本规程。

1.0.2 本规程适用于新建、扩建和改建城镇给水气浮处理工程的工艺设计、施工验收与运行维护。

1.0.3 城镇给水气浮处理工程除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2.1.1 加压溶气气浮 pressurized dissolved air flotation

使空气在一定压力作用下溶解于水中，达到饱和状态后再急速减压释放，空气以微气泡形式逸出，与水中轻质胶体颗粒接触使其上浮的处理方法。

2.1.2 矩形气浮池 rectangle air flotation tank

一种外观为矩形，从前端溶气进水、底部尾端出水的气浮池。

2.1.3 圆形气浮池 circle air flotation tank

一种外观为圆形，从中心溶气进水、底部出水的气浮池。

2.1.4 气浮接触室 contact chamber

在气浮工艺中进水与溶气水充分混合接触的空间。

2.1.5 释放器 releaser

将溶气水突然减压，使水中饱和气体以微气泡形式释放出来的装置。

2.1.6 压力溶气罐 pressure gas tank

在气浮工艺中，水与空气在有压条件下互溶的密闭容器。

2.1.7 液面负荷 surface load

单位时间内气浮池分离区单位表面积的产水量，单位：m3/(m2·h)。

2.1.8 溶气效率 air-dissolving efficiency

溶气罐内气体与液体接触时，在一定压力条件下气体溶解在液体中，当微气泡全部释放分离后，实际释气量与理论溶气量的比值。

2.1.9 回流比 reflux ratio

回流溶气气浮中，回流加压溶气水量与待处理水量之比值。

Ac——接触室平面面积；

As——分离室平面面积；

Bc——接触室宽度；

D——压力溶气罐直径；

H——气浮池水深；

h0——孔眼水头损失；

h——溶气罐高度；

h1——罐顶、底封头高度；

h2——布水区高度；

h3——贮水区高度；

h4——填料层高度；

I——单位罐截面积的过流能力；

L——接触室长度；

n——溶气释放器个数；

Q——气浮池设计水量；

Qg——气浮所需空气量；

Q′g——空压机所需额定气量；

Qp——加压溶气水量；

q——选定溶气压力下，单个释放器的出流量；

R′——选定溶气压力下的回流比；

t——分离室中水流停留时间；

v0——接触室水流上升平均速度；

va——孔眼流速；

vs——液面负荷；

α——选定溶气压力下的释气量；

μ——孔眼流速系数；

Φ——水温校正系数；

Ψ——安全与空压机效率系数。

3.0.1 气浮工艺宜用于处理浑浊度小于100NTU或藻数量大于100万个/L的原水。

3.0.2 气浮浮渣应进行脱水处理，严禁直接排入环境水体。

3.0.3 城镇给水气浮工程所用的原材料、设备等产品，应具备产品出厂合格证、产品质量检验证明文件，严禁使用国家明令淘汰、禁用的产品。

4.1.1 城镇给水处理宜采用加压溶气气浮工艺。气浮池的选型应根据进出水水质、占地、运行管理、投资与运行成本等因素综合确定。大中型水厂宜采用矩形气浮池，小型水厂可采用矩形气浮池或圆形气浮池。

4.1.2 气浮池应与混凝设施合建。混合宜采用机械混合，絮凝可采用机械絮凝或水力絮凝。进入气浮接触室的水流应分布均匀。

4.1.3 气浮接触室应保证溶气水与处理水的充分接触，接触室的宽度还应满足溶气释放器安装与检修的要求。

4.1.4 气浮池出水可采用穿孔管或穿孔板集水。

4.1.5 气浮池的排渣可采用机械刮渣或水力排渣。采用机械刮渣时，刮渣机应具备行程和行走速度可调的功能。采用水力排渣时，应设置可调节的出水堰、水位调节与控制装置。

