《气浮一、概述》PPT课件.ppt

气浮,一、概述,浮力上浮法：借助于水的浮力，使水中不溶态污染物浮出 水面，然后加以刮除的水处理方法。,根据分散相物质的亲水性强弱和密度的大小，以及由此 而产生的不同处理机理，浮力浮上法可分为以下三类：,自然浮上法,气泡浮升法,药剂浮选法,药剂浮选法：分散相物质是强亲水性物质，必须首先投加 浮选药剂，将粒子的表面性质转变为疏水性，然后再用气浮 法加以除去，简称浮选。,自然浮上法：水中的分散相物质（就是相对密度小于l 的强疏水性物质），依靠水的浮力使其自发地浮升到水面。 主要用于分离粒径大于50100m的分散油，常称为隔油。,气泡浮升法：分散相物质是乳化油或弱亲水性悬浮物，需要在水中产生细微气泡，使分散相粒子粘附于气泡上一起浮升到水面，简称气浮。,向水中通入空气，使水中产生大量高度分散的微小气泡，并促使水中的悬浮物与气泡粘附在一起，形成“气泡颗粒”复合体（视密度1），靠气泡的浮力一起上浮到水面，形成浮渣而加以去除，实现固液或液液分离。,二、气浮的基础理论,1、气浮的定义（基本原理）,必须向水中提供足够数量的微细气泡； 水中的污染物必须能形成悬浮状态，且具有疏水性； 必须使气泡与悬浮物产生粘附作用，且稳定。,2、实现气浮分离的必要条件,细微气泡的性质,(1)气泡直径,100m,气泡直径愈小，其分散度愈高，对水中悬浮粒子的粘附能力和粘附量也就愈大。,(2)气泡密度,气泡密度越大，与悬浮粒子的碰撞几率越大。,(3)气泡的均匀性,一是指最大气泡与最小气泡的直径差，,大气泡增多的不利影响 减小气泡密度和表面积； 加剧气泡的兼并。,二是指小直径气泡占气泡总量的比例。,定义： 指单位体积释水中所含的气泡的个数 意义： 决定气泡和悬浮粒子碰撞的几率,悬浮物与气泡附着涉及到气、液、固（液）三相介质的问题。 当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介质共存 的情况下，每两相之间的界面上都存在着各自的界面张力和界 面能，界面能和表面能一样，可用下式表示： E=S 式中：界面张力，N/cm2；S 界面面积，cm2。 界面能和界面张力 一样也有降低到最小的趋势。当废水中有气泡存在时，悬浮颗粒就力图粘附在气泡上而降低其界面能。,悬浮物与气泡附着机理,当废水中有气泡存在时，并非所有的颗粒都能粘附上去，它们能否与气泡粘附取决于水对该颗粒的表面性质(即颗粒的润湿性)。 一般规律：疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与气泡粘附。 容易被水润湿的物质称为亲水性物质。 难于被水润湿的物质称为疏水性物质。,颗粒的润湿程度常用气、液、固三相间互相接触时所形成的接触角的大小来解释。 在静止状态下，当气、液、固三相接触时，在气-液界面张力线和固-液界面张力线之间的夹角（对着液相的），称为润湿接触角，用表示。,90者为疏水性物质。,悬浮物与气泡附着的基本形式： 气泡与颗粒吸附； 气泡顶托； 絮体中裹夹气泡。,气泡与颗粒吸附,气泡顶托,气泡裹夹,综上所述： 气浮法只适宜于去除水中的疏水性颗粒，如乳化油； 对于亲水性颗粒（如纸浆纤维、煤粒、重金属离子等），就必须投加合适的药剂（浮选剂），改变颗粒的表面性质（即改善颗粒表面的亲水性能），同样可用气浮法分离。 对于颗粒很细小的微粒，直接气浮效果较差，可投加混凝剂以提高其气浮效果。,3.化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,混凝剂,浮选剂,助凝剂,抑制剂,调节剂,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体； 回收有用物质：如纸浆、细小纤维等； 代替二沉池，分离和浓缩活性污泥； 分离回收含油废水中的悬浮油及乳化油，如石油 工业废水中所含的油脂； 分离表面活性物质和金属离子（加浮选剂）。,4、气浮的应用,靠自然沉降或自然上浮难以去除的悬浮物,按照产生微细气泡的方法可分为 电解气浮法 布气气浮法 溶气气浮法,三、气浮设备,工作原理： 在直流电的作用下（1015V），对废水进行电解，正极产生氢，负极产生氧，呈微细气泡析出，将废水中颗粒状污染物带至水面进行分离。 气泡尺寸： 较小，1060m之间。