水污染控制工程課件教學(xué)

第8章氣浮AirFlotation11/4/20221第8章11/2/20221概述氣浮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，并隨氣泡一起上浮到水的表面而形成三相泡沫層，然后分離泡沫與水而實(shí)現(xiàn)去除污染物的過程。要實(shí)現(xiàn)氣浮的過程必須具備以下條件：

①必須向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡理想尺寸為15～30

m；

②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?。?/p>

③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(固體或液滴)附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。11/4/20222概述氣浮是將空氣以某種方式分散到廢水中，形成大量微小氣泡，使在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于:

①分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油；

②回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；

③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；

④濃縮剩余活性污泥；⑤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)。概述11/4/20223在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于:概述11/2/20223按照生成氣泡方式的不同：

氣浮法電解氣浮法散氣氣浮法溶氣氣浮法11/4/20224按照生成氣泡方式的不同：氣浮法電解氣浮法散氣氣浮法溶氣氣浮第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/20225第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.1電解氣浮法電解氣浮法是運(yùn)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上浮，以去除廢水中污染物的一種方法電解氣浮法除用于固液分離外，還具有氧化、殺菌、降低BOD等作用電解氣浮裝置可分為平流式和豎流式兩種11/4/202268.1電解氣浮法電解氣浮法是運(yùn)用電化學(xué)方法，使設(shè)置在廢水中的8.1.1平流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣圖8-1平流式電解氣浮裝置入流室整流柵

排渣閥水位調(diào)節(jié)器浮渣室排泥口

電極組接觸區(qū)分離室刮渣機(jī)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

11/4/202278.1.1平流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣圖8-1平流式電解8.1.2豎流式電解氣浮裝置

圖8-2豎流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣集水孔

排泥管

出水管水位調(diào)節(jié)器分離室整流區(qū)出流孔刮渣機(jī)浮渣室排泥閥電極組整流柵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8-2所示11/4/202288.1.2豎流式電解氣浮裝置

圖8-2豎流式電解氣浮裝置進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

①去除污染物范圍廣；

②泥渣量少；

③工藝簡(jiǎn)便；

④設(shè)備簡(jiǎn)單等。缺點(diǎn)

①電耗較大；

②電極清理更換不方便；多用于去除細(xì)小分散的懸浮固體或乳化油電解氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)11/4/20229優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電解氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)11/2/20229第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202210第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.2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。

微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法

散氣氣浮法11/4/2022118.2散氣氣浮法散氣氣浮法是一種直接向水中充入氣體，利用8.2.1微孔曝氣氣浮法微孔陶瓷擴(kuò)散板

排渣口

分離區(qū)

圖8-3擴(kuò)散板曝氣氣浮浮渣出水進(jìn)水進(jìn)氣微孔曝氣氣浮法是使壓縮氣體通過微孔散氣裝置，利用壓縮氣體的爆破力和微孔的剪切力使氣體在水中分裂成微氣泡分布于水中的一種氣浮法。在實(shí)踐應(yīng)用中主要是擴(kuò)散板曝氣氣浮法，其氣浮裝置如圖8-3所示 此方法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，但其散氣裝置中的微孔容易堵塞，產(chǎn)生的氣泡直徑較大且難于控制，氣浮效果不甚理想。11/4/2022128.2.1微孔曝氣氣浮法微孔陶瓷擴(kuò)散板排渣口分離區(qū)圖88.2.2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、分割、散布?xì)怏w的一種氣浮法。按照分割氣泡的方法，可分為

(a)射流氣浮法

(b)葉輪氣浮法(c)渦凹?xì)飧》ǖ?1/4/2022138.2.2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(a)射流氣浮法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的。射流氣浮池多為圓形豎流式。這類氣浮方法設(shè)備簡(jiǎn)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)水量體積分?jǐn)?shù)的l0%。圖8-4射流器的構(gòu)造吸入管

擴(kuò)散管喉管噴嘴11/4/202214(a)射流氣浮法圖8-4射流器的構(gòu)造吸入管擴(kuò)散管喉管噴嘴(b)葉輪氣浮法圖8-5葉輪氣浮示意圖圖8-6葉輪示意圖進(jìn)水出水出渣整流板