4.1.6 气浮池宜设置遮雨挡风设施。

4.1.7 原水存在季节性高藻特征时，混凝气浮前宜设置预氧化、粉末活性炭或生物预处理等工艺。

4.2.1 气浮池的设计水量应按最高日供水量加水厂自用水量进行计算。

4.2.2 混凝剂的投配应采用液体投加方式，混凝剂投配的溶液浓度宜为3％～10％。

4.2.3 气浮前的絮凝时间宜为5min～15min。

4.2.4 絮凝池进入气浮接触室前的水流流速宜控制在0.1m/s左右。

4.2.5 气浮池接触室水流上升流速宜为10mm/s～20mm/s，接触室的停留时间不宜小于60s；接触区隔板垂直角度宜为70°。

4.2.6 气浮分离室液面负荷宜为5.4m3/(m2·h)～10.8m3/(m2·h) 。

4.2.7 矩形气浮池的有效水深宜为2.0m～3.5m，池中水流停留时间宜为15min～30min。气浮池的单格宽度不宜超过10m，单格池长不宜超过15m；圆形气浮池的有效水深宜取6.0m～7.5m，池中水力停留时间宜为5min～10min，池径宜为2m～20m。

4.2.8 溶气压力可采用0.2MPa～0.5MPa；回流比可采用5％～10％，含藻量高时宜采用11％～15％。

4.2.9 气浮池出水宜采用穿孔管集水，穿孔管孔口流速不宜大于0.5m/s，孔眼应向下与垂线呈45°角交错排列，孔距宜为200mm～300mm，孔眼直径宜为20mm～30mm；管内流速宜为0.5m/s～0.7m/s；穿孔集水管与池底距离宜为200mm～400mm。

4.2.10 采用穿孔板集水时，开孔面积比例可按0.2％～0.8％计算确定。穿孔板离池底的距离宜为500mm。

4.2.11 排渣周期宜为4h～6h，排渣前的渣厚宜为50mm～100mm。

4.2.12 刮渣机的行车速度不宜大于5m/min。

4.3.1 加压溶气水量应按下式计算：

Qp＝R′Q (4.3.1)

式中：Qp——加压溶气水量(m3/h)；

Q——气浮池设计水量(m3/h)；

R′——选定溶气压力下的回流比(％)。

4.3.2 气浮所需空气量应按下式计算：

Qg＝QpαΦ (4.3.2)

式中：Qg——气浮所需空气量(L/h)；

α——选定溶气压力下的释气量(L/m3)；

Φ——水温校正系数，取1.1～1.3(生产中最低水温与试验时水温相差大者取高值)。

4.3.3 空压机所需额定气量应按下式计算：

式中：Q′g——空压机所需额定气量(m3/min)；

Ψ——安全与空压机效率系数，取1.2～1.5。

4.3.4 接触室平面面积应按下式计算：

式中：Ac——接触室平面面积(m2)；

V0——接触室水流上升平均速度(m/s)。

4.3.5 接触室长度应按下式计算：

式中：L——接触室长度(m)；

Bc——接触室宽度(m)。

4.3.6 分离室平面面积应按下式计算：

式中：As——分离室平面面积(m2)；

vs——液面负荷[m3/(m2·h)]。

4.3.7 气浮池水深应按下式计算：

H＝vst (4.3.7)

式中：H——气浮池水深(m)；

t——分离室中水流停留时间(s)。

4.3.8 压力溶气罐直径应按下式计算：

式中：D——压力溶气罐直径(m)；

I——单位罐截面积的过流能力[m3/(m2·h)]。

4.3.9 立式溶气罐高度应按下式计算：

h＝2h1+h2+h3+h4 (4.3.9)

式中：h——溶气罐高度(m)；

h1——罐顶、底封头高度(m)(根据罐直径而定)；

h2——布水区高度，取0.2m～0.3m；

h3——贮水区高度，取1.2m～1.4m；

h4——填料层高度，当采用阶梯环时，取1.0m～1.5m。

4.3.10 气浮池集水管采用穿孔管时，应按分配流量及流速确定管径，孔眼流速应按下式计算：

式中：va——孔眼流速(m/s)；

h0——孔眼水头损失(m)，取0.3m；

g——重力加速度(m/s2)，取9.8m/s2；

μ——孔眼流速系数。

4.3.11 集渣槽断面设计可按单位时间的排渣量进行选择。集渣槽应有坡度并倾向排渣口，坡度宜为0.03～0.05。当集渣槽长度超过5m时，应由两端向中间排泥，并可辅以冲洗水管。

