水污染控制工程課件教學(xué)PPT作者孫體昌婁金生第8章氣浮

1、2022-7-51第第8 8章章 氣氣 浮浮Air Flotation2022-7-52概述概述p 氣浮氣浮是將空氣以某種方式分散到廢水中，形成大量微小氣是將空氣以某種方式分散到廢水中，形成大量微小氣泡，使廢水中的污染物吸附在氣泡上，并隨氣泡一起上浮泡，使廢水中的污染物吸附在氣泡上，并隨氣泡一起上浮到水的表面而形成三相泡沫層，然后分離泡沫與水而實現(xiàn)到水的表面而形成三相泡沫層，然后分離泡沫與水而實現(xiàn)去除污染物的過程。去除污染物的過程。p 要實現(xiàn)氣浮的過程必須具備以下條件：要實現(xiàn)氣浮的過程必須具備以下條件： 必須向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡理想尺寸為必須向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡理想尺寸

2、為1530 m； 必須使固態(tài)或液態(tài)污染物質(zhì)顆粒呈懸浮狀態(tài)且具有疏水必須使固態(tài)或液態(tài)污染物質(zhì)顆粒呈懸浮狀態(tài)且具有疏水性質(zhì)，從而能附著在氣泡上上??；性質(zhì)，從而能附著在氣泡上上??； 必須有適合于氣浮工藝的設(shè)備。氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、必須有適合于氣浮工藝的設(shè)備。氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒氣泡與顆粒(固體或液滴固體或液滴)附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。 2022-7-53 在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于: : 分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油；分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油； 回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿回收工業(yè)廢水中

3、的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；纖維及填料等； 代替二次沉淀池，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹代替二次沉淀池，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝中；的生化處理工藝中； 濃縮剩余活性污泥；濃縮剩余活性污泥； 分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的表面活性物質(zhì)、金分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的表面活性物質(zhì)、金屬離子等物質(zhì)。屬離子等物質(zhì)。概述概述2022-7-54按照生成氣泡方式的不同： 氣浮法氣浮法電解氣浮法電解氣浮法散氣氣浮法散氣氣浮法溶氣氣浮法溶氣氣浮法2022-7-55第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 8.4.

4、28.4.2豎流式氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1 電解氣浮法電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣

5、浮法溶氣氣浮法 .1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-568.18.1電解氣浮法電解氣浮法l 電解氣浮法電解氣浮法是運用電化學(xué)方法，使設(shè)置在廢水中的電是運用電化學(xué)方法，使設(shè)置在廢水中的電極在直流電的作用下電解水，在電極周圍產(chǎn)生細(xì)小均極在直流電的作用下電解水，在電極周圍產(chǎn)生細(xì)小均勻的氫氣泡或氧氣泡，這些氣泡粘附廢水中的固體或勻的氫氣泡或氧氣泡，這些氣泡粘附廢水中的固體或液體污染物共同液體污染物共同上浮上浮，以去除廢水中污染物的一種方，以去除廢水中污染物的一種方法法l 電解氣浮法除用于固液分離外，還具有氧化、殺菌、電解氣浮法

6、除用于固液分離外，還具有氧化、殺菌、降低降低BODBOD等作用等作用 l 電解氣浮裝置可分為電解氣浮裝置可分為平流式平流式和和豎流式豎流式兩種兩種 2022-7-5.1平流式電解氣浮裝置平流式電解氣浮裝置進(jìn)水進(jìn)水出水出水排浮渣排浮渣圖圖8-1平流式電解氣浮裝置平流式電解氣浮裝置入流室入流室整流柵 排渣閥排渣閥水位調(diào)水位調(diào)節(jié)器節(jié)器浮渣室浮渣室排泥口排泥口 電極組接觸區(qū)接觸區(qū)分離室分離室刮渣機刮渣機平流式電解氣浮裝置采用矩形氣浮池，設(shè)備構(gòu)造如圖平流式電解氣浮裝置采用矩形氣浮池，設(shè)備構(gòu)造如圖8-1所示所示 2022-7-5.2豎流式電解氣浮裝置豎流式電解氣浮裝置圖

7、圖8-2 8-2 豎流式電解氣浮裝豎流式電解氣浮裝置置進(jìn)水進(jìn)水出水出水排浮渣排浮渣集水孔集水孔 排泥管排泥管 出水管出水管水位水位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器分離室分離室整流區(qū)整流區(qū)出流孔出流孔刮渣機刮渣機浮渣室浮渣室排泥閥排泥閥電極組電極組整流柵整流柵入流室入流室豎流式電解氣浮裝置采用中央進(jìn)水方式，其構(gòu)造如圖豎流式電解氣浮裝置采用中央進(jìn)水方式，其構(gòu)造如圖8-28-2所示所示 2022-7-59 優(yōu)點優(yōu)點 去除污染物范圍去除污染物范圍廣；廣； 泥渣量少；泥渣量少； 工藝簡便；工藝簡便； 設(shè)備簡單等。設(shè)備簡單等。 缺點缺點 電耗較大；電耗較大； 電極清理更換不方電極清理更換不方便；多用于去除細(xì)小便；多用于去除細(xì)

