不溶態(tài)污染物分離技術(shù)與設(shè)備

1.1格柵1.1.1格柵的作用格柵是一種最簡單的過濾設(shè)備，由一組或多組平行的金屬柵條制成的框架，斜置于廢水流經(jīng)的渠道中。格柵設(shè)于污水處理廠所有處理構(gòu)筑物之前，或設(shè)在泵站前，用于截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物，防止其后處理構(gòu)筑物的管道閥門或水泵堵塞。第1頁/共92頁1.1.2格柵的分類（1）按柵條凈間隙粗格柵（50—100mm）；中格柵（10—40mm）；細(xì)格柵（3—10mm）（2）按柵面形狀

平面格柵；曲面格柵（3）按清渣方式

人工清渣；機(jī)械清渣第2頁/共92頁第3頁/共92頁壓榨機(jī)第4頁/共92頁鏈條式機(jī)械格柵第5頁/共92頁1.1.4格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)

①格柵截留的柵渣量柵渣量與柵條間隙、廢水特征、廢水流量等因素有關(guān)。當(dāng)缺乏當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可按下列數(shù)據(jù)采用：格柵間隙16～25mm，柵渣量0.10～0.05m3柵渣/1000m3廢水；格柵間隙30～50mm，柵渣量0.01～0.03m3柵渣/1000m3廢水。柵渣的含水率一般為80%，容重約960kg/m3。柵渣的收集、裝卸設(shè)備，應(yīng)以其體積為考慮依據(jù)。廢水處理廠內(nèi)貯存柵渣的容器，至少為1天截留的柵渣量。第6頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)②水流通過格柵的水頭損失可通過計(jì)算確定，一般采用0.08～0.15m，柵后渠底比柵前相應(yīng)降低0.08～0.15m。柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用0.4～0.9m/s，廢水通過柵條間隙的流速可采用0.6～1.0m/s。第7頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)③格柵的傾角人工清除柵渣30～45°；機(jī)械清除柵渣60、75、90°。

第8頁/共92頁某公司平面格柵規(guī)格第9頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

①格柵設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容格柵形式選擇格柵尺寸計(jì)算：包括柵條的間隙數(shù)、柵條斷面形狀、柵槽寬度（格柵寬度）、柵后槽總高度、柵槽總長度。水力計(jì)算：通過格柵的水頭損失（設(shè)計(jì)水頭損失、計(jì)算水頭損失）。柵渣量計(jì)算清渣機(jī)的選用、格柵間、工作臺(tái)等。第10頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

②計(jì)算公式

第11頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

②計(jì)算公式

a）格柵槽的寬度B

式中B——格柵槽的寬度，ｍ

ｓ——柵條寬度，ｍ

ｎ——柵條間隙數(shù)量；

ｂ——柵條間隙，ｍ

Ｑmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s

α——格柵的傾角；

ｈ——柵前水深，m

ｖ——過柵流速，ｍ/s

第12頁/共92頁1.1.3格柵的設(shè)計(jì)與計(jì)算（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

②計(jì)算公式

b）通過格柵的水頭損失h1

式中h1：通過格柵的水頭損失，m；

h0：計(jì)算水頭損失，m

g：重力加速度，9.81m/s2k：系數(shù)，格柵受柵渣堵塞時(shí)，水頭損失增大的倍數(shù)，一般取k=3ξ：阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面形狀有關(guān)，可按表1選用。第13頁/共92頁表1格柵間隙的局部阻力系數(shù)ξc)柵后槽總高度ＨＨ＝h+h1+h2

（1-5）式中Ｈ：柵后槽總高度，m

h

：柵前水深，m

h2——柵前渠道超高，一般取0.3ｍ第14頁/共92頁d）柵槽總長度

式中L——柵槽總長度，ml1——格柵前部漸寬段的長度，m

l2——格柵后部漸縮段的長度，m

H1——柵前高度，m

α1——進(jìn)水渠漸寬段展開角度，一般取20°

B——格柵槽寬度，m

B1——進(jìn)水渠寬度，m第15頁/共92頁e）每日柵渣量W

式中W：每日柵渣量，m3/d

W1：柵渣量，m3柵渣/103m3廢水

K2：生活污水流量總變化系數(shù)，見下表2

表2生活污水流量總變化系數(shù)K2第16頁/共92頁③應(yīng)用舉例某城市最大設(shè)計(jì)污水流量，Qmax=0.2m3/s，K2=1.5，試設(shè)計(jì)格柵與柵槽。解：格柵計(jì)算草圖見圖1。設(shè)柵前水深h=0.4m，過柵流速取v=0.9m/s，采用中格柵，柵條寬度s=10mm，柵條間隙，b=20mm格柵安裝傾角=60°a）柵條的間隙數(shù)≈26第17頁/共92頁b）柵槽寬度。柵條寬度S為0.01m。

B=S(n-1）+bn=0.01（26-1）+0.02×26=0.8mc）進(jìn)出水渠漸寬部分長度。進(jìn)水渠寬度0.65m，漸寬部分展開角則進(jìn)水渠內(nèi)流速0.77m/s。