4.3.12 溶气释放器个数应按下式计算：

式中：n——溶气释放器个数；

q——选定溶气压力下，单个释放器的出流量(m3/h)。

4.4.1 溶气气浮池配套设备可由溶气泵、溶气罐、释放器、空压机、刮渣机等组成。

4.4.2 溶气气浮所涉水设备及材料的卫生要求应符合现行国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T 17219的有关规定。

4.4.3 溶气泵应符合下列规定：

1 溶气泵应符合现行国家标准《离心泵技术条件(Ⅲ类)》GB/T 5657的有关规定；

2 溶气泵宜选用离心泵，水泵出口压力宜为0.2MPa～0.5MPa，并应经计算确定。溶气泵宜设置在室内，若设置在室外，溶气泵的防护等级不应低于IP65。

4.4.4 溶气罐应符合下列规定：

1 溶气罐应符合现行国家标准《压力容器 第1部分：通用要求》GB 150.1、《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2、《压力容器 第3部分：设计》GB 150.3、《压力容器 第4部分：制造、检验和验收》GB 150.4的有关规定；

2 溶气罐应具有压力容器试验合格证方可使用；

3 溶气罐宜采用空压机供气的压力溶气罐，溶气罐的溶气效率不应小于80％；

4 溶气罐体设计标准工作压力应大于空压机和溶气泵工作压力，并应设压力控制调节装置；

5 溶气罐位置宜靠近气浮池，溶气罐水力停留时间宜为2min～3min，有填料时应取低值，并应经计算确定；

6 立式溶气罐的截面负荷率可取100m3/(m2·h)～150m3/(m2·h)，罐高度可采用3.0m～4.5m；液位控制高宜为罐高的1/4～1/2(从罐底计)；溶气罐可装阶梯环填料，填料层高度宜为1.0m～1.5m；

7 立式溶气罐设计高径比宜为2.5～4.0，建筑物室内高度满足条件时应取高值；

8 卧式溶气罐宜带有挡流及整流的二相分离装置，并应具有自动安全预泄压系统；

9 溶气罐应设置压力表、水位计、排水口、溶气水取样口、安全阀等装置，并应设水位和压力控制器自动控制，同时应与溶气水泵联动。

4.4.5 释放器应符合下列规定：

1 释放器释放的微气泡平均粒径宜为20μm～60μm，可通过溶气压力进行调节；

2 释放器释放的气泡应细密、均匀，气泡消失时间应大于4min；

3 释放器的型号及数量，应根据单个释放器在选定压力下的出流量及作用范围确定；

4 释放器与溶气罐连接管道应安装可在线拆洗的过滤网、快开阀，释放管支管应安装快速拆卸管件。

4.4.6 空压机应符合下列规定：

1 空压机应符合现行国家标准《微型往复活塞空气压缩机》GB/T 13928的有关规定；

2 溶气装置供气应采用空压机，空压机的工作压力宜为0.6MPa～0.7MPa，供气量应满足溶气装置最大溶气量的要求；

3 空压机应配有储气罐、进气滤清消声器，压缩空气应有除油装置，宜采用无油润滑空压机；

4 空压机的额定工作压力应大于溶气罐内设定的工作压力，但不应大于溶气罐的设计最高标准压力。进气管上应装设止回阀和排水阀。

4.4.7 桥式或链板式刮渣机宜用于矩形气浮池，跨度不宜大于10m；行星式刮渣机宜用于直径为2m～20m的圆形气浮池。

5.1.1 气浮池设备安装前，所有相关土建工程和隐蔽工程应已验收合格。

5.1.2 气浮设备及构件与配件、材料进入施工现场时，必须进行进场验收并妥善保管。进场验收时除应对外观、质量等进行验收外，还应检查产品的订购合同、质量合格证书、性能检验报告、使用说明书、进口产品的商检报告及证书等，验收合格后方可使用。