8、小分散的懸浮固體或乳分散的懸浮固體或乳化油化油電解氣浮法的優(yōu)缺點電解氣浮法的優(yōu)缺點2022-7-510第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 .2豎流式氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1 電解氣浮法電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣

9、浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法 .1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-5118.2 8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 散氣氣浮法散氣氣浮法是一種直接向水中充入氣體，利用散氣裝置使是一種直接向水中充入氣體，利用散氣裝置使氣體以氣泡的形式均勻分布于廢水中的一類氣浮法。氣體以氣泡的形式均勻分布于廢水中的一類氣浮法。 微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣

10、浮法剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法 散氣氣浮法散氣氣浮法2022-7-5.1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法微孔陶瓷微孔陶瓷擴散板擴散板 排渣口排渣口 分離區(qū)分離區(qū) 圖圖8-3 8-3 擴散板曝氣氣浮擴散板曝氣氣浮浮渣浮渣出水出水進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)氣進(jìn)氣 微孔曝氣氣浮法是使微孔曝氣氣浮法是使壓縮氣體通過微孔散氣裝壓縮氣體通過微孔散氣裝置，利用壓縮氣體的爆破置，利用壓縮氣體的爆破力和微孔的剪切力使氣體力和微孔的剪切力使氣體在水中分裂成微氣泡分布在水中分裂成微氣泡分布于水中的一種氣浮法。于水中的一種氣浮法。 在實踐應(yīng)用中主要是在實踐應(yīng)用中主要是擴散板曝氣氣浮法，其氣擴散板曝氣氣浮法，其氣浮裝

11、置如圖浮裝置如圖8-3所示所示 此方法的特點是簡便此方法的特點是簡便易行，但其散氣裝置中的易行，但其散氣裝置中的微孔容易堵塞，產(chǎn)生的氣微孔容易堵塞，產(chǎn)生的氣泡直徑較大且難于控制，泡直徑較大且難于控制，氣浮效果不甚理想。氣浮效果不甚理想。2022-7-5.2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法 剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法是采用散氣裝置形成的剪切力來破碎、分是采用散氣裝置形成的剪切力來破碎、分割、散布?xì)怏w的一種氣浮法。割、散布?xì)怏w的一種氣浮法。 按照分割氣泡的方法，可分為按照分割氣泡的方法，可分為 (a)(a)射流氣浮法射流氣浮法 (b)(b)葉輪氣浮法葉輪氣浮法 (c)(c)渦凹?xì)?/p>

12、浮法等渦凹?xì)飧》ǖ?022-7-514 (a)射流氣浮法射流氣浮法u射流氣浮法是采用如圖射流氣浮法是采用如圖8-4所示的射流器向水中充入空氣所示的射流器向水中充入空氣的。的。u射流氣浮池多為圓形豎流式。這類氣浮方法設(shè)備簡單，但射流氣浮池多為圓形豎流式。這類氣浮方法設(shè)備簡單，但受設(shè)備工作特性的限制，吸氣量不大，一般不超過進(jìn)水量受設(shè)備工作特性的限制，吸氣量不大，一般不超過進(jìn)水量體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)的l0%。圖圖8-4 8-4 射流器的構(gòu)造射流器的構(gòu)造吸入管吸入管 擴散管擴散管喉管喉管噴嘴噴嘴2022-7-515 (b)葉輪氣浮法葉輪氣浮法圖圖8-5 8-5 葉輪氣浮示意圖葉輪氣浮示意圖圖圖8-6 8

13、-6 葉輪示意圖葉輪示意圖進(jìn)水進(jìn)水出水出水出渣出渣整流板整流板 葉輪葉輪蓋板蓋板軸套軸套轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承進(jìn)氣管進(jìn)氣管導(dǎo)向板導(dǎo)向板分離區(qū)分離區(qū)軸套軸套蓋板蓋板 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸葉輪葉片葉輪葉片導(dǎo)向板導(dǎo)向板循環(huán)進(jìn)水孔循環(huán)進(jìn)水孔2022-7-516 (c)渦凹?xì)飧》u凹?xì)飧》▓D圖8-7 8-7 渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖進(jìn)水進(jìn)水出水出水進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔渦凹曝氣機渦凹曝氣機分離區(qū)分離區(qū)渦輪渦輪接觸區(qū)接觸區(qū)刮泥機刮泥機集渣槽集渣槽回流管回流管水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器2022-7-517第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 .2豎流式