葉輪蓋板軸套轉(zhuǎn)軸軸承進(jìn)氣管導(dǎo)向板分離區(qū)軸套蓋板轉(zhuǎn)軸葉輪葉片導(dǎo)向板循環(huán)進(jìn)水孔11/4/202215(b)葉輪氣浮法圖8-5葉輪氣浮示意圖圖8-6葉輪示意圖(c)渦凹?xì)飧》▓D8-7渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖進(jìn)水出水進(jìn)氣孔渦凹曝氣機(jī)分離區(qū)渦輪接觸區(qū)刮泥機(jī)集渣槽回流管水位調(diào)節(jié)器11/4/202216(c)渦凹?xì)飧》▓D8-7渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖進(jìn)水出水進(jìn)氣孔渦第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202217第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.3溶氣氣浮法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(duì)廢水增加或減少壓力，使氣體在高壓力時(shí)溶入水中，在低壓力時(shí)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。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)生的氣泡粒徑小且均勻、氣泡量大、上升速度慢、對(duì)池?cái)噭?dòng)小、分布均勻，氣浮效果好，應(yīng)用最為廣泛。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,溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法11/4/2022188.3溶氣氣浮法溶氣氣浮法是利用氣體在水中的溶解度隨著壓力8.3.1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，從而使氣體在常壓下溶入廢水，在低壓析出并實(shí)現(xiàn)溶氣氣浮的過程。真空氣浮設(shè)備的構(gòu)造如圖8-8所示。圖8-8真空氣浮設(shè)備入流調(diào)節(jié)器

進(jìn)水出水出渣接真空系統(tǒng)曝氣器出渣室消氣井集渣槽分離區(qū)刮渣板環(huán)形出水槽刮泥板操作室（包括抽真空設(shè)備）11/4/2022198.3.1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8.3.2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實(shí)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。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。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(a)全部廢水溶氣氣浮(b)部分廢水溶氣氣浮(c)部分廢水回流溶氣氣浮11/4/2022208.3.2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實(shí)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

壓力表壓力溶氣罐溶氣釋放器(a)全部廢水溶氣氣浮圖8-9全部廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水水位調(diào)節(jié)器

浮渣室加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)排水區(qū)放氣閥11/4/202221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(b)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，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池

圖8-10部分廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水壓力表壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器

加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)放氣閥11/4/202222(b)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)(c)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，加壓后送入氣浮池，而廢水則直接送入氣浮池中

圖8-11部分回流溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水壓力表壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器

加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)放氣閥11/4/202223(c)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第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202224第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.4氣浮池目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為平流式氣浮池豎流式氣浮池氣浮池11/4/2022258.4氣浮池目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為平流式氣浮池8.4.1．平流式氣浮池平流式氣浮池的池體一般為矩形，池深一般為1.5～2.0m，不會(huì)超過2.5m，池深與池寬之比大于0.3。氣浮池的表面負(fù)荷通常取5～10m3/(m2·h)，總停留時(shí)間為30～40min。在平流式氣浮池中，為了防止進(jìn)水水流對(duì)池中上浮的氣泡產(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接觸區(qū)，后面的浮上部分則稱為分離區(qū)。11/4/2022268.4.1．平流式氣浮池平流式氣浮池的池體一般為矩形，池深一圖8-12平流式氣浮池溶氣水進(jìn)水出水傳動(dòng)鏈接觸區(qū)分離區(qū)刮渣板排泥口水位調(diào)節(jié)器集水槽出水管集渣槽11/4/202227圖8-12平流式氣浮池溶氣水進(jìn)水出水傳動(dòng)鏈接觸區(qū)分離區(qū)刮渣8.4.2豎流式氣浮池

豎流式氣浮池一般采用圓柱形池體，池高度一般為4～5m，直徑一般在9～10m以內(nèi)。采取中央進(jìn)水的方式，如圖8-13所示。豎流式氣浮池中一般采用行星式刮渣機(jī)，平流式氣浮池中一般采用橋式刮渣機(jī)。溶氣水排泥出水排渣接觸區(qū)減壓閥水位調(diào)節(jié)器刮渣機(jī)刮渣板分離區(qū)進(jìn)水圖8-13豎流式氣浮池11/4/2022288.4.2豎流式氣浮池

豎流式氣浮池一般采用圓柱形池體，池8.4.3附屬設(shè)備1）加壓泵

用來供給一定量的溶氣水2）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3）減壓閥

利用現(xiàn)成的截止閥4）專用釋放器

根據(jù)溶氣釋放規(guī)律專門制造

11/4/2022298.4.3附屬設(shè)備1）加壓泵11/2/202229第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202230第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.5氣浮法的基本原理以下從廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的機(jī)理和化學(xué)藥劑對(duì)氣浮工藝的影響機(jī)理兩個(gè)方面來闡明氣浮法的基本原理。8.5.1顆粒與微氣泡的粘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(rùn)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。a．界面張力、接觸角和體系界面自由能b．氣-粒的親水粘附和疏水粘附11/4/2022318.5氣浮法的基本原理以下從廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的a．界面張力、接觸角和體系界面自由能