5.1.3 气浮设备安装前应对有关的设备基础、预埋件、预留孔的位置、标高、尺寸等进行复核。其中预埋件、预留孔的标高允许偏差应为±3mm，中心位置的允许偏差不应大于5mm。

5.1.4 施工单位应熟悉施工图纸，掌握设计意图与要求。

5.2.1 气浮构筑物的施工应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141的有关规定；气浮设备安装应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231的有关规定；管道工程的施工应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的有关规定。

5.2.2 整体安装的溶气泵，纵向安装水平偏差不应大于0.1/1000，横向安装水平偏差不应大于0.2/1000；解体安装的溶气泵纵、横水平偏差均不应大于0.05/1000。

5.2.3 溶气泵安装位置偏差不应超过10mm，泵体标高的允许偏差应为±10mm。

5.2.4 释放器在安装前必须先将溶气罐、溶气水总管和支管中杂质冲洗干净，并应水平安装。

5.3.1 气浮构筑物的验收应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141的有关规定；气浮设备验收应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231的有关规定；溶气泵、空压机的安装验收应符合现行国家标准《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB 50275的有关规定；管道工程的验收应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的有关规定。

5.3.2 整体安装的溶气泵和解体安装的溶气泵，纵向、横向水平偏差应符合本规程第5.2.2条的规定。

5.3.3 溶气泵安装位置偏差应符合本规程第5.2.3条的规定。

5.3.4 溶气效率应按本规程附录A规定的测定方法验收，并应符合本规程第4.4.4条的规定。

5.3.5 气泡消失时间应按本规程附录B规定的测定方法验收，并应符合本规程第4.4.5条的规定。

5.3.6 微气泡粒径应按本规程附录C规定的测定方法验收，并应符合本规程第4.4.5条的规定。

5.3.7 气浮池进水至设计运行水位，应启动溶气回流装置至稳定状态，并观察分离室水面气泡分布情况。

5.3.8 刮渣机在调试运行时应观察行走状态，以及限位开关、刮板插入深度、刮板翻起时的推渣效果等，不合适时应调整刮渣机的行程和刮板提升器的钢丝绳，调整刮板的角度和高度。

5.3.9 气浮工程竣工验收前应进行试运行。压力溶气系统调试运行应包括溶气水泵开停、空压机压力范围设定、溶气罐液位自动控制、溶气水溶气效率等。气浮工程试运行至少应核定下列项目：

1 回流水量；

2 处理水量；

3 浮渣的形成时间。

6.1.1 气浮池运行时应检测进出水的水质。

6.1.2 气浮运行中应监测下列内容：

1 溶气罐水位、压力；

2 溶气泵的流量及压力；

3 空压机的工作压力、供气量。

6.1.3 气浮运行中应随时观察接触区或分离区浮渣面不平、局部冒出大气泡等气浮池池面异常情况。

6.1.4 冬季水温过低时，气浮池宜增加回流水量或溶气压力，并应增加相应指标的检测与监测。

6.1.5 气浮运行管理人员在运行、巡视、交接班、检修等生产活动中，应做好相关检测、监测记录。

6.2.1 气浮池应定期清洗，刮渣机、释放器、溶气罐应定期维修保养，气浮设施的维护检修应符合现行行业标准《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ 58的有关规定。

