污水處理技術(shù)5.6氣浮96課件

污水處理技術(shù)主講人：張傳軍5.6

氣浮氣浮原理一是必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡；二是必須使待分離的污染物形成不溶性的固態(tài)或液態(tài)懸浮體；三是必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附。向廢水中通入一定量的細(xì)微氣泡，細(xì)微氣泡與廢水中懸浮顆粒相粘附，形成"氣泡-顆粒"復(fù)合體，當(dāng)復(fù)合體的整體密度小于水的密度時(shí)，"氣泡-顆粒"復(fù)合體將浮至水面，這一過(guò)程稱(chēng)為氣浮。實(shí)現(xiàn)氣浮分離必須具備以下三個(gè)基本條件：

氣浮如果顆粒易被水潤(rùn)濕，說(shuō)明該顆粒容易被水包覆，那么該顆粒為親水性的，也就意味著不容易進(jìn)入氣相中，不容易被氣泡吸附。如顆粒不易被水潤(rùn)濕，說(shuō)明該類(lèi)顆粒不容易被水包覆，將預(yù)示著容易進(jìn)入氣相，容易被氣泡吸附，那么該類(lèi)顆粒是疏水性的。懸浮物與氣泡的附著條件氣浮顆粒的潤(rùn)濕性程度常用氣、液、固三相間互相接觸時(shí)所形成的平衡接觸角的大小來(lái)解釋。在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí)，在氣、液、固三相的交界點(diǎn)存在三種張力線：氣-液界面張力線、氣-固張力線和固-液張力線。懸浮物與氣泡的附著條件懸浮物與氣泡的附著條件

氣-液界面張力線和固-液界面張力線之間的夾角（包含液相的）稱(chēng)為平衡接觸角，用θ表示，如圖7-1所示。當(dāng)θ＞90°時(shí)（圖7-1（a）），稱(chēng)固體為疏水的。θ＜90°時(shí)，稱(chēng)固體為親水的，（7-1（b））

如果分別用σLG、σLS和σGS表示液-氣界面、液-固界面和氣-固界面的界面張力，則有:σLS+σLGcosθ=σGS懸浮物與氣泡的附著條件

當(dāng)氣泡與顆粒共存于水中時(shí)，顆粒是否能附著在氣泡上和附著的牢固程度，取決于附著前后界面能的變化。如果總能量降低，則能附著，且能量降低越多，附著越牢固；如果能量增加，則不能附著。根據(jù)三相之間的界面能公式，

ΔW=σLS+σLGcosθ-σLS-σLG=σLG(cosθ-1)

當(dāng)θ越小時(shí)，界面能降低的越小，顆粒與氣泡粘附的越不緊密，意味著越不利于采用氣浮；θ越大，界面能降低的越大，更容易采用氣浮。一般來(lái)講，當(dāng)θ＞90°時(shí)，易于采用氣浮。氣浮

氣浮法的凈水效果，只有在獲得直徑微小、密度大、均勻性好的大量細(xì)微氣泡的情況下，才能得到良好的氣浮效果。氣泡的要求(1)氣泡直徑氣泡直徑愈小，其分散度愈高，對(duì)水中懸浮粒子的粘附能力和粘附量也就愈大。

(2)氣泡密度：氣泡密度是指單位體積釋氣水中所合微氣泡的個(gè)數(shù)，它決定氣泡與懸浮粒子碰撞的機(jī)率。

(3)氣泡的均勻性：氣泡均勻性的含義，一是指最大氣泡與最小氣泡的直徑差；二是指小直徑氣泡占?xì)馀菘偭康谋壤?/p>

(4)氣泡穩(wěn)定時(shí)間：氣泡穩(wěn)定時(shí)間，是將溶氣水注入1000mL量筒，從滿(mǎn)刻度起到乳白色氣抱消失為止的歷時(shí)。優(yōu)良的釋放器釋放的氣抱穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)在4min以上。氣浮