第18頁/共92頁

d）過格柵的水頭損失。采用格柵柵條斷面為矩形，取k=3，則第19頁/共92頁e）柵槽總長度f）柵后槽總高度取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2=0.7m，則

H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8（m）g）每日柵渣量取W1=0.07m3柵渣/1000m3廢水，可得采用機(jī)械清渣。第20頁/共92頁1.2沉砂池設(shè)備1.2.1沉砂池作用沉砂池的工作原理是以重力分離或離心分離為基礎(chǔ)，即通過控制進(jìn)入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相對(duì)密度大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。作用：去除廢水中比重較大的無機(jī)顆粒，如泥砂、煤渣等。一般設(shè)在泵站之后，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，縮小污泥處理構(gòu)筑物的容積，提高污泥有機(jī)組分的含量，提高污泥作為肥料的價(jià)值。一般城市污水處理廠設(shè)置，工業(yè)廢水視情況而定。第21頁/共92頁1.2沉砂池設(shè)備1.2.2沉砂池分類

平流式沉砂池

曝氣沉砂池多爾沉砂池鐘式沉砂池等。第22頁/共92頁

1.2.3沉砂池設(shè)計(jì)（1）平流式沉砂池平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成，見圖1-2。它具有截留無機(jī)顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、排沉砂較方便等優(yōu)點(diǎn)。圖1-2平流式沉砂池第23頁/共92頁①平流式沉砂池的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)平流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)按去除相對(duì)密度2.65，粒徑大于0.2mm的砂粒確定。主要參數(shù)有：

a)沉砂池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不得少于兩個(gè)，并按并聯(lián)設(shè)計(jì)。當(dāng)廢水量較小時(shí)，可考慮單格工作，一格備用；當(dāng)廢水流量大時(shí)，則兩格同時(shí)工作。

b)設(shè)計(jì)流量的確定：當(dāng)廢水以自流方式流入沉砂池時(shí)，應(yīng)按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；當(dāng)廢水用水泵抽送進(jìn)入池內(nèi)時(shí)，應(yīng)按工作水泵的最大可能組合流量計(jì)算；當(dāng)用于合流制處理系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。第24頁/共92頁c）流速：0.15m/s<v<0.3m/s。這樣的流速范圍，可基本保證無機(jī)顆粒沉降去除，而有機(jī)物不能下沉。d）HRT:>30s，一般為30～60s。e）有效水深:<1.2m，一般采用0.25～1.0m，每格池寬>0.6m，超高>0.3m。f）池底坡度一般為0.01～0.02，并可根據(jù)除砂設(shè)備要求，考慮池底的形狀。g）沉砂量:生活污水0.01～0.02L/d·人；城市廢水按沉砂30m3/106m3廢水計(jì),沉砂含水率約為60%;容重1500kg/m3，貯砂斗的容積按2日以內(nèi)的沉砂量考慮，斗壁與水平面傾角為55°～60°。第25頁/共92頁②平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算a）沉砂池水流部分的長度L,沉砂池兩閘板之間的長度即為水流部分長度.L=vt式中L——沉砂池水流部分的長度，mv——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速，m/s

ｔ——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，s第26頁/共92頁b)沉砂池過水?dāng)嗝婷娣eA

式中A——沉砂池過水?dāng)嗝婷娣e,m

Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m/sc)沉砂池總寬度B式中B——池總寬度，m

h2

——設(shè)計(jì)有效水深，m第27頁/共92頁d)沉砂斗所需容積V

式中V——沉砂斗所需容積，

ｔ——清除沉砂的時(shí)間間隔，d

X

——城市廢水的沉砂量，一般取廢水30m3沉砂/106m3廢水；

KZ——生活污水流量總變化系數(shù).1.2~1.3e)沉砂池總高度HH=h1+h2+h3

式中H——沉砂池總高度，m

h1——超高，取0.3m

h3——貯砂斗的高度，m第28頁/共92頁f)核算最小流量時(shí)，廢水流經(jīng)沉砂池的最小流速是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。

vmin≥0.15m/s則設(shè)計(jì)符合要求。式中Qmin——最小流量，m3

n——最小流量時(shí)工作的沉砂池座數(shù)；

ω——最小流量時(shí)沉砂池中水流斷面面積，m2第29頁/共92頁③平流式沉砂池的排砂裝置平流式沉砂池常用的排砂方式與裝置主要有重力排砂與機(jī)械排砂兩類。為砂斗加底閘，進(jìn)行重力排砂，排砂管直徑200mm。右圖為砂斗加貯砂罐及底閘，進(jìn)行重力排砂。砂斗中的沉砂經(jīng)碟閥2進(jìn)入鋼制貯砂罐，貯砂罐中的上清液經(jīng)旁通水管流回沉砂池，最后，沉砂經(jīng)碟閥3入運(yùn)砂車。這種排砂方法的優(yōu)點(diǎn)是排砂的含水率低，排砂量容易計(jì)算，缺點(diǎn)是沉砂池需要高架或挖小車通道。圖1-3單口泵吸式排砂機(jī)1.貯砂罐;2、3.手動(dòng)或電動(dòng)碟閥4.旁通管；5.運(yùn)砂小車