在水、氣、固（雜質(zhì)顆粒或液滴）三相混合系中，不同相之間的界面上都因受力不均衡而存在界面張力()。氣泡與顆粒一旦接觸，由于界面張力的存在就會(huì)產(chǎn)生表面吸附作用。當(dāng)三相達(dá)到平衡時(shí)，三相間的吸附界面構(gòu)成的交界線稱為潤(rùn)濕周邊。為了便于討論，分別用1、2、3來表示水、氣、固三相。通過潤(rùn)濕周邊（即相界面交界線）作水-固界面張力作用線(1.3)和水-氣界面張力作用線(1.2)，兩作用線的夾角（包含液相的）為潤(rùn)濕接觸角(

)。

如圖8-14所示。廢水中具有不同表面性質(zhì)的顆粒，其潤(rùn)濕接觸角大小不同。通常將＞900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＜900的顆粒表面稱為親水表面，這種顆粒表面不易與氣泡粘附。11/4/202232a．界面張力、接觸角和體系界面自由能在水、氣、固（雜質(zhì)顆粒圖8-14潤(rùn)濕接觸角示意圖LSLGGS11/4/202233圖8-14潤(rùn)濕接觸角示意圖LSLGGS11/2/

從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由水、氣泡和顆粒三相構(gòu)成的混合液中，每?jī)上嘀g的界面上都存在著體系界面自由能(W)。體系界面自由能(W)有降低到最小的趨勢(shì)，使分散相總表面積減小。

如果界面能用W表示，則有：

式中，S是界面面積，m2；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N/m。顆粒與氣泡粘附前，顆粒和氣泡單位面積(S＝1)的界面能，分別為固-液界面與氣-液界面能之和，及1.3×1及1.2×1，這時(shí)單位面積上的界面能之和為：11/4/202234從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由水、氣泡和顆粒三相構(gòu)成的混合液中當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣-液界面和固-液界面小時(shí)，形成了新的固-氣界面，此時(shí)粘附面上單位面積的界面能為：因此，界面能的減少值W為：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W值越大，界面的氣浮活性越高，越容易進(jìn)行氣浮處理。11/4/202235當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣-液界面和固-液界面小時(shí)，形成了新疏水性顆粒氣泡親水性顆粒b氣-粒的親水粘附和疏水粘附如圖8-15所示，由于水中顆粒表面性質(zhì)的不同，所構(gòu)成的氣-固的粘附情況也不同。親水性顆粒潤(rùn)濕接觸角(

)小，氣-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(rùn)濕接觸角(

)大，氣-固結(jié)合牢固不易脫落，此為疏水粘附。圖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σ12σ12σ13σ23θθσ23σ13θ11/4/202236疏水性顆粒氣泡親水性顆粒b氣-粒的親水粘附和疏水粘附如圖8平衡狀態(tài)時(shí)，三相界面張力之間關(guān)系可用式8-5表示代入式(8-4)并加以整理可得：從式8-6可知，當(dāng)0，cos1，則(1－cos)0，這種物質(zhì)不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)180,cos－1，則(1－cos)2，這種物質(zhì)易于與氣泡粘附，宜于用氣浮法去除。當(dāng)接觸角＜900(見圖8-15)時(shí)，由式(8-5)可得：即：上式表明，水中顆粒的潤(rùn)濕接觸角()是隨水的表面張力(1.2)的不同而改變的；增大水的表面張力(1.2)，可以使固體接觸角增加，有利于氣-固結(jié)合，反之，則有礙于氣-固結(jié)合。11/4/202237平衡狀態(tài)時(shí)，三相界面張力之間關(guān)系可用式8-5表示11/2/28.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響

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(huì)增加氣泡與顆粒的碰撞粘附的機(jī)會(huì)；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，因此形成小氣泡更有利于氣浮。實(shí)踐證明，氣泡直徑在100m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小氣泡需要一定的條件。11/4/2022388.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響