6.2.2 气浮池的运行参数应根据溶气罐水位与水压、空压机压力、溶气水泵启停、刮渣机运行速度与刮渣周期等进行调整。

6.2.3 混凝剂的投加量应根据反应池的絮凝情况及气浮池出水水质进行调节，气浮前处理若为铁盐混凝，应采取防止加药管堵塞的措施。

6.2.4 释放器应定期清理。

6.2.5 溶气罐进水管上过滤器堵塞时应随时清洗，损坏时应立即更换。溶气罐的填料应每年排污、清洗一次。

6.3.1 运行人员应严格执行安全生产规章制度。

6.3.2 压力溶气罐应具有检测合格报告并备案，应按照现行行业标准《压力容器定期检验规则》TSG R7001的有关规定进行检测。

6.3.3 气浮池应配备救生衣及救生圈。

6.3.4 溶气罐内进行清理和维修作业时，作业人员应戴呼吸器。

A.0.1 溶气效率的测定装置中应包括减压阀、流量计、抽滤瓶(1000mL)、水准瓶(250mL)、量气管(100mL)、量筒等仪器设备(图A.0.1)。

A.0.2 溶气效率的测定应按下列步骤进行：

1 打开气体量气管的排气阀，将抽滤瓶注入清水至计量刻度，上下移动水位水准瓶，将量气管内液位调至零刻度，然后关闭排气阀；

2 当加压溶气罐运行正常后，打开减压阀和三通阀，使加压溶气水流入集水桶，在确认流出的加压溶气正常后，调节三通阀，将溶气水通过三通阀进入抽滤瓶内；

3 当抽滤瓶内增加的水达到100mL～200mL后，关闭减压阀和三通阀并轻轻摇晃抽滤瓶，使加压溶气水中能释放出的气体全部从水中分离出来；

4 打开抽滤瓶的排放阀，使量气管中液位降回计量刻度，即水准瓶中液位与量气管中的液位处于同一水平线上，同时准确计量排出液的体积，此时液体的排出量即气体增加量即所排入抽滤瓶中加压溶气水的释气量(V1)。

A.0.3 溶气效率的测定应符合下列规定：

1 释气量测定应按表A.0.3-1的格式记录；

2 理论释气量应按下式计算：

V=7500KT·P (A.0.3-1)

式中：V——理论释气量(mL/L)；

P——空气所受的绝对压力(MPa)

KT——空气在水中的溶解常数，按表A.0.3-2取值。

3 溶气效率应按下式计算：

式中：η——溶气效率(％)；

V1——实际释气量(mL/L)。

B.0.1 气泡消失时间测定装置应包括量筒(1000mL)、激光仪、集液瓶、挡光板等仪器设备(图B.0.1)。

B.0.2 气泡消失时间测定应按下列步骤进行：

1 用洗净的1000mL标准量筒，打开溶气罐溶气水取样调节阀；

2 取溶气水注入量筒至1000mL刻度，同时用秒表开始计时，测定量筒中激光仪照射部位的溶气水气泡消失时间，即目测量筒中气泡全部消失时记下的消失时间；

3 取2次重复测量结果的算术平均值。

C.0.1 微气泡粒径测定装置应包括观察装置、高倍显微摄像机、LED光源等仪器设备，以及图像采集与分析系统(图C.0.1)。

C.0.2 微气泡粒径测定应按下列步骤进行：

1 将观察室固定于支撑架上，并放置于水平地面上保持稳定；

2 将摄像机对准观察室中心摆放，调节支撑架的位置，将摄像机调节至与观测室高度一致，并保证使LED灯光源、观察室、摄像机镜头处于同一直线上；

3 依次开启LED灯、摄像机、计算机，调整焦距，使画面对焦于目镜测微尺的刻度前；

4 所测液体通过采样管缓缓由下往上进入观察室；

5 迅速调节LED灯的亮度，使画面内气泡清晰可见；当观察室流态稳定后，点击计算机内的记录按钮，记录气泡运动图像；

6 使用图像分析软件对记录图像进行分析。在同一试验条件下重复进行3次。

C.0.3 微气泡粒径的测定应符合下列规定：

1 对采集到的图像进行整理，应选取不少于1000个气泡进行测量分析，得出粒径分布概率图，选取分布集中且均匀的粒径尺寸为测试工况条件下的粒径尺寸；

2 在图像采集系统运转过程中，应利用图像分析软件对指定气泡进行追踪，得出测试工况条件下气泡的上升速度。

本规程用词说明

1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

1)表示很严格，非这样做不可的：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141

《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231

《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268

《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB 50275

《压力容器 第1部分：通用要求》GB 150.1

《压力容器 第2部分：材料》GB 150.2

《压力容器 第3部分：设计》GB 150.3

《压力容器 第4部分：制造、检验和验收》GB 150.4

《离心泵技术条件(Ⅲ类)》GB/T 5657

《微型往复活塞空气压缩机》GB/T 13928

《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T 17219

《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ 58

《压力容器定期检验规则》TSG R7001