第30頁/共92頁圖1-4為機(jī)械排砂法的一種單口泵吸式排砂機(jī)。沉砂池為平底，砂泵2、真空泵5、吸砂管7、旋流分離器6，均安裝在行走桁架1上。桁架沿池長方向往返行走排砂。經(jīng)旋流分離器分離的水分回流到沉砂池，沉砂可用小車、皮帶運(yùn)送器等運(yùn)至?xí)裆皥?chǎng)或貯砂池。這種排砂方法自動(dòng)化程度高，排砂含水率低，工作條件好，池高較低。中、大型污水處理廠應(yīng)采用機(jī)械排砂。

圖1-4單口泵吸式排砂機(jī)1-桁架；2-砂泵3-桁架行走裝置；4-回轉(zhuǎn)裝置；5-真空泵；6-旋流分離器；7-吸砂管；8-齒輪；9-操作臺(tái)第31頁/共92頁④實(shí)例

已知設(shè)計(jì)人口數(shù)為130000，最大設(shè)計(jì)流量200L/s，最小設(shè)計(jì)流量100L/s，每2日除砂一次，每人每日沉砂量為0.02L，超高取0.3m。試設(shè)計(jì)平流式沉砂池。解：設(shè)計(jì)流速v=0.3m/s，最大流量時(shí)停留時(shí)間t=30s。

a)沉砂池長度LL=vt=0.3×30=9（m）

b)沉砂池水流斷面面積Ac)沉砂池有效水深采用兩個(gè)分格，每格寬度b=0.6m，總寬度B=1.2m。

第32頁/共92頁d)沉砂斗所需容積V

e)沉砂斗各部分尺寸計(jì)算沉砂池的每一分格設(shè)2個(gè)沉砂斗，則共有4個(gè)沉砂斗。每個(gè)沉砂斗容積V1為:

設(shè)砂斗中貯砂高度為h3，斗底尺寸為0.5×0.6m2，斜壁與水平面夾角為55°，則有：解之得h3=1.44m。第33頁/共92頁

沉砂斗的實(shí)際高度應(yīng)比貯砂高度大些，取砂斗實(shí)際高度為1.84m。沉砂斗上部尺寸為3.1×0.6m2。f)驗(yàn)算最小流速vmin

g)沉砂池的進(jìn)水部分沉砂池一般設(shè)置細(xì)格柵，格柵間隙0.02～0.025m。沉砂池按遠(yuǎn)期流量一次設(shè)計(jì)，施工時(shí)，為避免因近遠(yuǎn)期水量的變化，或提升水泵的剩余水頭等因素，造成池內(nèi)水量小、揚(yáng)程高的現(xiàn)象，應(yīng)考慮在沉砂池進(jìn)水部分采取消能和整流措施。當(dāng)沉砂池采用進(jìn)水井進(jìn)水時(shí)，可取進(jìn)水井流速v0≥0.2m/s，則可得進(jìn)水井?dāng)嗝婷娣e，即得進(jìn)水井寬度，此即為柵前渠道的寬度。沉砂池有效寬度B即為格柵柵槽寬度。按格柵計(jì)算公式，可求得沉砂池進(jìn)水格柵尺寸。第34頁/共92頁

h)貯砂池計(jì)算與布置貯砂池直接設(shè)于高架沉砂池的下面，池底為5%斜坡，坡向一端設(shè)有不銹鋼格柵，以利沉渣脫水。脫水后的沉渣用車定期外運(yùn)。沉砂池計(jì)算草圖見圖1-5圖1-5平流式沉砂池計(jì)算草圖第35頁/共92頁2.2曝氣沉砂池

普通平流式沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中約夾雜有15%的有機(jī)物，對(duì)被有機(jī)物包覆的砂粒，截留效果也不佳，沉砂易于腐化發(fā)臭，增加了沉砂后續(xù)處理的難度。日益廣泛使用的曝氣沉砂池，則可以在一定程度上克服這些缺點(diǎn)。圖1-6為曝氣沉砂池的斷面圖。曝氣沉砂池的水流部分是一個(gè)矩形渠道，在沿池壁一側(cè)的整個(gè)長度距池底0.6～0.9m處安設(shè)曝氣裝置，曝氣沉砂池的下部設(shè)置集砂槽，池底有i=0.1～0.5的坡度，坡向另一側(cè)的集砂槽，以保證砂?；搿D1-6曝氣沉砂池剖面圖1.壓縮空氣管；2.空氣擴(kuò)散板第36頁/共92頁2.2曝氣沉砂池曝氣沉砂池第37頁/共92頁2.2.1曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)①廢水在曝氣沉砂池過水?dāng)嗝嬷苓叺淖畲笮D(zhuǎn)速度為0.25～0.30m/s，在池內(nèi)的水平前進(jìn)流速為0.08～0.12m/s。如考慮預(yù)曝氣的作用，可將曝氣沉砂池過水?dāng)嗝嬖龃?～4倍。②最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，廢水在池內(nèi)的停留時(shí)間為。如考慮預(yù)曝氣，則可延長池身，使停留時(shí)間為10～30min。③有效水深取2～3m，寬深比取1.0～1.5，長寬比取5。若池長比池寬大得多時(shí)，則應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板，池的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角。第38頁/共92頁2.2.1曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)④曝氣裝置安裝在池的一側(cè)，距池底約0.6～0.9m，空氣管上應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)空氣的閥門，曝氣穿孔管孔徑為2.5～6.0mm，曝氣量為0.2m3/m3廢水或3～5m3/(m2·h)。⑤曝氣沉砂池的進(jìn)水口應(yīng)與水在沉砂池內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向一致，出水口常用淹沒式，出水方向與進(jìn)水方向垂直，并宜考慮設(shè)置擋板。

