1、氣浮的基本原理第1頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四8.1 氣浮的基本原理 1、基本概念 利用高度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，從而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程稱為氣浮。 懸浮顆粒與氣泡粘附的原理 ：水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質(zhì)。顆粒表面易被水濕潤(rùn)，該顆粒屬親水性；如不易被水濕潤(rùn)，屬疏水性。親水性與疏水性可用氣、液、固三相接觸時(shí)形成的接觸角大小來解釋。在氣、液、固三相接觸時(shí)，固、液界面張力線和氣液張力線之間的夾角稱為濕潤(rùn)接觸角以表示。為了便于討論，氣、

2、液、固體顆粒三相分別用1，2，3表示。 第2頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 如圖所示。如90為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。在氣、液、固相接觸時(shí)，三個(gè)界面張力總是平衡的。以表示界面張力，有： 1.3=1.2cos(180)+ 2.3 (2-11-17) 式中：1.3水、固界面張力； 1.2液、氣界面張力； 2.3氣、固界面張力； 接觸角。 水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為W1=1.3十1.2，而粘附后則減為W2=2.3界面能減少的數(shù)值為： WW1W21.3十1.2一2.3 （21118) 將式(21117)代入式(21118)得； W1.2 (1-cos)

3、親水性和疏水性物質(zhì)的接觸，當(dāng)0，即顆粒完全被水濕潤(rùn)cosl，W0，顆粒不與氣泡粘附，就不宜用氣浮法處理。當(dāng) 180，顆粒完全不被水濕潤(rùn)，cos-1，W21.2，顆粒易于與氣泡粘附，宜于氣浮法處理。此外如1.2很小，W亦小，也不利于氣泡與顆粒的粘附。第3頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 親水性和疏水性物質(zhì)的接觸 第4頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 2投加化學(xué)藥劑對(duì)氣浮效果的促進(jìn)作用 (1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性 (2)利用混凝劑脫穩(wěn)以油的顆粒為例，表面活性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍了一層負(fù)電荷

4、，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了-電位，不僅阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。 (3)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì) 第5頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四8.2 氣浮的分類與特點(diǎn)根據(jù)氣泡產(chǎn)生的方式氣浮法分為：電解氣浮法；散氣氣浮法：擴(kuò)散板曝氣氣浮、葉輪氣浮。溶氣氣浮法：溶氣真空氣浮加壓溶氣氣?。喝軞饬鞒?、部分溶氣流程、回流加壓溶氣流程。第6頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四電解氣浮法8211工作原理 電解氣浮法是用不溶性陽(yáng)極和陰極，通以直流電，直接將廢水電解。陽(yáng)極和陰極產(chǎn)生氫氣和氧的微細(xì)氣泡，將廢水中的污染物顆?；蛳冉?jīng)混凝處理所形成的絮凝體粘附而上浮至水面，

5、生成泡沫層，然后將泡沫刮除，實(shí)現(xiàn)分離去除污染物質(zhì)。 在直流電作用下，正負(fù)兩極產(chǎn)生的氫和氧的微氣泡，將廢水中呈顆粒狀的污染物帶至水面以進(jìn)行固液分離。 第7頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四8.2.1.2.電解氣浮法的氣浮裝置 1、豎流式電解氣浮池（圖84） 第8頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四2、平流式電解氣浮池（圖85）平流式電解氣浮裝置的工藝設(shè)計(jì) 電流板塊數(shù) 式中：B電解池的寬度，mm l極板面與池壁的凈距，取100mm e極板凈距，mm；e=1520mm 極板厚度，mm；=610mm第9頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 第10

6、頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 電極作用表面積 （87）式中：Q廢水設(shè)計(jì)流量，m3/h。E比流量，A h/m3 i電極電流密度，A /m3 極板面積 （88） 極板高度 b = h1（氣浮分離室澄清層高度） 極板長(zhǎng)度 L= A/ b（m） 電極室長(zhǎng)度 L2 =L+2l（m） （89）第11頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 電極室總高度 H= h1+h2+h3 （810）式中：h1澄清層高度m，取1.01.5mh2浮渣層高度m，取0.40.5mh3保護(hù)高度m，取0.30.5m 電極室容積V1=BHL2（m3） 分離室容積V2=Qt，t氣浮分離時(shí)間，試