14、氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1 電解氣浮法電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法 8

15、.真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-5188.3 8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法u溶氣氣浮法是利用氣體在水中的溶解度隨著壓力的提高而增加的溶氣氣浮法是利用氣體在水中的溶解度隨著壓力的提高而增加的原理，通過對廢水增加或減少壓力，使氣體在高壓力時溶入水中，原理，通過對廢水增加或減少壓力，使氣體在高壓力時溶入水中，在低壓力時從水中析出，從而產(chǎn)生大量氣泡，達(dá)到氣浮效果的一在低壓力時從水中析出，從而產(chǎn)生大量氣泡，達(dá)到氣浮效果的一類氣浮法。類氣浮法。u溶氣氣浮法的氣泡是由溶解于水中的氣體自然析出產(chǎn)生的，產(chǎn)生溶氣氣浮法的氣泡是由溶解于水

16、中的氣體自然析出產(chǎn)生的，產(chǎn)生的氣泡粒徑小且均勻、氣泡量大、上升速度慢、對池攪動小、分的氣泡粒徑小且均勻、氣泡量大、上升速度慢、對池攪動小、分布均勻，氣浮效果好，應(yīng)用最為廣泛。布均勻，氣浮效果好，應(yīng)用最為廣泛。u溶氣氣浮法不同于其它氣浮法的地方就在于它具有溶氣、釋氣設(shè)溶氣氣浮法不同于其它氣浮法的地方就在于它具有溶氣、釋氣設(shè)備。根據(jù)產(chǎn)生壓力差的方法不同備。根據(jù)產(chǎn)生壓力差的方法不同,溶氣氣浮法溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-5.1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生負(fù)壓的方法形成壓力差，從而使是通過產(chǎn)

17、生負(fù)壓的方法形成壓力差，從而使氣體在常壓下溶入廢水，在低壓析出并實現(xiàn)溶氣氣浮的過程。氣體在常壓下溶入廢水，在低壓析出并實現(xiàn)溶氣氣浮的過程。真空氣浮設(shè)備的構(gòu)造如圖真空氣浮設(shè)備的構(gòu)造如圖8-88-8所示。所示。圖圖8-8 8-8 真空氣浮設(shè)備真空氣浮設(shè)備入流調(diào)節(jié)器入流調(diào)節(jié)器 進(jìn)水進(jìn)水出水出水出渣出渣接真空系統(tǒng)接真空系統(tǒng)曝氣器曝氣器出渣室出渣室消氣井消氣井集渣槽集渣槽分離區(qū)分離區(qū)刮渣板刮渣板環(huán)形出水槽環(huán)形出水槽刮泥板刮泥板操作室操作室（包括抽真空（包括抽真空設(shè)備）設(shè)備）2022-7-5.2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法n 加壓溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實現(xiàn)氣體在廢水中加壓溶氣氣

18、浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實現(xiàn)氣體在廢水中的溶入，在常壓下析出過程的一類溶氣氣浮法。的溶入，在常壓下析出過程的一類溶氣氣浮法。n 加壓溶氣氣浮工藝主要由壓縮空氣產(chǎn)生設(shè)備、空氣釋放設(shè)加壓溶氣氣浮工藝主要由壓縮空氣產(chǎn)生設(shè)備、空氣釋放設(shè)備和氣浮池等組成。備和氣浮池等組成。n 加壓溶氣氣浮法根據(jù)溶氣水的來源或數(shù)量的不同分為：加壓溶氣氣浮法根據(jù)溶氣水的來源或數(shù)量的不同分為：加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法(a)(a)全部廢水溶氣氣浮全部廢水溶氣氣浮(b)(b)部分廢水溶氣氣浮部分廢水溶氣氣浮 (c) (c)部分廢水回流溶氣氣浮部分廢水回流溶氣氣浮2022-7-521 全部廢水溶氣氣浮工藝流程是將全部廢水進(jìn)行加

19、壓溶氣，全部廢水溶氣氣浮工藝流程是將全部廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行氣浮分離再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行氣浮分離 壓力表壓力表壓力溶氣罐壓力溶氣罐溶氣釋放器溶氣釋放器(a)(a)全部廢水溶氣氣浮全部廢水溶氣氣浮圖圖8-9 8-9 全部廢水溶氣氣浮法工藝流程全部廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣壓縮空氣進(jìn)水進(jìn)水出水出水水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器 浮渣室浮渣室加壓泵加壓泵減壓閥減壓閥刮渣機刮渣機分離區(qū)分離區(qū)排水區(qū)排水區(qū)放氣閥放氣閥2022-7-522(b)(b)部分廢水溶氣氣浮部分廢水溶氣氣浮 部分廢水溶氣氣浮工藝流程是將部分廢水進(jìn)行加壓溶氣，部分廢水溶氣氣浮工藝流程是將部分廢水進(jìn)行加