,1. 电解气浮设备,入流室 整流栅 电极组 出流孔 分离室 集水孔 出水管 排沉泥管 刮渣机 水位调节器,入流室 整流栅 电极组 出口水位调节器 刮渣机 浮渣室 排渣阀 污泥口,气泡微细，密度小； 浮升过程中不会引起水流紊动； 浮载能力大，特别适用于脆弱絮凝体的分离； 降低BOD、COD、氧化、脱色、杀菌作用； 对废水负荷变化适应性强； 生成污泥量少； 占地少； 无噪声。,优点：,电耗较高、电极板易结垢，操作管理复杂。,缺点：,该设备主要应用： 代替常规的加药溶气气浮； 含油废水的去油处理； 电镀废水的处理； 印染废水或者其他生化出水的后续脱色处理； 医院废水或者其他含菌类、藻类废水的杀菌处理。,布气气浮是利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成微细气泡，从而进行气浮的方法。 布气气浮法的特点： 优点：操作简单，无需另加制备溶气的系统。 缺点： 产生的气泡粒径较大（通常大于1mm），不易与细小颗粒及絮体吸附且易将絮体打碎 不适合处理含有细小颗粒及絮体的废水。 供气量一定的情况下，气泡直径大，运动速度快，与污染 物接触的时间短 去除效果较差。,2. 布气气浮设备,分类： 微孔气浮法 叶轮气浮法 射流器气浮法 水泵吸水管吸气气浮,应用： 适用于处理水量不大、悬浮物浓度较高的废水， 如用于洗煤废水及含油脂、羊毛废水的处理，也用于 表面活性剂的废水泡沫浮上分离。,微孔气浮法（扩散板曝气气浮法）,工作原理： 通过由素烧陶瓷、粉末冶金或塑料制成的微孔板（管），将压缩空气分散为小气泡，进行气浮。 气泡尺寸： 较大（直径110mm） 缺点： 微孔板（管）容易堵塞,入流空气分离区 微孔扩散设备浮渣出流,膜片式微孔曝气器,工作原理： 将空气引入一个高速旋转的叶轮附近，通过叶轮的高速剪切运动将空气吸入并分散为小气泡。 气泡尺寸： 1mm左右, 叶轮气浮法,叶轮气浮设备构造,特点： 设备不容易堵塞，适用于处理水量不大、悬浮物浓度较高的废水，如用于矿物浮选、洗煤废水及含油脂、羊毛及含大量表面活性剂废水的初级分离。,构造：, 射流气浮设备,工作原理：,优点是设备比较简单，投资少； 缺点是动力损耗大、气泡尺寸大，效率低，喷嘴及喉管处较易 被油污堵塞。 射流器亦可以与加压泵联合供气，构成加压溶气气浮设备。,特点：,工作原理： 溶气气浮是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和 状态，然后骤然减压释放，这时溶解的空气便以微小的 气泡从水中析出并进行气浮。 气泡尺寸： 气泡直径约为20100m； 特点： 可人为控制气泡与废水的接触时间； 净化效果比布气法好，应用广泛。,3. 溶气气浮设备,分类：气泡从水中析出时所处的压力不同 溶气真空气浮： 空气在常压或加压下溶于水中，在负压下析出； 加压溶气气浮： 空气在加压下溶于水中，在常压下析出。,溶气真空气浮,工作流程： 污水经入流调节器后进入机械曝气设备、消气井，再进入气浮分离池；使气浮分离池呈真空状态，溶气水中的空气以细小的气泡溢出，悬浮颗粒与细小气泡相粘附而上浮至浮渣层。旋转的刮渣板把浮渣刮至集渣槽，最后进入出渣室；处理后的出水经环形出水槽收集后排出。,优点： 气浮池在负压下运行； 溶气压力比加压溶气低，能耗较小，气泡 与絮粒的粘附性稳定。 缺点： 气浮池结构复杂，设备密闭，运行维护都 较困难，生产应用不多。,工作原理： 使空气在加压的条件下溶解于水，然后将压力骤减至常压而使过饱和的空气以微细气泡的形式释放出来。,0.300.40MPa,直径：20100m,加压溶气气浮,优点：,在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量 多，能够确保气浮效果； 溶入的气体经骤然减压，产生的气泡不仅细微、粒度均 匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小，因此特别 适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离； 工艺过程及设备相对较为简单，便于管理、维护； 特别是部分回流式，处理效果显著、稳定，并能较大地节 约能耗; 可以人为地控制气泡与废水的接触时间。