同樣體積的空氣形成分散的小氣起泡劑表面活性物質(zhì)亦稱起泡劑。大多數(shù)起泡劑是由極性-非極性分子組成，其增強(qiáng)氣泡穩(wěn)定性的機(jī)理是通過極性-非極性分子對(duì)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(shí)，由于水分子是強(qiáng)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，因?yàn)楸砻婊钚晕镔|(zhì)的極性端帶有同號(hào)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，從而能有效的防止氣泡的合并與破滅，增強(qiáng)了泡沫穩(wěn)定性。當(dāng)表面活性物質(zhì)不足時(shí)，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(yàn)確定11/4/202239起泡劑表面活性物質(zhì)亦稱起泡劑。11/2/202239破乳劑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(hào)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(rùn)濕角在0

～90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(rùn)濕。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。11/4/202240破乳劑如果水中表面活性物質(zhì)過多，使氣泡或顆粒（如油粒）由于帶第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202241第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/20壓力溶氣氣浮和渦凹?xì)飧≡趶U水處理中已得到廣泛應(yīng)用。1．壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用2．壓力溶氣氣浮法在強(qiáng)化一級(jí)處理中的應(yīng)用3．渦凹?xì)飧》ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用11/4/202242壓力溶氣氣浮和渦凹?xì)飧≡趶U水處理中已得到廣泛應(yīng)用。8.6氣1．壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用某廠經(jīng)平流式隔油池處理后的含油廢水量為250m3／h，主要污染物含量：石油類80mg/L、硫化物5.45mg/L、揮發(fā)酚21.9mg/L、COD400mg/L、pH值7.9，廢水處理采用部分回流加壓溶氣氣浮流程。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5％的壓縮空氣．在0.3MPa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(jī)刮至排渣槽。主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)見表8-111/4/2022431．壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用某廠經(jīng)平流式隔油池處表8-1主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)出水水質(zhì)：石油類17mg/L，硫化物2.54mg/L，揮發(fā)酚18.4mg/L，COD250mg/L，pH7.5。設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)流速/(m/min)停留時(shí)間/min回流量/%流速/(m/min)停留時(shí)間/min回流量/%氣浮池溶氣罐0.55－533.2100－0.21－1489.680－11/4/202244表8-1主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)出水水質(zhì)：石油2．壓力溶氣氣浮法在強(qiáng)化一級(jí)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2m3/(m2·h)左右，能去除顆粒直徑為50μm左右，此時(shí)一般可以去除50％左右的懸浮固體和30％左右的有機(jī)物。在強(qiáng)化一級(jí)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)成大顆粒后去除。去除顆粒的直徑可降到0.1μm，去除效率得到顯著提高。在一些國(guó)家（如挪威），強(qiáng)化一級(jí)處理的主要目的是加強(qiáng)對(duì)磷的去除，此外對(duì)有機(jī)物、細(xì)菌、及微污染物也有較好的去除效果。因此，用溶氣氣?。―AF）代替初次沉淀池進(jìn)行城市污水強(qiáng)化一級(jí)處理得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)采用混凝-氣浮工藝處理城市污水時(shí)，可采用如下設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間采用25～30min；絮凝池盡可能采用推流式，當(dāng)采用完全混合（攪拌）式時(shí)，混合池至少應(yīng)分為兩格，G值采用60～80s-1；氣浮池設(shè)計(jì)水力負(fù)荷為5～6m3/(m2·h)，最高可高達(dá)10m3/(m2·h)，當(dāng)水量變化小時(shí)，推薦采用8m3/(m2·h)；溶氣壓力為0.5MPa時(shí)，回流比采用10％～20％。11/4/2022452．壓力溶氣氣浮法在強(qiáng)化一級(jí)處理中的應(yīng)用11/2/20224表8-2混凝-氣浮工藝強(qiáng)化一級(jí)處理的城市污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)（括號(hào)內(nèi)為最大值）序號(hào)表面負(fù)荷m3/(m2·h)TPCOD進(jìn)水/(mg/L)出水/(mg/L)去除率/％進(jìn)水/(mg/L)出水/(mg/L)去除率/％11.9（4.0）5.9（9.3）0.12（0.42）98.0337(710)62（120）81.624.2（8.7）4.6（7.3）0.21（0.59）95.4109(190）8.9（15.3）91.831.9（6.9）4.4（7.6）0.19（0.34）97.7343(643）97（151）71.744.6（7.3）4.6（7.3）0.38（1.63）91.793(180）28（58）69.954.4（6.6）1.9（2.7）0.06（0.07）96.8119(167)30（30）74.811/4/202246表8-2混凝-氣浮工藝強(qiáng)化一級(jí)處理的城市污水處理廠運(yùn)行數(shù)用三氯化鐵作為混凝劑時(shí)，投加量為15～25mg/L。在某些情況下也可采用其它聚合物，投加量取決于原水水質(zhì)。強(qiáng)化一級(jí)污水處理廠采用溶氣氣浮工藝進(jìn)行固液分離的運(yùn)行效果相當(dāng)于或好于用沉淀池進(jìn)行固液分離的運(yùn)行效果。3．渦凹?xì)飧》ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)已應(yīng)用于很多行業(yè)的廢水處理，特別是廣泛應(yīng)用于含油廢水和造紙廢水處理中，取得了較好的效果，表8-3為CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)在部分行業(yè)廢水處理的運(yùn)行效果。表8-3CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)在部分行業(yè)廢水處理的運(yùn)行效果11/4/202247用三氯化鐵作為混凝劑時(shí)，投加量為15～25mg/L。在某些情廢水類型流量/(m3/h)進(jìn)水/(mg/L)出水/(mg/L)去除率/%BODCODSS油BODCODSS油BODCODSS油造紙廢水（白紙）100－63254366－－2875100－－54.597－造紙廢水（牛皮紙）150－92001760－－510092－－44.594.7－乳品廢水150－444006410250－480033455－89.194.778肉類加工廢水1001440－3880826810－2902543.8－92.596.9煉油廢水100－－50000－－65－99.8重工業(yè)洗劑廢水25－－59503995－－7728－98.799.3雞肉加工廢水50510－395－120－3676.5－90.8食品加工廢水163540－1080059000232－31860857－9799魚肉加工廢水582600－25007651100－1902957.6－92.496.7精煉脫鹽廢水50－－3320350－－116－－99.698.3含油廢水5－883.840.7－546.34.7－32.62－87.011/4/202248廢水類型流量進(jìn)水/(mg/L)出水/(mg/L)去除率/%B第8章氣浮AirFlotation11/4/202249第8章11/2/20221概述氣浮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，并隨氣泡一起上浮到水的表面而形成三相泡沫層，然后分離泡沫與水而實(shí)現(xiàn)去除污染物的過程。要實(shí)現(xiàn)氣浮的過程必須具備以下條件：