20、壓溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池其余廢水直接進(jìn)入氣浮池 圖圖8-10 8-10 部分廢水溶氣氣浮法工藝流程部分廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣壓縮空氣進(jìn)水進(jìn)水出水出水壓力表壓力表壓力溶氣罐壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器 加壓泵加壓泵減壓閥減壓閥刮渣機刮渣機分離區(qū)分離區(qū)放氣閥放氣閥2022-7-523(c)(c)部分廢水回流溶氣氣浮部分廢水回流溶氣氣浮 部分回流加壓溶氣氣浮工藝是將部分出水進(jìn)行回流，加壓部分回流加壓溶氣氣浮工藝是將部分出水進(jìn)行回流，加壓后送入氣浮池，而廢水則直接送入氣浮池中后送入氣浮池，而廢水則直接送入氣浮池中 圖圖8-11 8-11 部分回流溶氣氣浮法工藝流程部分回流溶氣氣浮法工藝

21、流程壓縮空氣壓縮空氣進(jìn)水進(jìn)水出水出水壓力表壓力表壓力溶氣罐壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器 加壓泵加壓泵減壓閥減壓閥刮渣機刮渣機分離區(qū)分離區(qū)放氣閥放氣閥2022-7-524第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 .2豎流式氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1

22、電解氣浮法電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法 .1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-5258.4 8.4 氣浮池氣浮池 目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為平流式氣浮池平流式氣浮池豎流式氣浮池豎流式氣浮池氣浮池氣浮池2022-7-5268.4.1

23、8.4.1平流式氣浮池平流式氣浮池平流式氣浮池的池體一般為平流式氣浮池的池體一般為矩形矩形，池深一般為，池深一般為1.52.0m，不會超過，不會超過2.5m，池深與池寬之比大于，池深與池寬之比大于0.3。氣浮池的表面負(fù)荷通常取氣浮池的表面負(fù)荷通常取510m3/(m2h)，總停，總停留時間為留時間為3040min。在平流式氣浮池中，為了防止進(jìn)水水流對池中上在平流式氣浮池中，為了防止進(jìn)水水流對池中上浮的氣泡產(chǎn)生干擾和影響，一般把氣浮池的上浮浮的氣泡產(chǎn)生干擾和影響，一般把氣浮池的上浮部分分隔出來，前面的整流部分稱為部分分隔出來，前面的整流部分稱為接觸區(qū)接觸區(qū)，后，后面的浮上部分則稱為面的浮上部分則稱

24、為分離區(qū)。分離區(qū)。 2022-7-527圖圖8-12 8-12 平流式氣浮池平流式氣浮池溶氣水溶氣水進(jìn)水進(jìn)水出水出水傳動鏈傳動鏈接觸區(qū)接觸區(qū)分離區(qū)分離區(qū)刮渣板刮渣板排泥口排泥口水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器集水槽集水槽出水管出水管集渣槽集渣槽2022-7-5288.4.2 8.4.2 豎流式氣浮池豎流式氣浮池 豎流式氣浮池一豎流式氣浮池一般采用圓柱形池般采用圓柱形池體，池高度一般體，池高度一般為為4 45m5m，直徑，直徑一般在一般在9 910m10m以內(nèi)。采取中央以內(nèi)。采取中央進(jìn)水的方式，如進(jìn)水的方式，如圖圖8-138-13所示。所示。 豎流式氣浮池中豎流式氣浮池中一般采用行星式一般采用行星式刮渣機，

25、平流式刮渣機，平流式氣浮池中一般采氣浮池中一般采用橋式刮渣機。用橋式刮渣機。溶氣水排泥排泥出水排渣排渣接觸區(qū)接觸區(qū)減壓閥減壓閥水位調(diào)節(jié)器水位調(diào)節(jié)器刮渣機刮渣機刮渣板刮渣板分離區(qū)分離區(qū)進(jìn)水進(jìn)水圖圖8-13 8-13 豎流式氣浮豎流式氣浮池池2022-7-5298.4.3 8.4.3 附屬設(shè)備附屬設(shè)備 1 1）加壓泵）加壓泵 用來供給一定量的溶氣水用來供給一定量的溶氣水 2 2）溶氣罐）溶氣罐 溶氣罐的作用是使水和空氣充分接觸，加速空氣的溶解溶氣罐的作用是使水和空氣充分接觸，加速空氣的溶解 3 3）減壓閥）減壓閥 利用現(xiàn)成的截止閥利用現(xiàn)成的截止閥 4 4）專用釋放器）專用釋放器 根據(jù)溶氣釋放規(guī)律專