,主要设备： 主要设备均包含加压泵、溶气罐、释放器和气浮池。,溶气罐： 实现高压水与空气充分接触，加速空气的溶解。 为了提高溶气量和速度，增大容积利用系率， 罐内常设若干隔板或填料。,加压泵： 用来提供一定压力的水量。 压力高低影响气浮效果,压力过高时 溶解的空气量增加，减压后析出 大量空气促进微气泡的凝聚，不利于气浮分离； 高压需要的溶气水量较少，不利于气浮水和原废水充分混合。 压力过低时 溶气水量增加，致使气浮池的容积增大。,压力溶气罐,阶梯环,鲍尔环,拉西环,螺旋环，十字隔板环，矩鞍环， 异鞍环轮环，SK连环，共轭环,填料,采用泵前插管吸入空气； 在水泵加压管上设置射流器吸入空气； 采用空气压缩机供气。,溶气罐供气方式：,采用泵前插管吸入空气,供气方式简便易行、能耗低，但气水比受到一定限制，而且加压叶轮易受气蚀。,特点：,在水泵加压管上设置射流器吸入空气,设备简单，操作维修方便，气水混合溶解充分，使能耗偏高。,特点：,采用空气压缩机供气,气量、气压稳定，并有较大的调节余地，但噪声大，投资较高。,特点：,供气方式的选择,一般在采用填料溶气罐时，以空压机供气为好； 采用空罐时，为了保证较高的溶气效率，宜采用射 流进气； 当有高性能的溶气释放器，且处理水量较小时，则 以泵前插管进气较为简便、经济。,释放器： 作用：通过减压，迅速的将溶于水中的空气以极微小气 泡的形式释放出。 工作原理：溶气水经过减压释放装置，反复地受到收 缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压 力能迅速消失，水中溶解的空气以极细的气 泡释放出来。 气泡尺寸：20100m 设备：减压阀+专用释放器,TS型溶气释放器：,结构: 孔口-单孔室- 小平行圆盘缝隙-管嘴,特性： 孔盒易堵塞，单个释放器出流量小，作用范围较小。,TJ型溶气释放器：,结构: 孔口-单孔室-大平行圆盘缝隙 -舌簧-管嘴,特性： 单个释放器出流量和作用范围较大。堵塞时可用水射器提起舌簧清除堵塞物。,安装须知 1.必须先将压力溶气水总管、支管冲洗干净后，方可装上TJ型溶气释放器。 2. TJ型释放器可以倒装，即抽真空的一头在下，而接溶气水的一头在上。 3.不管释放器正装或倒装，水射器及控制闸门都宜装在便于操作处。 4.每只水射器容许接8-10只TJ型释放器。 5.TJ型释放器应水平安装，以防各出口流量分配不均。 6.如果释气水出流需要改变方向，可在出口端自行加装弯头改向，但不宜加接长管。,TV型溶气释放器：,结构: 孔口-单孔室-上下大平行圆盘缝隙,特性： 单个释放器出流量和作用范围较大。 堵塞时可用水射器提起舌簧清除堵塞物。 采用特殊不锈钢制作，抗腐耐磨，使用寿命50年以上。 安装、使用、维护方便。,安装须知 本释放器虽能防堵，但对粗大杂质仍需消除后才能使用，为此： 1.首先将压力溶气水总、支管中杂质冲洗干净，最好利用气、水混合反复冲洗数次，以使大杂质能被冲净，然后在固定的溶气总管上接出支管，连接并安装TV型溶气释放器。 2.为了保证释放器出水均匀和正常工作，安装时应保持释放器位置不倾斜。 3.耐腐蚀橡胶与固定压缩空气总管上的支管连处应予箍紧，并保证能承受5kgf/cm2气压。 4.通气阀与放气阀应固定在便于操作处，TV型溶气释放器一般不宜倒装。,FD系列高效防堵型溶气释放器：,特点： 自动避免堵塞，便于操作，减少劳动强度； 微细气泡的平均直径小于2530m，气浮效率提高一倍以上； 溶气水停留时间大于5min，确保固液分离处于最佳状态； 溶气水同时向下及四周扩散，增大溶气水的接触面积。,安装要求： 必须把压力溶气水管道冲洗干净后进行； 释放器可以任意方向安装，但必须保持空间距离250mm。,气浮池 作用： 提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分 混合、接触、黏附，并使带气颗粒与水分离。 组成： 接触室：是溶气水和废水混合、微气泡与悬浮物黏附的区域 分离室：气浮区，是悬浮物以气泡为载体上浮分离的区域 分类： 与普通沉淀池构造基本相同，分平流式和竖流式两种。,与混凝池合建的平流式气浮池,入流速度小于0.1m/s,基本参数 尺寸：池深一般为1.5-2.5m，保护高度可取0.5m。 