①必須向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡理想尺寸為15～30

m；

②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??；

③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(固體或液滴)附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。11/4/202250概述氣浮是將空氣以某種方式分散到廢水中，形成大量微小氣泡，使在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于:

①分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油；

②回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；

③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；

④濃縮剩余活性污泥；⑤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)。概述11/4/202251在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于:概述11/2/20223按照生成氣泡方式的不同：

氣浮法電解氣浮法散氣氣浮法溶氣氣浮法11/4/202252按照生成氣泡方式的不同：氣浮法電解氣浮法散氣氣浮法溶氣氣浮第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202253第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.1電解氣浮法電解氣浮法是運(yùn)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上浮，以去除廢水中污染物的一種方法電解氣浮法除用于固液分離外，還具有氧化、殺菌、降低BOD等作用電解氣浮裝置可分為平流式和豎流式兩種11/4/2022548.1電解氣浮法電解氣浮法是運(yùn)用電化學(xué)方法，使設(shè)置在廢水中的8.1.1平流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣圖8-1平流式電解氣浮裝置入流室整流柵

排渣閥水位調(diào)節(jié)器浮渣室排泥口

電極組接觸區(qū)分離室刮渣機(jī)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

11/4/2022558.1.1平流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣圖8-1平流式電解8.1.2豎流式電解氣浮裝置

圖8-2豎流式電解氣浮裝置進(jìn)水出水排浮渣集水孔

排泥管

出水管水位調(diào)節(jié)器分離室整流區(qū)出流孔刮渣機(jī)浮渣室排泥閥電極組整流柵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8-2所示11/4/2022568.1.2豎流式電解氣浮裝置

圖8-2豎流式電解氣浮裝置進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

①去除污染物范圍廣；

②泥渣量少；

③工藝簡(jiǎn)便；

④設(shè)備簡(jiǎn)單等。缺點(diǎn)

①電耗較大；

②電極清理更換不方便；多用于去除細(xì)小分散的懸浮固體或乳化油電解氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)11/4/202257優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電解氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)11/2/20229第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202258第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.2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。

微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法

散氣氣浮法11/4/2022598.2散氣氣浮法散氣氣浮法是一種直接向水中充入氣體，利用8.2.1微孔曝氣氣浮法微孔陶瓷擴(kuò)散板

排渣口

分離區(qū)