26、門制造根據(jù)溶氣釋放規(guī)律專門制造 2022-7-530第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 .2豎流式氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1 電解氣浮法電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流

27、式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法 .1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-5318.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 以下從以下從廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的機理廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的機理和和化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑對氣浮工藝的影響機理對氣浮工藝的影響機理兩個方面來闡明氣浮法的基本原兩個方面來闡明氣浮法的基本原理理 。.1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘

28、n 從研究三相混合系的界面張力和體系界面自由能，從研究三相混合系的界面張力和體系界面自由能，以及顆粒表面疏水性和潤濕接觸角出發(fā)，探討顆以及顆粒表面疏水性和潤濕接觸角出發(fā)，探討顆粒與微氣泡的粘附條件和它們之間的內(nèi)在規(guī)律粒與微氣泡的粘附條件和它們之間的內(nèi)在規(guī)律 。n a a界面張力、接觸角和體系界面自由能界面張力、接觸角和體系界面自由能n b b氣氣- -粒的親水粘附和疏水粘附粒的親水粘附和疏水粘附2022-7-532a a界面張力、接觸角和體系界面自由能界面張力、接觸角和體系界面自由能n 在水、氣、固（雜質(zhì)顆?；蛞旱危┤嗷旌舷抵校煌嘀谒?、氣、固（雜質(zhì)顆?；蛞旱危┤嗷旌舷抵?，不同相之間的

29、界面上都因受力不均衡而存在間的界面上都因受力不均衡而存在界面張力界面張力( ( ) )。氣泡與顆粒。氣泡與顆粒一旦接觸，由于界面張力的存在就會產(chǎn)生一旦接觸，由于界面張力的存在就會產(chǎn)生表面吸附作用表面吸附作用。n 當(dāng)三相達(dá)到平衡時，三相間的吸附界面構(gòu)成的交界線稱為當(dāng)三相達(dá)到平衡時，三相間的吸附界面構(gòu)成的交界線稱為潤潤濕周邊濕周邊。為了便于討論，分別用。為了便于討論，分別用1 1、2 2、3 3來表示水、氣、固三來表示水、氣、固三相。通過潤濕周邊（即相界面交界線）作水相。通過潤濕周邊（即相界面交界線）作水- -固界面張力作用固界面張力作用線線( ( 1.3) )和水和水- -氣界面張力作用線氣界面

30、張力作用線( ( 1.2) )，兩作用線的夾角（包，兩作用線的夾角（包含液相的）為潤濕接觸角含液相的）為潤濕接觸角( ( ) ) 。n 如圖如圖8-148-14所示。廢水中具有不同表面性質(zhì)的顆粒，其潤濕接所示。廢水中具有不同表面性質(zhì)的顆粒，其潤濕接觸角大小不同。通常將觸角大小不同。通常將 90900 0的顆粒表面稱為疏水表面，這的顆粒表面稱為疏水表面，這種顆粒表面易于與氣泡粘附；將種顆粒表面易于與氣泡粘附；將 90900 0的顆粒表面稱為親水的顆粒表面稱為親水表面，這種顆粒表面不易與氣泡粘附。表面，這種顆粒表面不易與氣泡粘附。2022-7-533 圖圖8-14 8-14 潤濕接觸角示意圖潤濕接

31、觸角示意圖LSLGGS2022-7-534l 從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由水水、氣泡氣泡和和顆粒顆粒三相構(gòu)成的三相構(gòu)成的混合液中，每兩相之間的界面上都存在著混合液中，每兩相之間的界面上都存在著體系界面自由能體系界面自由能( (W)。體系界面自由能。體系界面自由能( (W)有降低到最小的趨勢，使分散相有降低到最小的趨勢，使分散相總表面積減小?？偙砻娣e減小。l 如果界面能用如果界面能用WW表示，則有：表示，則有： 式中，式中，S是界面面積，是界面面積，mm2 2； 為單位面積界面上的界面能，為單位面積界面上的界面能，在數(shù)值上與界面張力相等，單位為在數(shù)值上與界面張力相等，單位

32、為N/mN/m。l 顆粒與氣泡粘附前，顆粒和氣泡單位面積顆粒與氣泡粘附前，顆粒和氣泡單位面積( (S1) )的界面能，的界面能，分別為固分別為固- -液界面與氣液界面與氣- -液界面能之和，及液界面能之和，及 1.31及及 1.21，這時單位面積上的界面能之和為：這時單位面積上的界面能之和為：SW112 . 13 . 11W2022-7-535l 當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣- -液界面和固液界面和固- -液界面小時，液界面小時，形成了新的固形成了新的固- -氣界面，此時粘附面上單位面積的界面能氣界面，此時粘附面上單位面積的界面能為為：u因此，界面能的減少值因此，界面能