池长与池宽比1.5:1-1:1。 池深与池宽之比大于0.3。 接触室：上升流速10-20mm/s，停留时间60s。 分离室：表面负荷通常取5-10m3/m2h。 停留时间为30-40min。 集水管流速小于0.5m/s。 刮渣速度小于5m/min。,竖流式气浮池 池高可取4-5m，长宽或直径一般在9-10m以内。中央进 水室、刮渣板和刮泥耙都安装在中心转轴上，依靠电机驱动 匀速旋转。,组合一体式气浮池,反应-气浮-沉淀,组合一体式气浮池,反应-气浮过滤,影响因素： 溶气压力： 压力越高，空气溶解度越大，动力消耗也越大，对设备要 求也越高。 温度越高，空气溶解度越小。 一定温度下，溶解度与压力成正比。 溶气压力0.30.5MPa 溶气量： 生产上溶气时间一般采用24min。 水中空气含量约为饱和含量的50-60%。 为保证气浮效果，设计空气量应按理论量的125%计。 析出气泡大小及气泡均匀性,上浮液、渣排除设备：,行车式刮渣机、绳索牵引式刮渣机、链条牵引式撇渣机,链条式撇渣机的主要特点： 刮板块数较行车式、绳索式撇渣机多，可适当降低撇渣机的行走速度，减轻链条链轮的磨损，并能使产生的浮渣立即撇除。 撇渣机在池上作单向直线运动，不必换向，因而不需要行程开关；电源连接和控制都较简单，减少了电气设备的故障。,链条式刮渣机,基本流程：按溶气水不同分为 全部进水加压溶气流程 部分进水加压溶气流程 回流水加压溶气流程,全部进水加压溶气流程 工作原理： 全部原水由泵加压至0.30.5MPa，压入溶气罐， 用空压机或射流器向溶气罐压入空气进行溶气，然后经 减压释放装置进入气浮池进行固液分离。,电耗高， 气浮池容积小。,部分进水加压溶气流程 工作原理： 部分原水进行压力溶气 ，其余部分直接进入气浮池。,省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大溶气罐压力。,回流加压溶气流程 工作原理： 部分出水进行回流加压 ，废水直接进入气浮池。,适用于SS高的原水，但气浮池容积大。,三种溶气方式比较： 与全部进水溶气相比，部分进水溶气和部分出水 回流溶气两种方式用于加压溶气的水量只分别占总水量的30 35%和1020%；更节能；设备容积大大减小，投资省。 在相同能耗下，溶气压力可大大提高，形成的气泡更 小，更均匀，更能得到充分利用； 当采用混凝气浮时，能够充分利用混凝剂，减少投药 量，并避免絮凝体破坏。 、悬浮物会堵塞溶气设备。 因此，部分出水回流加压溶气是最常用的工艺。,（1）要合理选择溶气水的压力与回流比。 （2）要合理选择溶气释放器的种类及型号，并妥善加以布置， 同时注意释放器的堵塞问题。 （3）溶气罐应尽可能靠近释放器。 （4）在调试前，除了对各设备进行常规的清扫、检查外，应当 将释放器拆下，进行多次管路和溶气罐的清洗。 （5）在调试时，应首先调试压力溶气系统与溶气释放系统，测 试用的溶气水应是清水。 （6）压力溶气罐的进、出水阀门，在运行时必须完全打开。 （7）运行时压力溶气罐内的水位必须妥善加以控制。一般水位 保持在离罐底60cm以上。 （8）空压机的压力需要在大于溶气罐的压力时，才向罐内注入 空气。,加压溶气气浮的调试和运行注意事项：,（9）需要经常观察池面情况。 （10）为了在刮渣时尽量不影响出水水质，刮渣时需要抬高水 位。 （11）冬季水温较低影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施 外，还可以利用增加回流水量或提高溶气压力的方法，增加 微气泡的数量极其与絮体的黏附，保证处理的效果。 （12）根据反映池的絮体、气浮池分离区的浮渣及出水水质等变化 情况，及时调整混凝剂的投加量，同时要经常检查加药管的 运行情况，防止堵塞（尤其的冬季）。 （13）做好日常运行记录，包括处理水量、投药量、溶气水量、溶 气罐压力、水温、耗电量、进出水水质、刮渣周泥渣含水率 等。,涡凹气浮（CAF） 结构与工作原理,五部分组成： 曝气装置、 气浮池、 刮渣装置、 排渣装置、 回流系统。,优点： 1.节省投资 没有压力容器、空压机、循环泵等设备，因而设备投资少。 设备占地面积小，减少土建投资。 2.运行费用低廉 因没有压力容器、空压机、循环泵等设备，从而节省电耗。 CAF系统非常容易操作，因此