第39頁/共92頁2.2.2曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算①曝氣沉砂池總有效容積V

②水流斷面面積A③池子總寬度B第40頁/共92頁④沉砂池長度L⑤每小時(shí)所需的空氣量q式中q——每小時(shí)所需空氣量，m3/h

ｄ——每小時(shí)每立方米廢水所需空氣量，m3；0.2

空氣量的計(jì)算，也可按單位池長所需的空氣量進(jìn)行計(jì)算。單位池長所需的空氣量見表，供參考。第41頁/共92頁曝氣沉砂池（3）應(yīng)用舉例某廢水處理廠最大設(shè)計(jì)流量Qmax=1.2m3/s，含砂量為0.02L/m3廢水，廢水在池中的停留時(shí)間t=2.0min，廢水在池內(nèi)的水平流速v1=0.1m/s。若每2日排砂一次。試確定曝氣沉砂池的有效尺寸及砂斗尺寸。①曝氣沉砂池的容積（m3）②沉砂池設(shè)計(jì)成兩格，每格容積為（m3）③每格沉砂池水流斷面面積（m2）④設(shè)曝氣沉砂池過水?dāng)嗝嫘螤钊鐖D1-7所示，池寬2.4m，池底坡度0.5，超高，全池總深3.9m。第42頁/共92頁

⑤曝氣沉砂池實(shí)際過水?dāng)嗝婷娣e:

（m2

）⑥池長(m)⑦沉砂斗容量（砂斗斷面為矩形，長度同沉砂池）

(m3)⑧每格沉砂池實(shí)際沉砂量

(m3)＜7.2(m3)⑨設(shè)曝氣管浸水深度為2.5m，查表1-6可得單位池長所需空氣量為28m3/(m·h)，則所需空氣量為（m3/min）式中(1+15%)為考慮到進(jìn)出口條件而增加的池長。取供氣量為13m3/min，則每格沉砂池供氣量為6.513m3/min。

曝氣沉砂池第43頁/共92頁1.3氣浮設(shè)備

1.3.1氣浮原理

氣浮法是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，以形成水、氣、去除物的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進(jìn)微細(xì)氣泡粘附在被去除的微小顆粒上后，因粘合體密度小于水而上浮到水面，從而使去除物被分離。氣浮分離必須具備的三個(gè)基本條件：1）必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡；2）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；3）必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附。

第44頁/共92頁

1.3.2空氣的溶解、釋放及氣泡性質(zhì)

（1）空氣的溶解

N=KL(C*-C)=KL△C(氣體傳質(zhì)方程)V=KTp(亨利定律)第45頁/共92頁

1.3.2空氣的溶解、釋放及氣泡性質(zhì)

（2）溶解空氣的釋放。高效釋放器都有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是使溶氣水在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的壓力降，并在主消能室(即孔盒內(nèi))具有盡可能高的紊流速度梯度。

第46頁/共92頁

1.3.2空氣的溶解、釋放及氣泡性質(zhì)

（3）細(xì)微氣泡的性質(zhì)

a）氣泡直徑

b）氣泡密度

c）氣泡的均勻性

d）氣泡穩(wěn)定時(shí)間第47頁/共92頁

溶氣利用率是指能同懸浮粒子發(fā)生粘附的氣泡量占溶解空氣量的百分比。常規(guī)壓力溶氣氣浮的溶氣利用率通常不超過20％，其原因在于釋放的空氣大部分以大直徑的無效氣泡逸散。在這種情況下，即便將溶氣壓力提得很高，也不會(huì)明顯提高氣浮效果。相反，如能用性能優(yōu)良的釋放器獲得性質(zhì)良好的細(xì)微氣泡，就完全能夠在較低的溶氣壓力下使溶氣利用率大幅度提高，從而實(shí)現(xiàn)氣浮工藝所追求的"低壓、高效、低能耗"的目標(biāo)。

第48頁/共92頁

1.3.3氣浮法分類

1）

布?xì)鈿飧》ǎǚ稚⒖諝鈿飧》ǎ?/p>

該法利用機(jī)械剪切刀，將混合于水中得空氣粉碎成細(xì)小氣泡。例如

水泵吸水管吸氣氣浮，射流氣浮，擴(kuò)散板曝氣氣浮及葉輪氣浮等，皆屬此類。

2）電氣浮法。

該法在水中設(shè)置正負(fù)電極，當(dāng)通上直流電后，一個(gè)電極（陰極）上即產(chǎn)生初生態(tài)微小氣泡，同時(shí)，還產(chǎn)生電解混凝等效應(yīng)。2