氣浮過(guò)程包括氣泡的產(chǎn)生、氣泡與顆粒的附著及上浮分離等連續(xù)步驟。廢水處理中采用的氣浮法，按水中氣泡產(chǎn)生的方法可分為溶氣氣浮法、布?xì)鈿飧》ê碗娊鈿飧》ㄈ?lèi)。加壓溶氣氣浮溶氣氣浮的凈化效果較高，在廢水處理中，特別是對(duì)含油廢水的處理，得到了廣泛的應(yīng)用。溶氣氣浮法是使空氣在一定壓力下溶解于廢水中，并達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，然后再突然使廢水減到常壓，使溶解于水中的空氣以微小氣泡的形式從水中逸出以進(jìn)行氣浮過(guò)程的方法。加壓溶氣氣浮前者是空氣在加壓條件下溶于水中，而在常壓下析出；后者是空氣在常壓或加壓條件下溶于水中，而在負(fù)壓條件下析出。根據(jù)氣泡在水中析出時(shí)的所處壓力的不同，溶氣氣浮又可分為加壓溶氣氣浮和溶氣真空氣浮兩種類(lèi)型。加壓溶氣氣浮法在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛。煉油廠幾乎都采用這種方法來(lái)處理廢水中的乳化油、并獲得較好的處理效果。出水含油量可在10-25mg/L以下。加壓溶氣氣浮全部溶氣氣浮法全部廢水溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類(lèi)、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。加壓溶氣氣浮溶氣量大，增加了油粒或懸浮顆粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點(diǎn)是：部分溶氣氣浮法較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動(dòng)力消耗低；壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低；氣浮池的大小與全部溶氣法相同，但較部分回流溶氣法小。部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在池中與溶氣廢水混合。其特點(diǎn)為：部分回流溶氣氣浮法回流量一般為含油廢水的25％-

50％。其特點(diǎn)為：（a）加壓的水量少，動(dòng)力消耗省；（b）氣浮過(guò)程中不促進(jìn)乳化；（c）礬花形成好，后絮凝也少；（d）缺點(diǎn)是氣浮池的容積較前兩種流程大。部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后的出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來(lái)自絮凝池的含油廢水混合后氣浮，如圖加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備

泵前進(jìn)氣，這是由水泵壓水管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，廢水經(jīng)過(guò)水力噴射器時(shí)造成負(fù)壓，將空氣吸入與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送入溶氣罐。泵后進(jìn)氣，一般是在壓水管上通入壓縮空氣。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機(jī)供給空氣，為了保證良好的溶氣效果，溶氣罐的容積也比較大，一般需采用較復(fù)雜的填充式溶氣罐。進(jìn)氣方式加壓溶氣法有兩種進(jìn)氣方式，即泵前進(jìn)氣和泵后進(jìn)氣。氣浮溶氣罐的作用是在一定的壓力（一般0.2-0.6MPa）下，保證空氣能充分地溶于廢水中，并使水、氣良好混合。混合時(shí)間一般為1-3min，泵前進(jìn)氣混合時(shí)間可短些，泵后進(jìn)氣混合時(shí)間要長(zhǎng)些。溶氣罐的頂部設(shè)有排氣閥，定期將積存在頂部末溶解的空氣排掉。罐底設(shè)放空閥，清洗時(shí)放空溶氣罐。溶氣罐氣浮壓力溶氣水只有通過(guò)該裝置降壓消能后，才能釋放出大量的微細(xì)氣泡，釋放器性能的好壞，涉及到氣泡的微細(xì)度，它直接影響氣浮法凈水的效果。釋放器是溶氣氣浮凈水系統(tǒng)中關(guān)鍵裝置。壓力溶氣水只有通過(guò)該裝置降壓消能后，才能釋放出大量的微細(xì)氣泡，釋放器性能的好壞，涉及到氣泡的微細(xì)度，它直接影響氣浮法凈水的效果。釋放器/減壓閥氣浮氣浮池是氣浮過(guò)程的主要設(shè)備，它的作用是廢水中的空氣以微小氣泡形式逸出，氣泡在上升過(guò)程中吸附乳化油和細(xì)小懸浮顆粒，上浮至水面形