气浮法介绍PPT课件

.,1,气浮,气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，通过在气浮池中向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水中的污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污染物也随之浮到水面上而形成由气泡、水和污染物形成的三相泡沫层，收集泡沫层即可把污染物与水分离。,基本应用条件：浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。,污水处理技术中，气浮法固-液或液-液分离技术应用的几方面：石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离;工业废水处理;污水中有用物质的回收;取代二次沉淀池，特别是用于易产生活性污泥膨胀的情况;剩余活性污泥的浓缩。,.,4,第一节气浮的原理,基本概念：亲水性(hydrophilicity)：如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性的。疏水性(hydrophobicity)：如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的。接触角(contactangle)：在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气液界面张力线和固液界面张力线之间的夹角(包含液相的)称为平衡接触角，用表示。,空气在水中的溶解度与温度、压力有关。在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。一定温度下，溶解度与压力成正比。,水中空气的溶解,水中气泡的形成,空气从水中析出的过程分两个步骤，即气泡的形成过程气泡的增长过程气泡核的形成过程起决定性作用。有了相当数量的气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。要求：这个过程中形成数目众多的气泡核。溶解同样空气，如形成的气泡核的数量越多，则形成的气泡的直径也就越小，越有利于满足浮上工艺的要求。,界面能E与界面张力的关系如下：式中：界面张力系数；S界面面积。气泡未与悬浮颗粒粘附前,颗粒与气泡的单位面积上的界面能分别为水-粒1和水-气1，这时单位面积上的界面能之和E1为：当气泡与悬浮颗粒粘附后，界面能缩小，粘附面的单位面积上的界面能E2及其缩小值E分别为：这部分能量差即为挤开气泡和颗粒之间的水膜所做的功，此值越大，气泡与颗粒粘附得越牢固。水中的悬浮颗粒是否能与气泡粘附，与水、气、颗粒间的界面能有关。当三者相对稳定时，三相界面张力的关系式为：式中：接触角（也称湿润角）。,.,8,接触角示意图,平衡时有：LSGSLGcos（180-）接触前后的能量变化：E=E1E2=LSLGGSELG(1cos),固体,固体疏水,固体亲水,固体,水滴,水滴,接触角,接触角,.,9,ELG(1cos),（a）当颗粒完全被水润湿时，0，cos1，W0，颗粒不能与气泡粘附。（b）当颗粒完全不被水润湿时，180，cosl，W2LG，颗粒与气泡粘附的动力大，易于用气浮法处理。（c）固体的接触角越大，越易于与气泡的粘附。但对于LG很小的体系，虽然有利于固体向气泡的粘附，但由于粘附动力较小，颗粒向气泡的粘附困难。,气泡与悬浮颗粒的粘附形式,当流态为层流时，即Re1时，则“颗粒-气泡”复合体的上升速度可按斯托克斯公式计算：式中：d“颗粒-气泡”复合体的直径；s“颗粒-气泡”复合体的表观密度。上述公式表明，v上取决于水与复合体的密度差与复合体的有效直径。“颗粒-气泡”复合体上粘附的气泡越多，则s越小，d越大，因而上浮速度亦越快。,“颗粒-气泡”复合体的上浮速度,第二节气浮法的类型,气浮法的类型,电解废水可同时产生三种作用：电解氧化还原；电解混凝；电气浮。,电解浮上法,电解浮上法是将正负极相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两级间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带至水面而达到分离的目的。电解浮上法产生的气泡小于其他方法产生的气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上法的表面负荷通常低于4m3/(m2h)。电解浮上法主要用于工业废水处理方面，处理水量约在1020m3/h。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢等问题，较难适用于大型生产。,电解浮上法,电解浮上法,分散空气浮上法,.,19,切割气泡：水泵水管吸气浮选射流浮选叶轮气浮微气泡法：扩散曝气浮选,.,20,（1）水泵吸水管吸入空气气浮,这是最原始的也是最简单的一种气浮方法。这种方法的优点是设备简单，其缺点主要是由于水泵工作特性的限制，吸入的空气量不能过多，一般不大于吸水体积的10，否则将破坏水泵吸水管的负压工作。