3）生物及化學(xué)氣浮法。

該法利用生物的作用或在水中投加化學(xué)藥劑絮凝后放出氣體。

4）溶氣氣浮法（溶解空氣氣浮法）。

該法在一定壓力下使空氣溶解于水并達(dá)到飽和狀態(tài)，而后達(dá)到氣浮作用。根據(jù)氣泡析出于水時(shí)所處的壓力情況，溶氣氣浮法又分壓力溶氣氣浮法和溶氣真空氣浮法兩種。

第49頁/共92頁1.3.4溶氣氣浮(1)概述

溶氣氣浮是使空氣在一定壓力作用下，溶解于水中，并達(dá)到過飽和的狀態(tài)，然后再突然使溶氣水在常壓下將空氣以微細(xì)氣泡的形式從水中逸出，進(jìn)行氣浮。溶氣氣浮形成的氣泡細(xì)小，其初粒度為80μｍ左右。而且在操作過程中，還可以人為地控制氣泡與廢水的接觸時(shí)間。因此，溶氣氣浮的凈化效果較好，特別在含油廢水、含纖維廢水處理方面已得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)氣泡在水中析出所處壓力的不同，溶氣氣浮可分為加壓溶氣氣浮和真空溶氣氣浮兩種類型。前者，空氣在加壓條件下溶入水中，而在常壓下析出；后者是空氣在常壓或加壓條件下溶入水中，而在負(fù)壓條件下析出。加壓溶氣氣浮是國內(nèi)外最常用的氣浮法。第50頁/共92頁真空溶氣氣浮右圖為真空溶氣氣浮池。由于在負(fù)壓條件下運(yùn)行，溶解在水中的空氣易于呈過飽和狀態(tài)，從而大量地以氣泡形式從水中析出，進(jìn)行氣浮。析出的空氣數(shù)量取決于水中溶解的空氣量和真空度。真空氣浮設(shè)備示意圖

1.人流調(diào)節(jié)器；2.曝氣器；3.消氣井；4.分離區(qū)；5.環(huán)形出水槽；6.刮渣板；7.集渣槽；8.池底刮泥板；９.出渣室；10.操作室（包括抽真空設(shè)備）第51頁/共92頁真空溶氣氣浮雖然能耗低，氣泡形成和氣泡與絮粒的粘附較穩(wěn)定；但氣泡釋放量受限制；而且，一切設(shè)備部件，都要密封在氣浮池內(nèi)；氣浮池的構(gòu)造復(fù)雜；只適用于處理污染物濃度不高的廢水（不高于300mg/L），因此實(shí)際應(yīng)用不多。第52頁/共92頁加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮工藝由空氣飽和設(shè)備、空氣釋放設(shè)備和氣浮池等組成。其基本工藝流程有全溶氣流程、部分溶氣流程和回流加壓溶氣流程三種。①全溶氣流程

它的特點(diǎn)是：①溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；②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。③全部廢水經(jīng)過壓力泵，所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。第53頁/共92頁②部分溶氣流程

如圖所示。該流程是將部分（10～30%）廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池。其特點(diǎn)是電耗少，溶氣罐的容積較小。但因部分廢水加壓溶氣所能提供的空氣量較少，若想提供與全溶氣相同的空氣量，則必須加大溶氣罐的壓力。應(yīng)用亦少。圖1-57部分溶氣氣浮工藝流程1.原水進(jìn)入；2.加壓泵；3.空氣進(jìn)入；4.壓力溶氣罐（含填料層）；5.減壓閥；6.氣浮池；7.放氣閥；8.刮渣機(jī)；9.集水系統(tǒng)；10.化學(xué)藥劑第54頁/共92頁③回流加壓溶氣流程該方法適用于含懸浮物濃度高的廢水處理，不僅能耗低，混凝劑利用充分，而且操作較為穩(wěn)定，因而應(yīng)用最為普遍

。①加壓的水量少，動(dòng)力消耗?。虎跉飧∵^程中不促進(jìn)乳化；③礬花形成好，后絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。

第55頁/共92頁（2）溶氣氣浮法的主要設(shè)備①溶氣釋放器溶氣釋放器是壓力溶氣氣浮凈水系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置。壓力溶氣水只有通過該裝置降壓消能后，才能釋放出大量的微細(xì)氣泡，釋放器性能的好壞，涉及到氣泡釋放量的多少，氣泡的微細(xì)度及氣泡尺寸的分配律等，它直接影響氣浮法凈水的效果及電能的消耗。目前國內(nèi)最常用的溶氣釋放器是獲得國家發(fā)明獎(jiǎng)的TS型溶氣釋放器及其改良型TJ型溶氣釋放器和TV型溶氣釋放器。其主要特點(diǎn)是：釋氣完全，在0.15Mpa以上即能釋放溶氣量的99%左右；可在較低的壓力下工作，在0.2Mpa以上時(shí)即能取得良好的凈水效果，節(jié)約電耗；釋出的氣泡微細(xì)，氣泡平均直徑為20～40μｍ，氣泡密集，附著性能良好。第56頁/共92頁TS型溶氣釋放器