33、的減少值W為：為：u由于氣泡和顆粒的附著過程是向該體系界面能減小的方由于氣泡和顆粒的附著過程是向該體系界面能減小的方向自發(fā)地進(jìn)行的，因此向自發(fā)地進(jìn)行的，因此W值越大，界面的氣浮活性越高，值越大，界面的氣浮活性越高，越容易進(jìn)行氣浮處理。越容易進(jìn)行氣浮處理。13 . 22W3 . 22 . 13 . 121WWW2022-7-536疏水性顆粒疏水性顆粒氣泡氣泡親水性顆粒親水性顆粒b b 氣氣- -粒的親水粘附和疏水粘附粒的親水粘附和疏水粘附p 如圖如圖8-158-15所示，由于水中顆粒表面性質(zhì)的不同，所構(gòu)成的所示，由于水中顆粒表面性質(zhì)的不同，所構(gòu)成的氣氣- -固的粘附情況也不同。親水性顆粒潤濕接觸

34、角固的粘附情況也不同。親水性顆粒潤濕接觸角( ( ) )小，小，氣氣- -固兩相接觸面積小，結(jié)合不牢容易脫落，此為親水粘固兩相接觸面積小，結(jié)合不牢容易脫落，此為親水粘附。疏水性顆粒的潤濕接觸角附。疏水性顆粒的潤濕接觸角( ( ) )大，氣大，氣- -固結(jié)合牢固不易固結(jié)合牢固不易脫落，此為疏水粘附脫落，此為疏水粘附。圖圖8-15 8-15 親水性和疏水性顆粒的接觸角及與氣泡的作用示意圖親水性和疏水性顆粒的接觸角及與氣泡的作用示意圖12121323232323132022-7-537l 平衡狀態(tài)時，三相界面張力之間關(guān)系可用式平衡狀態(tài)時，三相界面張力之間關(guān)系可用式8-58-5表示表示l 代入式代入式

35、(8-4)(8-4)并加以整理可得：并加以整理可得：l 從式從式8-6可知，當(dāng)可知，當(dāng) 0 ，cos 1，則，則(1cos )0，這種物質(zhì)，這種物質(zhì)不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng) 180 ,cos 1，則，則(1cos )2，這種物質(zhì)易于與氣泡粘附，宜于用氣浮法去除。，這種物質(zhì)易于與氣泡粘附，宜于用氣浮法去除。l 當(dāng)接觸角當(dāng)接觸角 900(見圖見圖8-15)時，由式時，由式(8-5)可得：可得：l 即：即：l 上式表明，水中顆粒的潤濕接觸角上式表明，水中顆粒的潤濕接觸角( )是隨水的表面張力是隨水的表面張力( 1.2)的的不同而改變的；增大水的表面張力

36、不同而改變的；增大水的表面張力( 1.2)，可以使固體接觸角增，可以使固體接觸角增加，有利于氣加，有利于氣-固結(jié)合，反之，則有礙于氣固結(jié)合，反之，則有礙于氣-固結(jié)合。固結(jié)合。3 . 202 . 13 . 1180coscos12 . 1W3 . 13 . 22 . 1cos2 . 1133 . 2cos2022-7-5388.5.2化學(xué)藥劑對氣浮的影響化學(xué)藥劑對氣浮的影響p 同樣體積的空氣形成分散的小氣泡的表面積大于形成大氣同樣體積的空氣形成分散的小氣泡的表面積大于形成大氣泡的表面積，因此，形成分散的小氣泡會增加氣泡與顆粒泡的表面積，因此，形成分散的小氣泡會增加氣泡與顆粒的碰撞粘附的機會；的碰

37、撞粘附的機會；p 另外，由于大氣泡承受剪切力的能力比小氣泡弱，因此在另外，由于大氣泡承受剪切力的能力比小氣泡弱，因此在不穩(wěn)定的水力環(huán)境下小氣泡更加穩(wěn)定，因此形成小氣泡更不穩(wěn)定的水力環(huán)境下小氣泡更加穩(wěn)定，因此形成小氣泡更有利于氣浮。有利于氣浮。p 實踐證明，氣泡直徑在實踐證明，氣泡直徑在100 100 mm以下才能很好的與顆粒粘以下才能很好的與顆粒粘附。但是要在待處理的廢水中形成一定直徑和一定密度的附。但是要在待處理的廢水中形成一定直徑和一定密度的小氣泡需要一定的條件。小氣泡需要一定的條件。2022-7-539起泡劑起泡劑表面活性物質(zhì)亦稱表面活性物質(zhì)亦稱起泡劑。起泡劑。大多數(shù)起泡劑是由極性大多數(shù)