圖8-3擴(kuò)散板曝氣氣浮浮渣出水進(jìn)水進(jìn)氣微孔曝氣氣浮法是使壓縮氣體通過微孔散氣裝置，利用壓縮氣體的爆破力和微孔的剪切力使氣體在水中分裂成微氣泡分布于水中的一種氣浮法。在實(shí)踐應(yīng)用中主要是擴(kuò)散板曝氣氣浮法，其氣浮裝置如圖8-3所示 此方法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，但其散氣裝置中的微孔容易堵塞，產(chǎn)生的氣泡直徑較大且難于控制，氣浮效果不甚理想。11/4/2022608.2.1微孔曝氣氣浮法微孔陶瓷擴(kuò)散板排渣口分離區(qū)圖88.2.2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、分割、散布?xì)怏w的一種氣浮法。按照分割氣泡的方法，可分為

(a)射流氣浮法

(b)葉輪氣浮法(c)渦凹?xì)飧》ǖ?1/4/2022618.2.2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(a)射流氣浮法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的。射流氣浮池多為圓形豎流式。這類氣浮方法設(shè)備簡(jiǎn)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)水量體積分?jǐn)?shù)的l0%。圖8-4射流器的構(gòu)造吸入管

擴(kuò)散管喉管噴嘴11/4/202262(a)射流氣浮法圖8-4射流器的構(gòu)造吸入管擴(kuò)散管喉管噴嘴(b)葉輪氣浮法圖8-5葉輪氣浮示意圖圖8-6葉輪示意圖進(jìn)水出水出渣整流板

葉輪蓋板軸套轉(zhuǎn)軸軸承進(jìn)氣管導(dǎo)向板分離區(qū)軸套蓋板轉(zhuǎn)軸葉輪葉片導(dǎo)向板循環(huán)進(jìn)水孔11/4/202263(b)葉輪氣浮法圖8-5葉輪氣浮示意圖圖8-6葉輪示意圖(c)渦凹?xì)飧》▓D8-7渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖進(jìn)水出水進(jìn)氣孔渦凹曝氣機(jī)分離區(qū)渦輪接觸區(qū)刮泥機(jī)集渣槽回流管水位調(diào)節(jié)器11/4/202264(c)渦凹?xì)飧》▓D8-7渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)示意圖進(jìn)水出水進(jìn)氣孔渦第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202265第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.3溶氣氣浮法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(duì)廢水增加或減少壓力，使氣體在高壓力時(shí)溶入水中，在低壓力時(shí)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。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)生的氣泡粒徑小且均勻、氣泡量大、上升速度慢、對(duì)池?cái)噭?dòng)小、分布均勻，氣浮效果好，應(yīng)用最為廣泛。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,溶氣氣浮法真空溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法11/4/2022668.3溶氣氣浮法溶氣氣浮法是利用氣體在水中的溶解度隨著壓力8.3.1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，從而使氣體在常壓下溶入廢水，在低壓析出并實(shí)現(xiàn)溶氣氣浮的過程。真空氣浮設(shè)備的構(gòu)造如圖8-8所示。圖8-8真空氣浮設(shè)備入流調(diào)節(jié)器

進(jìn)水出水出渣接真空系統(tǒng)曝氣器出渣室消氣井集渣槽分離區(qū)刮渣板環(huán)形出水槽刮泥板操作室（包括抽真空設(shè)備）11/4/2022678.3.1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8.3.2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實(shí)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。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。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(a)全部廢水溶氣氣浮(b)部分廢水溶氣氣浮(c)部分廢水回流溶氣氣浮11/4/2022688.3.2加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法是通過產(chǎn)生正壓的方法實(shí)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

壓力表壓力溶氣罐溶氣釋放器(a)全部廢水溶氣氣浮圖8-9全部廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水水位調(diào)節(jié)器

浮渣室加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)排水區(qū)放氣閥11/4/202269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(b)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，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池

圖8-10部分廢水溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水壓力表壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器

加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)放氣閥11/4/202270(b)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)(c)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，加壓后送入氣浮池，而廢水則直接送入氣浮池中