第57頁/共92頁TS型溶氣釋放器孔口-多孔室-小平行圓盤縫隙-管咀。在0.15MPa以上，可釋放溶氣量的99%。釋出的微氣泡密集，直徑為20～40μm，在0.20MPa壓力下即能正常工作；孔盒易堵塞，單個(gè)釋放器出流量小，作用范圍較??；第58頁/共92頁TS型溶氣釋放器第59頁/共92頁TS型溶氣釋放器第60頁/共92頁TJ溶氣釋放器

第61頁/共92頁TJ溶氣釋放器

TJ型溶氣釋放器內(nèi)有一可升降的舌簧。正常工作時(shí)該舌簧利用泵的壓力，（通過水射器及抽真空管傳遞）處于工作位置。如當(dāng)水中雜質(zhì)堵塞釋放器影響正常釋氣時(shí)，則可開啟水射器的后閘門，使水射器工作。在抽真空管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而將舌簧提起，因此也就加大了水流的通道，而將雜質(zhì)排出。待沖洗一段時(shí)間后（約十余秒），關(guān)閉閘門，即能使舌簧復(fù)位，投入正常工作第62頁/共92頁TJ溶氣釋放器

TJ型溶氣釋放器內(nèi)有一可升降的舌簧。正常工作時(shí)該舌簧利用泵的壓力，（通過水射器及抽真空管傳遞）處于工作位置。如當(dāng)水中雜質(zhì)堵塞釋放器影響正常釋氣時(shí)，則可開啟水射器的后閘門，使水射器工作。在抽真空管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而將舌簧提起，因此也就加大了水流的通道，而將雜質(zhì)排出。待沖洗一段時(shí)間后（約十余秒），關(guān)閉閘門，即能使舌簧復(fù)位，投入正常工作第63頁/共92頁TJ溶氣釋放器

TJ型溶氣釋放器內(nèi)有一可升降的舌簧。正常工作時(shí)該舌簧利用泵的壓力，（通過水射器及抽真空管傳遞）處于工作位置。如當(dāng)水中雜質(zhì)堵塞釋放器影響正常釋氣時(shí)，則可開啟水射器的后閘門，使水射器工作。在抽真空管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而將舌簧提起，因此也就加大了水流的通道，而將雜質(zhì)排出。待沖洗一段時(shí)間后（約十余秒），關(guān)閉閘門，即能使舌簧復(fù)位，投入正常工作第64頁/共92頁TJ溶氣釋放器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)孔口-單孔室-大平行圓盤縫隙-舌簧-管咀。在0.15MPa以上，可釋放溶氣量的99%。釋出的微氣泡密集，直徑為20～40μm，在0.20MPa壓力下即能正常工作；單個(gè)釋放器出流量和作用范圍較大。堵塞時(shí)可用水射器提起舌簧清除堵塞物。TJ溶氣釋放器安裝須知必須先將壓力溶氣水總、支管沖洗干凈后，方可裝上TJ型溶氣釋放器；

TJ型釋放器可以倒裝，即抽真空的一頭在下，而接溶氣水的一頭在上；不管釋放器正裝或倒裝，水射器及其控制閘門都宜裝在便于操作處；每只水射器容許接8～10只TJ型釋放器；

TJ型釋放器應(yīng)水平安裝，以防各出口流量分配不均；如果釋氣水出流需要改變方向，可在出口端自行加裝彎頭改向，但不宜加接長管。第65頁/共92頁TJ溶氣釋放器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)孔口-單孔室-大平行圓盤縫隙-舌簧-管咀。在0.15MPa以上，可釋放溶氣量的99%。釋出的微氣泡密集，直徑為20～40μm，在0.20MPa壓力下即能正常工作；單個(gè)釋放器出流量和作用范圍較大。堵塞時(shí)可用水射器提起舌簧清除堵塞物。TJ溶氣釋放器安裝須知必須先將壓力溶氣水總、支管沖洗干凈后，方可裝上TJ型溶氣釋放器；

TJ型釋放器可以倒裝，即抽真空的一頭在下，而接溶氣水的一頭在上；不管釋放器正裝或倒裝，水射器及其控制閘門都宜裝在便于操作處；每只水射器容許接8～10只TJ型釋放器；

TJ型釋放器應(yīng)水平安裝，以防各出口流量分配不均；如果釋氣水出流需要改變方向，可在出口端自行加裝彎頭改向，但不宜加接長管。第66頁/共92頁TV型溶氣釋放器第67頁/共92頁TV型溶氣釋放器

TV型溶氣釋放器在正常工作時(shí)，振動(dòng)盤因彈簧壓力而與固定盤保持最佳工作狀態(tài)時(shí)的間隙。如當(dāng)水中雜質(zhì)堵塞釋放器而無法正常釋放時(shí)，則可接通壓縮空氣機(jī)氣源，使振動(dòng)盤落下一段距離，致使水流通道加大，雜質(zhì)很快被溶氣水沖走，約隔數(shù)秒鐘后，切斷氣源并打開放氣閥放氣，使振動(dòng)盤復(fù)位，再次處于最佳工作狀態(tài)。為了防止釋放器在廢水中的腐蝕，采用了不銹鋼材質(zhì)和銅材質(zhì)。第68頁/共92頁TV型溶氣釋放器