7、驗(yàn)定，一般為0.30.75h 電解氣浮池容積V=V1+V2（m3）第12頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四8.2.2 散氣氣浮法微孔曝氣氣浮法（圖86）第13頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四剪切氣泡氣浮法（1）葉輪氣浮設(shè)備構(gòu)造（圖87、8）第14頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 第15頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四2）葉輪氣浮池的設(shè)計(jì)總?cè)莘eW=Qt（m3）式中：Q處理廢水量，m3/min t 氣浮時(shí)間，為1620min 系數(shù)一般1.11.4 總面積式中：h氣浮池工作水深1.52m，而3m式中：H氣浮池中的靜

8、水壓力 氣水混合體的容重，0.67kg/L式中：壓力系數(shù)，等于0.20.3 U葉輪的圓周線速度1015m/s第16頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四每座氣浮池的表面積f（m2）采用正方形，邊長(zhǎng)L=6D（D葉輪直徑200400mm）所以：f=36D2氣浮池?cái)?shù)目 一個(gè)葉輪能吸入的水氣混合體量q為：式中：曝氣系數(shù)，試驗(yàn)確定，可取0.35 葉輪轉(zhuǎn)速 葉輪所需功率 式中：約等于0.20.3 第17頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 8.2.3 溶氣氣浮法 根據(jù)氣泡析出時(shí)所處壓力不同，溶氣氣浮法分為：溶氣真空氣?。嚎諝庠诔夯蚣訅合氯苋胨?，在負(fù)壓下析出。加壓溶氣氣

9、浮：空氣在加壓下溶入水中，在常壓下析出。 1、溶氣真空氣浮 廢氣在常壓下被曝氣，使其充分溶氣，然后在真空條件下，使廢水中溶氣析出，形成細(xì)微氣泡，粘附顆粒雜質(zhì)上浮于水面形成泡沫浮渣而除去。此法優(yōu)點(diǎn)是：氣泡形成、氣泡粘附于微粒以及絮凝體的上浮都處于穩(wěn)定環(huán)境，絮體很少被破壞。氣浮過程能耗小。其缺點(diǎn)是：容氣量小，布、不適于處理含懸浮物濃度高的廢水；氣浮在負(fù)壓下運(yùn)行，刮渣機(jī)等設(shè)備都要在密封氣浮池內(nèi)，所以氣浮池的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)運(yùn)行困難，故此法應(yīng)用較少 第18頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 2、加壓溶氣氣浮 （1）工作原理 在加壓條件下，使空氣溶于水，形成空氣過飽和狀態(tài)。然后減至常壓

10、，使空氣析出，以微小氣泡釋放于水中，實(shí)現(xiàn)氣浮，此法形成氣泡小，約20100m，處理效果好，應(yīng)用廣泛。 （2）加壓溶氣氣浮工藝流程 加壓溶氣氣浮可分為：全溶氣流程、部分溶氣流程、回流加壓溶氣流程。 全溶氣流程（圖89） 第19頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四部分溶氣流程（圖810）第20頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四回流加壓溶氣流程（圖811）第21頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 3、加壓溶氣氣浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）溶氣方式 水泵吸入管溶氣方式：水泵吸水管吸氣、水泵壓力管上的支管射流器吸氣 吸氣量 0.15Mpa，釋放溶氣量的9

11、9%TJ 型溶氣釋放器 在0.2Mpa以上低壓下工作，凈水效果良好TV型溶氣釋放器 氣泡微細(xì)2040um第25頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四（4）氣浮池 平流式氣浮池（圖817）第26頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 豎流式氣浮池（圖818）第27頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 反應(yīng)氣浮池（圖819） 反應(yīng)氣浮沉淀池（圖820）第28頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四 反應(yīng)氣浮過濾池（圖821）第29頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四（5）平流式矩形氣浮池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)： H有效=2.

12、02.5m； q=510m3/m2h； t停留=1020min； L/B=1：（11.5） U上升（接觸區(qū)下端）=20mm/s； U上升（接觸區(qū)上端）=510mm/s； t停留2min；隔板角度600，隔板直段高度300500mm 分離區(qū)U下=13mm/s（含溶氣水回流量）式中：rCs相當(dāng)于（815）式中的Sa 空氣在水中的溶解度（L/L）與空氣容重（mg/L）的乘積 r空氣容重，（mg/L） Cs空氣在水中的溶解度（mL/L，L/L） P溶氣壓力，絕對(duì)壓力； RQ壓力水回流量或加壓溶氣水量，m3/d f 回流加壓水空氣飽合度，一般為（5080）%第30頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)4分，星期四S=QSa（kg/d） （817）式中：Sa廢水中懸浮顆粒濃度，kg/m3。相當(dāng)于（815）式中的Co所以，氣固比所以： 一般可選用0.0050.006；則剩余污泥濃縮時(shí)，一般采用0.030.04 廢水中總固體量S=