圖8-11部分回流溶氣氣浮法工藝流程壓縮空氣進(jìn)水出水壓力表壓力溶氣罐水位調(diào)節(jié)器

加壓泵減壓閥刮渣機(jī)分離區(qū)放氣閥11/4/202271(c)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第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202272第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.4氣浮池目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為平流式氣浮池豎流式氣浮池氣浮池11/4/2022738.4氣浮池目前常用的氣浮池均為敞式水池，分為平流式氣浮池8.4.1．平流式氣浮池平流式氣浮池的池體一般為矩形，池深一般為1.5～2.0m，不會(huì)超過2.5m，池深與池寬之比大于0.3。氣浮池的表面負(fù)荷通常取5～10m3/(m2·h)，總停留時(shí)間為30～40min。在平流式氣浮池中，為了防止進(jìn)水水流對(duì)池中上浮的氣泡產(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接觸區(qū)，后面的浮上部分則稱為分離區(qū)。11/4/2022748.4.1．平流式氣浮池平流式氣浮池的池體一般為矩形，池深一圖8-12平流式氣浮池溶氣水進(jìn)水出水傳動(dòng)鏈接觸區(qū)分離區(qū)刮渣板排泥口水位調(diào)節(jié)器集水槽出水管集渣槽11/4/202275圖8-12平流式氣浮池溶氣水進(jìn)水出水傳動(dòng)鏈接觸區(qū)分離區(qū)刮渣8.4.2豎流式氣浮池

豎流式氣浮池一般采用圓柱形池體，池高度一般為4～5m，直徑一般在9～10m以內(nèi)。采取中央進(jìn)水的方式，如圖8-13所示。豎流式氣浮池中一般采用行星式刮渣機(jī)，平流式氣浮池中一般采用橋式刮渣機(jī)。溶氣水排泥出水排渣接觸區(qū)減壓閥水位調(diào)節(jié)器刮渣機(jī)刮渣板分離區(qū)進(jìn)水圖8-13豎流式氣浮池11/4/2022768.4.2豎流式氣浮池

豎流式氣浮池一般采用圓柱形池體，池8.4.3附屬設(shè)備1）加壓泵

用來供給一定量的溶氣水2）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3）減壓閥

利用現(xiàn)成的截止閥4）專用釋放器

根據(jù)溶氣釋放規(guī)律專門制造

11/4/2022778.4.3附屬設(shè)備1）加壓泵11/2/202229第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202278第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/208.5氣浮法的基本原理以下從廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的機(jī)理和化學(xué)藥劑對(duì)氣浮工藝的影響機(jī)理兩個(gè)方面來闡明氣浮法的基本原理。8.5.1顆粒與微氣泡的粘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(rùn)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。a．界面張力、接觸角和體系界面自由能b．氣-粒的親水粘附和疏水粘附11/4/2022798.5氣浮法的基本原理以下從廢水中雜質(zhì)顆粒與微氣泡相粘附的a．界面張力、接觸角和體系界面自由能

在水、氣、固（雜質(zhì)顆粒或液滴）三相混合系中，不同相之間的界面上都因受力不均衡而存在界面張力()。氣泡與顆粒一旦接觸，由于界面張力的存在就會(huì)產(chǎn)生表面吸附作用。當(dāng)三相達(dá)到平衡時(shí)，三相間的吸附界面構(gòu)成的交界線稱為潤(rùn)濕周邊。為了便于討論，分別用1、2、3來表示水、氣、固三相。通過潤(rùn)濕周邊（即相界面交界線）作水-固界面張力作用線(1.3)和水-氣界面張力作用線(1.2)，兩作用線的夾角（包含液相的）為潤(rùn)濕接觸角(

)。

如圖8-14所示。廢水中具有不同表面性質(zhì)的顆粒，其潤(rùn)濕接觸角大小不同。通常將＞900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＜900的顆粒表面稱為親水表面，這種顆粒表面不易與氣泡粘附。11/4/202280a．界面張力、接觸角和體系界面自由能在水、氣、固（雜質(zhì)顆粒圖8-14潤(rùn)濕接觸角示意圖LSLGGS11/4/202281圖8-14潤(rùn)濕接觸角示意圖LSLGGS11/2/

從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由水、氣泡和顆粒三相構(gòu)成的混合液中，每?jī)上嘀g的界面上都存在著體系界面自由能(W)。體系界面自由能(W)有降低到最小的趨勢(shì)，使分散相總表面積減小。

如果界面能用W表示，則有：

式中，S是界面面積，m2；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N/m。顆粒與氣泡粘附前，顆粒和氣泡單位面積(S＝1)的界面能，分別為固-液界面與氣-液界面能之和，及1.3×1及1.2×1，這時(shí)單位面積上的界面能之和為：11/4/202282從物理化學(xué)和熱力學(xué)可知，由水、氣泡和顆粒三相構(gòu)成的混合液中當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣-液界面和固-液界面小時(shí)，形成了新的固-氣界面，此時(shí)粘附面上單位面積的界面能為：因此，界面能的減少值W為：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W值越大，界面的氣浮活性越高，越容易進(jìn)行氣浮處理。11/4/202283當(dāng)顆粒與氣泡粘附后，由于氣-液界面和固-液界面小時(shí)，形成了新疏水性顆粒氣泡親水性顆粒b氣-粒的親水粘附和疏水粘附如圖8-15所示，由于水中顆粒表面性質(zhì)的不同，所構(gòu)成的氣-固的粘附情況也不同。親水性顆粒潤(rùn)濕接觸角(