TV型溶氣釋放器在正常工作時(shí)，振動(dòng)盤因彈簧壓力而與固定盤保持最佳工作狀態(tài)時(shí)的間隙。如當(dāng)水中雜質(zhì)堵塞釋放器而無法正常釋放時(shí)，則可接通壓縮空氣機(jī)氣源，使振動(dòng)盤落下一段距離，致使水流通道加大，雜質(zhì)很快被溶氣水沖走，約隔數(shù)秒鐘后，切斷氣源并打開放氣閥放氣，使振動(dòng)盤復(fù)位，再次處于最佳工作狀態(tài)。為了防止釋放器在廢水中的腐蝕，采用了不銹鋼材質(zhì)和銅材質(zhì)。第69頁/共92頁TV型溶氣釋放器表TV型溶氣釋放器性能第70頁/共92頁TV型溶氣釋放器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)孔口-單孔室-上下大平行圓盤縫隙。在0.15MPa以上，可釋放溶氣量的99%。釋出的微氣泡密集，直徑為20～40μm，在0.20MPa壓力下即能正常工作；單個(gè)釋放器出流量和作用范圍較大。堵塞時(shí)可用壓縮空氣使下盤移動(dòng)，清除堵塞物。安裝須知本釋放器雖能防堵，但對(duì)粗大雜質(zhì)仍需消除后才能使用，為此：首先將壓力溶氣水總、支管中雜質(zhì)沖洗干凈，最好利用氣、水混合反復(fù)沖洗數(shù)次，以使大雜質(zhì)能被沖凈，然后在固定的溶氣總管上接出支管，連接并安裝TV型溶氣釋放器；為了保證釋放器出水均勻和正常工作，安裝時(shí)應(yīng)保持釋放器位置不傾斜；耐腐蝕橡膠與固定壓縮空氣總管上的支管連處應(yīng)予箍緊，并保證能承受5kgf/cm2氣壓；通氣閥與放氣閥應(yīng)固定在便于操作處，TV型溶氣釋放器一般不宜倒裝。第71頁/共92頁TV型溶氣釋放器第72頁/共92頁②壓力溶氣罐壓力溶氣罐有多種形式，推薦采用能耗低、溶氣效率高的空氣壓縮機(jī)供氣的噴淋式填料罐。其構(gòu)造如圖所示。其特點(diǎn)如下：該壓力溶氣罐用普通鋼板卷焊而成。但其設(shè)計(jì)、制作需按一類壓力容器要求考慮。該壓力溶氣罐的溶氣效率與無填料的溶氣罐相比約高出30%。在水溫20～30℃范圍內(nèi)，釋氣量約為理論飽和溶氣量的90%～99%。圖1-62噴淋式填料塔

1進(jìn)水管；2進(jìn)氣管；3觀察窗（進(jìn)出料孔）

4出水管；5液位傳感器；6放氣管第73頁/共92頁②壓力溶氣罐壓力溶氣罐有多種形式，推薦采用能耗低、溶氣效率高的空氣壓縮機(jī)供氣的噴淋式填料罐。其構(gòu)造如圖所示。其特點(diǎn)如下：該壓力溶氣罐用普通鋼板卷焊而成。但其設(shè)計(jì)、制作需按一類壓力容器要求考慮。該壓力溶氣罐的溶氣效率與無填料的溶氣罐相比約高出30%。在水溫20～30℃范圍內(nèi)，釋氣量約為理論飽和溶氣量的90%～99%。圖1-62噴淋式填料塔

1進(jìn)水管；2進(jìn)氣管；3觀察窗（進(jìn)出料孔）

4出水管；5液位傳感器；6放氣管第74頁/共92頁

可應(yīng)用的填料種類很多，如瓷質(zhì)拉西環(huán)、塑料斜交錯(cuò)淋水板、不銹鋼圈填料、塑料階梯環(huán)等。階梯環(huán)具有較高的溶氣效率，可優(yōu)先考慮。不同直徑的溶氣罐需配置不同尺寸的填料，填充高度一般取1m左右。當(dāng)溶氣罐直徑超過500mm時(shí)，考慮到布水的均勻性，可適當(dāng)增加填料高度。由于布?xì)夥绞?、氣流流向等因素?duì)填料罐溶氣效率幾乎沒有影響，因此，進(jìn)氣的位置及形式一般無需多加考慮。為自動(dòng)控制罐內(nèi)最佳液位，采用了浮球液位傳感器，當(dāng)液位達(dá)到了浮球傳感器下限時(shí)，即指令關(guān)閉進(jìn)氣管上的電磁閥；反之，當(dāng)液位達(dá)到上限時(shí)，令開啟電磁閥。溶氣水的過流密度（溶氣水流量與罐的截面積之比）有一個(gè)優(yōu)化的范圍。根據(jù)同濟(jì)大學(xué)試驗(yàn)結(jié)果所推薦的TR型壓力溶氣罐的型號(hào)、流量的適用范圍及各項(xiàng)主要參數(shù)見。第75頁/共92頁表1-20壓力溶氣罐的主要參數(shù)第76頁/共92頁③氣浮池氣浮池的布置形式較多，根據(jù)待處理水的水質(zhì)特點(diǎn)、處理要求及各種具體條件，目前已經(jīng)建成了許多種形式的氣浮池，其中有平流與豎流、方形與圓形等布置，同時(shí)也出現(xiàn)了氣浮-反應(yīng)、氣浮-沉淀、氣浮-過濾等工藝一體化的組合形式。