38、起泡劑是由極性- -非極性分子組成，其增強氣泡穩(wěn)非極性分子組成，其增強氣泡穩(wěn)定性的機理是通過極性定性的機理是通過極性- -非極性分子對氣泡壁的包裹，使非極性分子對氣泡壁的包裹，使氣泡壁增厚從而增大氣泡的抗剪切力的能力，并且由于表氣泡壁增厚從而增大氣泡的抗剪切力的能力，并且由于表面活性物質(zhì)具有一端是極性基而另一端是非極性基的結(jié)構(gòu)。面活性物質(zhì)具有一端是極性基而另一端是非極性基的結(jié)構(gòu)。當(dāng)表面活性物質(zhì)包裹在氣泡壁上時，由于水分子是強極性當(dāng)表面活性物質(zhì)包裹在氣泡壁上時，由于水分子是強極性分子，所以表面活性物質(zhì)的極性端伸入水中，而其非極性分子，所以表面活性物質(zhì)的極性端伸入水中，而其非極性端則伸向氣泡內(nèi)部，

39、因為表面活性物質(zhì)的極性端帶有同號端則伸向氣泡內(nèi)部，因為表面活性物質(zhì)的極性端帶有同號的電荷，根據(jù)同性相斥的原則，氣泡和氣泡之間由于存在的電荷，根據(jù)同性相斥的原則，氣泡和氣泡之間由于存在微弱的電斥力，可有效的抑制氣泡的合并作用，從而能有微弱的電斥力，可有效的抑制氣泡的合并作用，從而能有效的防止氣泡的合并與破滅，增強了泡沫穩(wěn)定性。效的防止氣泡的合并與破滅，增強了泡沫穩(wěn)定性。當(dāng)表面活性物質(zhì)不足時，為保證氣浮效果，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)藥當(dāng)表面活性物質(zhì)不足時，為保證氣浮效果，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)藥劑的投加，投加量應(yīng)根據(jù)試驗確定劑的投加，投加量應(yīng)根據(jù)試驗確定 2022-7-540破乳劑破乳劑 如果水中表面活性物質(zhì)過多，使氣泡或

40、顆粒（如油粒）由如果水中表面活性物質(zhì)過多，使氣泡或顆粒（如油粒）由于帶同號電荷而過于穩(wěn)定，也難于形成泡沫。于帶同號電荷而過于穩(wěn)定，也難于形成泡沫。 廢水中含有的親水性固體粉末，如粉砂、粘土等，其潤濕廢水中含有的親水性固體粉末，如粉砂、粘土等，其潤濕角在角在0 90 90 之間，因此這些親水性固體表面的一小部分之間，因此這些親水性固體表面的一小部分被油所粘附，大部分被水潤濕。被油所粘附，大部分被水潤濕。 油珠被這些固體粉末所包裹，也難于形成泡沫。油珠被這些固體粉末所包裹，也難于形成泡沫。 這種情況下需投加混凝劑（又稱破乳劑），給水中增加帶這種情況下需投加混凝劑（又稱破乳劑），給水中增加帶有相反電

41、荷的膠體，以壓縮雙電層，消除電荷的相斥作用，有相反電荷的膠體，以壓縮雙電層，消除電荷的相斥作用，使顆粒能夠與氣泡粘附。使顆粒能夠與氣泡粘附。2022-7-541第第8 8章章 氣浮氣浮8.4 8.4 氣浮池氣浮池 .1平流式氣浮池平流式氣浮池 .2豎流式氣浮池豎流式氣浮池 .3附屬設(shè)備附屬設(shè)備8.5 8.5 氣浮法的基本原理氣浮法的基本原理 .1顆粒與微氣泡的粘顆粒與微氣泡的粘附附 .2化學(xué)藥劑對氣浮的化學(xué)藥劑對氣浮的影響影響8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用8.1 8.1 電解氣浮法

42、電解氣浮法 .1平流式電解氣浮平流式電解氣浮裝置裝置 .2豎流式電解氣浮豎流式電解氣浮裝置裝置8.2 散氣氣浮法散氣氣浮法 .1微孔曝氣氣浮法微孔曝氣氣浮法 .2剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法8.3 溶氣氣浮法溶氣氣浮法 .1真空溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法 .2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法2022-7-542 壓力溶氣氣浮壓力溶氣氣浮和和渦凹?xì)飧u凹?xì)飧≡趶U水處理中已得到廣泛應(yīng)用。在廢水處理中已得到廣泛應(yīng)用。 1 1壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用 2 2壓力溶氣

