氣浮復(fù)習(xí)過程

氣浮親水性：如果顆粒易被水潤濕，則稱該顆粒為親水性的。

疏水性：如顆粒不易被水潤濕，則是疏水性的。

接觸角：在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時，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)稱為平衡接觸角，用表示?；靖拍钜?、氣浮原理1、界面張力和潤濕接觸角2、顆粒與氣泡的附著條件3、氣泡的穩(wěn)定性4、乳化現(xiàn)象與脫乳實現(xiàn)氣浮分離的過程的必要條件是使污染物能夠粘附在氣泡上。顯然，這是一個涉及氣、液、固三相介質(zhì)的問題。1、界面張力和潤濕接觸角1、界面張力和潤濕接觸角1、界面張力和潤濕接觸角結(jié)論：接觸角θ>90°疏水物質(zhì)，易于氣??；θ<90°親水物質(zhì)1、界面張力和潤濕接觸角由粒子的三相接觸角（θ）來衡量θ<90o，稱為親水性物質(zhì)；θ>90o，稱為疏水性物質(zhì)。θ愈大，疏水性愈強。由三相體系表面張力的平衡原理來看當(dāng)=0時，固體表面完全被潤濕；=180，則固體表面完全被氣體覆蓋；θ→90o，顆粒物質(zhì)附著氣體不牢。θθσLGσLGσGSσGSσLSσLS被水濕潤的面積被水濕潤的面積水氣泡顆粒顆粒液氣表面張力不同懸浮顆粒與水的潤濕情況θ愈大，疏水性愈強。粒子與水的接觸面積愈小。2、顆粒與氣泡的附著條件界面能W=σS（S-界面面積）(在恒溫恒壓下使體系增加單位表面積，外界必須對體系做功，增加單位表面積的最小功就等于σ，能量變化考慮)顆粒附著氣泡前：W1=σLG+σLS（假設(shè)S=1cm2)附著后單位附著面積上的界面能：W2=σGS界面能變化△W=W1-W2=σLG+σLS-σGS

據(jù)熱力學(xué)定律，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，附著后的總界面能小于附著前顆粒處于平衡時，水、氣、固三相界面張力應(yīng)是σLS＝σLGcos(180°-θ)-σGS代入上式，：得△W=σLG(1-COSθ）

液體固體氣泡2、顆粒與氣泡的附著條件得出結(jié)論：①當(dāng)顆粒完全被水濕潤時，θ→0,COSθ→1,△W→0,顆粒與氣泡不能粘附，不能用氣浮處理；②0°<θ<90°0<△W<σLG氣浮效果不夠好；③90°<θ<180°,△W>σLG氣浮效果較好，易氣?、堞取?80°,△W＝2σLG，最易氣浮。2、顆粒與氣泡的附著條件△W=σLG(1-COSθ）2、顆粒與氣泡的附著條件2、顆粒與氣泡的附著條件3、氣泡的穩(wěn)定性氣泡的穩(wěn)定性：潔凈氣泡本身具有自動降低表面自由能的傾向，即所謂氣泡合并導(dǎo)致表面張力大的潔凈水中的氣泡粒常常不能達(dá)到氣泡操作要求的極細(xì)分散度。表面活性物質(zhì)很少，則氣泡壁表面由于缺少兩親分子吸附層的包裹，泡壁變簿，氣泡浮升到水面以后，水分子很快蒸發(fā)，因而極易破滅，---在水面上得不到穩(wěn)定的氣浮泡沫層。解決的辦法：加入一定量的起泡劑；適量投加，加多了可能起泡好，但是氣—粒粘附不好，同樣影響處理效果。二、氣浮法處理對象石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離;工業(yè)廢水處理;污水中有用物質(zhì)的回收;取代二次沉淀池，特別是用于易產(chǎn)生活性污泥膨脹的情況;剩余活性污泥的濃縮。廢水：1、含油廢水的處理，主要去除乳化油2、造紙白水回收纖維3、毛紡廢水：含有羊毛脂，洗滌劑4、染色廢水：5、污泥濃縮：比一般重力濃縮效果好給水：除藻，與沉淀法比較：可同時去除多種污染物，污泥濃度高缺點：耗電，維修復(fù)雜三、工藝類型按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分微氣泡曝氣浮上法葉輪氣浮法

加壓溶氣浮上法真空浮上法電解浮上法分散空氣浮上法溶解空氣浮上法浮上法的類型電解氣浮法電解浮上法產(chǎn)生的氣泡小于其他方法產(chǎn)生的氣泡，故特別適用于脆弱絮狀懸浮物。電解浮上法的表面負(fù)荷通常低于4m3/(m2·h)。電解浮上法主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在10~20m3/h。由于電耗高、操作運行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問題，較難適用于大型生產(chǎn)。有豎流式和平流式裝置。電解氣浮法是用不溶性陽極和陰極，通以直流電，直接將廢水電解。陽極和陰極產(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，生成泡沫層，然后將泡沫刮除，實現(xiàn)分離去除污染物質(zhì)。特點:

產(chǎn)生的氣泡尺寸較小;

降低BOD、氧化、脫色和殺菌；

對廢水負(fù)荷變化有較強的適應(yīng)性；

生成污泥量少，占地少，不產(chǎn)生噪聲；應(yīng)用鋼鐵廢水中鐵粉的去除；含油廢水中油的去除；電解氣浮法豎流式電解氣浮池電解氣浮法的氣浮裝置平流式電解氣浮池豎流式電解氣浮池平流式電解氣浮池分散空氣浮上法用于礦物浮選，也用于含油脂、羊毛等污水的初級處理及含有大量表面活性劑的污水處理微氣泡曝氣氣浮法葉輪氣浮法壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細(xì)小氣泡將空氣引入到一個高速旋轉(zhuǎn)混合器或葉輪機(jī)的附近，通過高速旋轉(zhuǎn)混合器的高速剪切，將引入的空氣切割成細(xì)小氣泡分散空氣氣浮法

分散空氣氣浮法分散空氣氣浮法壓縮空氣微孔板分散成細(xì)小氣泡微孔曝氣浮上法葉輪氣浮法1-葉輪；2-固定蓋板；3-轉(zhuǎn)軸；4-軸套；5-軸承；6-進(jìn)氣管；7-進(jìn)水槽；8-出水槽；9-泡沫槽；10-刮沫板；11-整流板葉輪氣浮結(jié)構(gòu)示意圖分散空氣氣浮法空氣高速旋轉(zhuǎn)的混合器切割成細(xì)小氣泡分散空氣氣浮法從溶解空氣和析出條件來看加壓溶氣浮上法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備真空浮上法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放優(yōu)點：無壓力設(shè)備缺點：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運行維護(hù)困難溶氣氣浮法

溶氣氣浮法加壓溶氣浮上法的基本原理空氣在水中的溶解度與壓力的關(guān)系空氣在水中的溶解度的表示單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)加壓溶氣氣浮溶氣氣浮法空氣從水中析出的過程分兩個步驟，即氣泡的形成過程與氣泡的增長過程。氣泡核的形成過程起決定性作用，有了相當(dāng)數(shù)量的氣泡核，就可以控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個過程中形成數(shù)目眾多的氣泡核，溶解同樣空氣，如形成的氣泡核的數(shù)量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足浮上工藝的要求。

空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關(guān)。在一定范圍內(nèi)，溫度越低、壓力越大，其溶解度越大。一定溫度下，溶解度與壓力成正比。溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮—在常壓下析出—應(yīng)用最多加壓溶氣氣浮按溶氣水不同有全部進(jìn)水溶氣、部分進(jìn)水溶氣、部分處理水溶氣三種基本流程。部分進(jìn)水溶氣和處理水溶氣流程，用于加壓溶氣的水量只占總水量的30%—35%或10%—20%，溶氣壓力高、氣泡小、均勻、不破壞絮體關(guān)鍵設(shè)備：溶氣罐，操作壓力0.3-0.5MPa，水泵吸水管進(jìn)氣、出水射流吸氣或空壓機(jī)供氣。釋放器，釋放效果好，不易堵塞溶氣氣浮法全部進(jìn)水加壓式壓力溶氣氣浮工藝全溶氣流程：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)行固液分離；特點：電耗高、但氣浮池容積?。徊糠秩軞夥绞郊訅簹飧》鞒滩糠謴U水進(jìn)行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池。該流程比全溶氣。省電，另外因為部分廢水經(jīng)溶氣罐，所以溶氣罐的容積比較小。但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較小，因此，若想提供同樣的空氣量，必須加大溶氣罐的壓力?；亓骷訅簹飧》鞒虒⒉糠殖鏊M(jìn)行回流加壓，廢水直接進(jìn)入氣浮池。該法使用于含懸浮物濃度高的廢水的固液分離，但氣浮池的容積較前兩者大。壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成壓力溶氣系統(tǒng)氣浮池

空氣釋放系統(tǒng)壓力溶氣罐溶氣釋放裝置加壓水泵附屬設(shè)備溶氣水管路空氣供給設(shè)備加壓溶氣氣浮工藝的主要設(shè)備壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備

加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備壓力溶氣罐的作用是使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣的溶解。溶氣罐的形式有多種，如下圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高。因裝有填料可加劇紊動程度，提高液相的分散程度，不斷更新液相與氣相的界面，從而提高了溶氣效率。填料有各種形式，研究表明，階梯環(huán)的溶氣效率最高，可達(dá)90%以上，拉西環(huán)次之，波紋片卷最低，這是由于填料的幾何特征不同造成的。壓力溶氣罐壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐

影響填料溶氣罐效率的主要因素為：填料特性填料層高度罐內(nèi)液位高布水方式溫度

填料溶氣罐的主要工藝參數(shù)為：過流密度：2500~5000m3/(m2·d)填料層高度：0.8~1.3m液位的控制高：0.6~1.0m（從罐底計）溶氣罐承壓能力：>0.6MPa壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐設(shè)計壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐設(shè)計壓力溶氣系統(tǒng)——溶氣罐設(shè)計壓力溶氣系統(tǒng)加壓水泵壓力溶氣罐空氣供給設(shè)備附屬設(shè)備水泵壓水管裝射流器挾氣式溶氣方式有三種水泵吸氣式在經(jīng)濟(jì)和安全方面都不理想，已很少使用空壓機(jī)供氣是較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點是能耗相對較低壓力管裝射流器進(jìn)行溶氣的優(yōu)點是不需另設(shè)空壓機(jī)，沒有空壓機(jī)帶來的油污染和噪聲水泵吸氣式空壓機(jī)供氣式空氣供給系統(tǒng)水泵吸氣式在經(jīng)濟(jì)和安全方面都不理想，已很少使用空氣供給系統(tǒng)壓力管裝射流器進(jìn)行溶氣的優(yōu)點是不需另設(shè)空壓機(jī)，沒有空壓機(jī)帶來的油污染和噪聲空氣供給系統(tǒng)空壓機(jī)供氣是較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點是能耗相對較低空氣釋放系統(tǒng)

空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。溶氣釋放裝置的功能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放噴嘴、釋放器等。

空氣釋放系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)TS型溶氣釋放器

·>0.15Mpa，釋放溶氣量的99%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)20～40um空氣釋放系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)

氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便。缺點是分離部分的容積利用率不高等。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗表明，當(dāng)處理水量大于150~200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時，宜采用豎流式氣浮池。氣浮池

豎流式氣浮池平流式氣浮池氣浮系統(tǒng)工作原理1–2bar壓縮空氣1–2bar壓縮空氣氣浮池的構(gòu)造及類型氣浮池的基本構(gòu)造氣浮池的刮渣裝置氣浮池的構(gòu)造及類型氣浮池類型氣浮池的構(gòu)造及類型平流式氣浮池最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便。缺點是分離部分的容積利用率不高等。氣浮池的構(gòu)造及類型氣浮池類型豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗表明，當(dāng)處理水量大于150~200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時，宜采用豎流式氣浮池。氣浮池的構(gòu)造及類型廢水從池下部進(jìn)入氣浮接觸區(qū)，保證氣泡與廢水有一定的接觸時間，廢水經(jīng)隔板進(jìn)入氣浮分離區(qū)進(jìn)行分離后，從池底集水管排出。浮在水面上的浮渣用刮渣設(shè)備刮入集渣槽后排出。優(yōu)點是池身淺，造價低廉，構(gòu)造簡單，管理方便。缺點是分離區(qū)容積利用率不高。氣浮池的構(gòu)造及類型1-溶氣水管；2-減壓釋放器；3-原水管；4-接觸區(qū)；5-分離區(qū)；6-集水器；7-刮渣機(jī)；8-水位調(diào)節(jié)器；9-排渣器豎流式氣浮池這種形式的氣浮池的優(yōu)點是接觸區(qū)在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件比平流式好。缺點是構(gòu)造復(fù)雜。氣浮池的構(gòu)造及類型氣浮池類型反應(yīng)——氣浮池平流式氣浮池（反應(yīng)——氣?。┓磻?yīng)——氣浮——沉淀池氣浮池的構(gòu)造及類型組合一體化氣浮池（反應(yīng)——氣浮——沉淀）氣浮池的構(gòu)造及類型反應(yīng)——氣浮——過濾池組合一體化氣浮池反應(yīng)——氣浮——過濾2.無試驗資料時，可根據(jù)氣固比（A/S）進(jìn)行估算式中：A/S——氣固比,g(釋放的氣體)/g(懸浮固體)，0.005~0.060，一般為0.005~0.006，當(dāng)懸浮固體濃度較高時取上限，如剩余污泥氣浮濃縮時，氣固比采用0.03~0.04；1.3——1mL空氣的質(zhì)量，mg；

ca——某一溫度下的空氣溶解度；

f——壓力為p時，水中的空氣溶解系數(shù)，0.5~0.8（通常0.5）；

p0——表壓，kPa；qvR——加壓水回流量，m3/h；

qv——設(shè)計水量，m3/h；ρsi——入流廢水的懸浮固體濃度,mg/L。壓力溶氣浮上法的設(shè)計計算——氣浮所需空氣量1.有試驗資料時式中：qv——氣浮池設(shè)計水量，m3/h；

R′——