平流式氣浮池在目前氣浮凈水工藝中使用最為廣泛，常采用反應(yīng)池與氣浮池合建的形式。廢水進(jìn)入反應(yīng)池（可用機(jī)械攪拌、折板、孔室旋流等形式）完成反應(yīng)后，將水流導(dǎo)向底部，以便從下部進(jìn)入氣浮接觸室，延長絮體與氣泡的接觸時(shí)間，池面浮渣刮入集渣槽，清水由底部集水管集取。該形式的優(yōu)點(diǎn)是池身淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡單、管理方便；缺點(diǎn)是與后續(xù)處理構(gòu)筑物在高程上配合較困難、分離部分的容積利用率不高等。第77頁/共92頁圖1-63平流式氣浮池圖1-643豎流式氣浮池

較常用的還有豎流式氣浮池，如圖1-64所示。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件比平流式單側(cè)出流要好，便于與后續(xù)構(gòu)筑物配合；缺點(diǎn)是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率低。第78頁/共92頁

綜合式氣浮池常分為三種：氣浮、反應(yīng)一體式；氣浮、沉淀一體式；氣浮、過濾一體式。氣浮池的工藝形式是多樣化的，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需根據(jù)原廢水水質(zhì)、水溫、建造條件（如地形、用地面積、投資、建材來源）及管理水平等方面綜合考慮。此外，常用氣浮設(shè)備還有加壓泵、空氣壓縮機(jī)、刮渣機(jī)等。常用空氣壓縮機(jī)型號(hào)及性能見表1-21。橋式刮渣機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)見表1-22；行星式刮渣機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)見表1-23。表1-21常用空氣壓縮機(jī)性能

第79頁/共92頁第80頁/共92頁第81頁/共92頁表1-22橋式刮渣機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)表1-23行星式刮渣機(jī)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)第82頁/共92頁（3）設(shè)計(jì)要點(diǎn)①充分研究探討待處理水的水質(zhì)條件，分析采用氣浮工藝的合理性和適用性。有條件的情況下，應(yīng)進(jìn)行小型試驗(yàn)或模型試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅龋ㄖ溉軞馑颗c待處理水量的比值）。通常溶氣壓力取0.2～0.4MPa，回流比取5%～25%（50%）。②根據(jù)試驗(yàn)選定的混凝劑及其投加量和完成絮凝的時(shí)間及難易程度，確定反應(yīng)形式和反應(yīng)時(shí)間，一般較沉淀反應(yīng)時(shí)間短，取5～10min為宜。③確定氣浮池的池型，應(yīng)根據(jù)對(duì)處理水質(zhì)的要求、凈水工藝與前后構(gòu)筑物的銜接、周圍地形和建筑物的協(xié)調(diào)、施工難易程度及造價(jià)等因素，綜合加以考慮。反應(yīng)池宜與氣浮池合建。為避免打破絮體，應(yīng)注意水流的銜接。進(jìn)入氣浮池接觸室的流速宜控制在0.1m/s以下。第83頁/共92頁④接觸室必須為氣泡與絮體提供良好的接觸條件，其寬度還應(yīng)考慮易于安裝和檢修的要求。水流上升速度一般取10～20mm/s,水流在室內(nèi)的停留時(shí)間不宜小于60s。接觸室內(nèi)的溶氣釋放器應(yīng)根據(jù)確定的回流量、溶氣壓力及各種型號(hào)釋放器的作用范圍選定。⑤氣浮分離室需根據(jù)帶氣絮體上浮分離的難易程度選擇水流（向下）流速，一般取1.5～3.0mm/s，即分離室的表面負(fù)荷率取5.4～10.8m3/(m2·h)。⑥氣浮池的有效水深一般取2.0～2.5m，池中水流停留時(shí)間一般10～20min。⑦氣浮池的長寬比無嚴(yán)格要求，一般以單格寬度不超過10m、長度不超過15m為宜。⑧浮渣一般采用刮渣機(jī)定期排除。集渣槽可設(shè)置在池的一端、兩端或徑向。刮渣機(jī)的行車速度宜控制在5m/min以內(nèi)。⑨氣浮池集水應(yīng)力求均勻，一般采用穿孔集水管，集水管的最大流速宜控制在0.5m/s。⑩壓力溶氣罐一般采用階梯環(huán)作填料，通常填料層高度取1～1.5m。這時(shí)罐直徑一般根據(jù)過水截面負(fù)荷率100～200m3/(m2·h)選取，罐高為2.5～3.0m。第84頁/共92頁（2）設(shè)計(jì)計(jì)算（不包括一般處理構(gòu)筑物的常規(guī)計(jì)算）①氣浮所需空氣量Qg式中Qg

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氣浮所需空氣量，L/h;Q——