)小，氣-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(rùn)濕接觸角(

)大，氣-固結(jié)合牢固不易脫落，此為疏水粘附。圖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σ12σ12σ13σ23θθσ23σ13θ11/4/202284疏水性顆粒氣泡親水性顆粒b氣-粒的親水粘附和疏水粘附如圖8平衡狀態(tài)時(shí)，三相界面張力之間關(guān)系可用式8-5表示代入式(8-4)并加以整理可得：從式8-6可知，當(dāng)0，cos1，則(1－cos)0，這種物質(zhì)不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)180,cos－1，則(1－cos)2，這種物質(zhì)易于與氣泡粘附，宜于用氣浮法去除。當(dāng)接觸角＜900(見圖8-15)時(shí)，由式(8-5)可得：即：上式表明，水中顆粒的潤(rùn)濕接觸角()是隨水的表面張力(1.2)的不同而改變的；增大水的表面張力(1.2)，可以使固體接觸角增加，有利于氣-固結(jié)合，反之，則有礙于氣-固結(jié)合。11/4/202285平衡狀態(tài)時(shí)，三相界面張力之間關(guān)系可用式8-5表示11/2/28.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響

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(huì)增加氣泡與顆粒的碰撞粘附的機(jī)會(huì)；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，因此形成小氣泡更有利于氣浮。實(shí)踐證明，氣泡直徑在100m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小氣泡需要一定的條件。11/4/2022868.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響

同樣體積的空氣形成分散的小氣起泡劑表面活性物質(zhì)亦稱起泡劑。大多數(shù)起泡劑是由極性-非極性分子組成，其增強(qiáng)氣泡穩(wěn)定性的機(jī)理是通過極性-非極性分子對(duì)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(shí)，由于水分子是強(qiáng)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，因?yàn)楸砻婊钚晕镔|(zhì)的極性端帶有同號(hào)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，從而能有效的防止氣泡的合并與破滅，增強(qiáng)了泡沫穩(wěn)定性。當(dāng)表面活性物質(zhì)不足時(shí)，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(yàn)確定11/4/202287起泡劑表面活性物質(zhì)亦稱起泡劑。11/2/202239破乳劑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(hào)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(rùn)濕角在0

～90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(rùn)濕。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。11/4/202288破乳劑如果水中表面活性物質(zhì)過多，使氣泡或顆粒（如油粒）由于帶第8章氣浮8.4氣浮池8.4.1平流式氣浮池8.4.2豎流式氣浮池8.4.3附屬設(shè)備8.5氣浮法的基本原理

8.5.1顆粒與微氣泡的粘附8.5.2化學(xué)藥劑對(duì)氣浮的影響8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用8.1電解氣浮法

8.1.1平流式電解氣浮裝置8.1.2豎流式電解氣浮裝置8.2散氣氣浮法8.2.1微孔曝氣氣浮法8.2.2剪切氣泡氣浮法8.3溶氣氣浮法8.3.1真空溶氣氣浮法

8.3.2加壓溶氣氣浮法11/4/202289第8章氣浮8.4氣浮池8.1電解氣浮法11/2/20壓力溶氣氣浮和渦凹?xì)飧≡趶U水處理中已得到廣泛應(yīng)用。1．壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用2．壓力溶氣氣浮法在強(qiáng)化一級(jí)處理中的應(yīng)用3．渦凹?xì)飧》ㄔ趶U水處理中的應(yīng)用8.6氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用11/4/202290壓力溶氣氣浮和渦凹?xì)飧≡趶U水處理中已得到廣泛應(yīng)用。8.6氣1．壓力溶氣氣浮法在含油廢水處理中的應(yīng)用某廠經(jīng)平流式隔油池處理后的含油廢水量為250m3／h，主要污染物含量：石油類80mg/L、硫化物5.45mg/L、揮發(fā)酚21.9mg/L、COD400mg/L、pH值7.9，廢水處理采用部分回流加壓溶氣氣浮流程。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5％的壓縮空氣．