43、氣浮法在強化一級處理中的應(yīng)用壓力溶氣氣浮法在強化一級處理中的應(yīng)用 3 3渦凹?xì)飧》ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用渦凹?xì)飧》ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用8.6 8.6 氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用2022-7-5431 1壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用n 某廠經(jīng)平流式隔油池處理后的含油廢水量為某廠經(jīng)平流式隔油池處理后的含油廢水量為250m3h，主要污染物含量：石油類主要污染物含量：石油類80 mg/L、硫化物、硫化物5.45mg/L、揮、揮發(fā)酚發(fā)酚21.9mg/L、COD 400mg/L、pH值值7.9，廢水處理采用，廢水處理采用部分回流加壓溶氣氣浮流程。

44、部分回流加壓溶氣氣浮流程。n 含油廢水經(jīng)平流式隔油池處理后，在進(jìn)水管上加入含油廢水經(jīng)平流式隔油池處理后，在進(jìn)水管上加入20mg/L的聚合氯化鋁，攪拌混合后流入氣浮池。氣浮的的聚合氯化鋁，攪拌混合后流入氣浮池。氣浮的處理出水，部分送入生物處理構(gòu)筑物進(jìn)一步處理，部分用處理出水，部分送入生物處理構(gòu)筑物進(jìn)一步處理，部分用泵進(jìn)行加壓溶氣后送入溶氣罐，進(jìn)罐前加入泵進(jìn)行加壓溶氣后送入溶氣罐，進(jìn)罐前加入5的壓縮空的壓縮空氣在氣在0.3MPa壓力下使空氣溶于水中，然后在頂部減壓壓力下使空氣溶于水中，然后在頂部減壓后從釋放器進(jìn)入氣浮池。浮在池面的浮渣用刮渣機刮至排后從釋放器進(jìn)入氣浮池。浮在池面的浮渣用刮渣機刮至排

45、渣槽。渣槽。n 主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)和實際運行參數(shù)見表主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)和實際運行參數(shù)見表8-12022-7-544表表8-1 8-1 主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)和實際運行參數(shù)主要構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)和實際運行參數(shù)出水水質(zhì)：石油類出水水質(zhì)：石油類17mg/L17mg/L，硫化物，硫化物2.54mg/L2.54mg/L，揮發(fā)酚，揮發(fā)酚18.4mg/L18.4mg/L，COD250mg/LCOD250mg/L，pH7.5pH7.5。 設(shè)備設(shè)備設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)實際運行參數(shù)實際運行參數(shù)流速流速/(m/min)停留時停留時間間/ /min回流量回流量/%/%流速流速/(m/min)停留時停留時間間/min回流量

46、回流量/%氣浮池氣浮池溶氣罐溶氣罐0.550.5553533.23.21001000.210.211481489.69.680802022-7-5452壓力溶氣氣浮法在強化一級處理中的應(yīng)用壓力溶氣氣浮法在強化一級處理中的應(yīng)用處理城市污水的初沉池表面負(fù)荷通常為處理城市污水的初沉池表面負(fù)荷通常為2 m3/(m2h)左右，左右，能去除顆粒直徑為能去除顆粒直徑為50m左右，此時一般可以去除左右，此時一般可以去除50左左右的懸浮固體和右的懸浮固體和30左右的有機物。左右的有機物。在強化一級污水處理中，常采用的方法是投加絮凝劑，使在強化一級污水處理中，常采用的方法是投加絮凝劑，使膠體脫穩(wěn)，凝結(jié)成大顆粒后去

47、除。去除顆粒的直徑可降到膠體脫穩(wěn)，凝結(jié)成大顆粒后去除。去除顆粒的直徑可降到0.1m，去除效率得到顯著提高。，去除效率得到顯著提高。在一些國家（如挪威），強化一級處理的主要目的是加強在一些國家（如挪威），強化一級處理的主要目的是加強對磷的去除，此外對有機物、細(xì)菌、及微污染物也有較好對磷的去除，此外對有機物、細(xì)菌、及微污染物也有較好的去除效果。因此，用溶氣氣?。ǖ娜コЧＲ虼?，用溶氣氣浮（DAF）代替初次沉淀池）代替初次沉淀池進(jìn)行城市污水強化一級處理得到了廣泛的應(yīng)用。進(jìn)行城市污水強化一級處理得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)采用混凝當(dāng)采用混凝-氣浮工藝處理城市污水時，可采用如下設(shè)計氣浮工藝處理城市污水時，可采用如下設(shè)計參數(shù)：水力停留時間采用參數(shù)：水力停留時間采用2530min；絮凝池盡可能采用；絮凝池盡可能采用推流式，當(dāng)采用完全混合（攪