中核建中核燃料元件有限公司一直以来都遵章守纪，做到了各种废水、废气的达标排放，但是随着国家环境保护法的颁布实施，对于节能减排的要求越来越高，特别是在水资源有限的，废水的循环再利用，减少废水的排放具有十分重要的意义。因此该公司对于废水的处理也提出了更高的要求，特别是废水中重金属离子的含量、水中悬浮物的含量必须接近或达到自来水的标准。在废水处理生产线中针对废水中重金属离子和悬浮物的处理，配置了1台气浮装置，但是使用效果非常差，处理后的废水远达不到循环再利用的要求。因此针对废水的实际情况，设计一台气浮器用于处理废水中的重金属离子和悬浮物，减少试剂的使用量，减少沉降设备和厂房空间的投入，同时为废水的循环再利用提供可靠保障条件十分必要。
水泵吸水管吸入空气气浮是一种简单的气浮方法，由于水泵工作特性的限制，吸入的空气量不宜过多，一般不大于吸入量的10%(按体积计)，否则将破坏水泵吸入管的负压工作。另外，气泡在水泵内被破坏的不够完全，粒度大，气浮效果不好。从原气浮装置投入使用以来，经过多次试验，均达不到气浮的效果，后又将原32NPD15Z型自吸式精密不锈钢涡流泵改为40NPD22Z型自吸式精密不锈钢涡流泵，又经过多次试验仍达不到气浮的效果。
2、含重金属的废水处理原理
废水中的重金属多以离子的形式存在，无法用物理方法进行处理，因此通常采用化学方法进行处理。其原理是：向废水中投加硫化钠或硫化氢等硫化物，使重金属离子与硫离子反应，生成难溶的金属硫化物沉淀，该方法称为硫化物沉淀法。重金属离子与硫离子有很强的亲和力，能生成容度积的硫化物，因此用硫化物除去废水中溶解性的重金属离子是一种有效的处理方法。
由于重金属硫化物的粒度细微，大部分悬浮于废水中，要达到较好的去除效果，一方面加入的处理试剂硫化钠必须按一定比例过量，另一方面废水的静置时间必须足够长，保证悬浮于废水中的重金属硫化物的粒度细微全部沉淀。如此一来，既要增加硫化钠的使用量，又要增加沉降设备、增加厂房的空间。因此采用辅助设备降低废水中重金属离子的含量，减少处理试剂的加入量，缩短静置沉淀时间，减少沉降设备和厂房的资金投入非常必要。
3、气浮器的设计
3.1 气浮原理及方案选择
气浮法就是向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫--气、水、颗粒三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
根据各种处理方法的工艺复杂程度、投资大小并结合生产实际情况，本次设计选用溶解空气气浮法中的部分回流溶气气浮法。
近几年来，随着异氧硝化菌与好氧反硝化菌的问世，科研人员对于其研究力度也在不断加大，也逐渐证明了MBR在废水处理系统中，能够实现有机物氧化、硝化与反硝化的同时实现，通过证明也取得了非常良好的去除效果。
根据大量实践研究得出，当溶解氧的浓度达到0.8mg/L时，TN的去除率较高，可达到86%左右，随着溶解氧浓度的不断增加，去除率就会随着降低。因此表明，当溶解氧的浓度保持在0.8-1.2mg/L时，高效率的F/M和COD/N就会对同步硝化反硝化起着促进作用。
生物脱氮过程分为硝化和反硝化，当直接用NO2-进行硝化反应时，直接经过NO2-进行生物脱氮，该过程中所应用到的化学原理便是短程硝化-反硝化。脱硝所应用到的原理便是将整个硝化反应全过程控制在亚硝酸根阶段，防止亚硝酸根向硝酸根转化。
MBR工艺通常和A/O生物脱氮工艺相结合，这样能够取得更好的脱氮效果，关键部分就在于将硝化过程严格控制在亚硝酸盐阶段。在相关研究中，通过采用A/O-MBR脱氮工艺进行废水处理，只需要将好氧段溶解氧控制在0.5mg/L，NH4--N的去除率和NO2--N的累计率都高达百分之九十以上。
现阶段应用的厌氧氨氧化工艺有SHARON-ANAMOX和CANON，很多科研人员在MBR当中应用CANON工艺。在对废水进行处理过程中，将水力停留时间进行一定缩短，就可以在常温的状态下快速富集氨氧化菌，同时去除化学需氧量和总氮含量，去除效率也比较高效。
相关科研人员发现，MBR在污水处理中，与传统的除磷工艺相比，去除效率并没有有效提高。当将厌氧环境增加后，去除效率可以提高百分之五十左右。
批式膜生物反应器处理工艺主要是通过曝气时间的有效控制，实现时间序列上的缺氧和好氧转化。这种去除工艺不需要借助混合液的回流装置，可以有效降低操作难度和成本费用的投入。此外，除磷效率也比较高强，在工业废水的去除效率可高达百分之九十五。