此外，气泡在水泵内破碎的不够完全，粒径大，因此，气浮效果不好。这种方法用于处理通过除油池后的石油废水，除油效率一般在5065,.,21,（2）射流气浮这是采用以水带气射流器向废水中混入空气进行气浮的方法。,溶气水去浮选,水射器,水泵吸水管,水泵压水管,空气,.,22,射流器构造示意图,由喷嘴射出的高速废水使吸入室形成负压，并从吸气管吸入空气，在水气混合体进入喉管段后进行激烈的能量交换，然后进入扩压段(扩散段)，动能转化为势能，进一步压缩气泡，增大了空气在水中的溶解度。,常数,柏努利方程为流体静力学基本方程式:,.,23,（3）叶轮浮选,在浮选池底部设有旋转叶轮，在叶轮的上部装着带有导向叶片的固定盖板，盖板上有孔洞。当电动带动动叶轮高速旋转时，在盖板下形成负压，从空气管吸入空气，废水由上的小孔进入，在叶轮的搅动下，空气被粉碎成细小的气泡，并与水充分混合成为水气混合体，甩出导向叶片之外，在池体内平稳地垂直上升，进行浮选。L形成的泡沫不断地被刮板刮出槽外。这种气浮池是从矿物浮选中直接移植过来的。,.,24,(4)扩散板曝气气浮,压缩空气通过具有细孔隙的扩散板或微孔管，使空气以细小气泡的形式进入水中，进行气浮过程。这种方法的优点是简单易行，但缺点较多，其中主要的是空气扩散装置的微孔易于堵塞，气泡较大，浮选效率不高等，因此这种方法近年已少用。,.,25,分散空气浮选的特点:,是设备简单，易于实现。其缺点是空气被粉碎的不够充分，形成的气泡粒径较大，一般不小于l0OOm，这样，在供气量一定的情况下，气泡的表面积小。由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的接触时间短促，这些因素都使布气气浮法去除效率较低。,从溶解空气和析出条件来看,加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备,真空浮上法：空气在常压下溶解，真空条件下释放优点：无压力设备缺点：溶解度低，气泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难,溶解空气浮上法,真空浮上法,加压溶气浮上法的基本原理,空气在水中的溶解度与压力的关系,空气在水中的溶解度的表示,加压溶气气浮,空气在纯水中的饱和溶解度,部分溶气加压气浮法,泵前进气：这是由水泵压水管中引出一支管，在支管上按装水力喷射器，由于水喷射时产生负压，将空气吸入，与废水混合后，经吸水管、水泵送入溶气罐。,溶气水去浮选,水射器,水泵吸水管,溶气罐,水泵压水管,空气,.,32,特点：比较简便，水气混合均匀，但水泵必须采用自吸式进水，而且要保持1m以上的水头。最大吸气量不能大于水泵吸水量的10，否则，水泵工作不稳定，会产生气蚀现象。,溶气水去浮选,水射器,水泵吸水管,溶气罐,水泵压水管,空气,泵后进气：一般是在压水管上通入压缩空气。这种方法使水泵工作稳定，而且不必要求在正压下工作。但需要由空气压缩机供给空气，为了保证良好的溶气效果，溶气罐的容积也比较大，一般需采用较复杂的填充式溶气罐。,溶气水去浮选,空气压缩机,水泵吸水管,溶气罐,水泵压水管,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：,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：,压力溶气浮上法系统的组成,压力溶气系统,压力溶气系统,压力溶气系统,压力溶气系统,加压水泵,压力溶气罐,空气供给设备,附属设备,空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力容器水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、释放器等。,空气释放系统,气浮池的功能是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、粘附，并使带气颗粒与水分离。,目前最常用，其反应池与气浮池合建。废水进入反应池完全混合后，经挡板底部进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触时间，然后由接触室上部进入分离室进行固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式气浮池的优点是池深浅、造价低、构造简单、运行方便。缺点是分离部分的容积利用率不高等。,气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过10m、长度不超过15m为宜。废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为515min。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.1m/s。废水在接触室中的上升流速一般为1020mm/s，停留时间应大于60s。,竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。缺点是与反应池较难衔接，容积利用率较低。有经验表明，当处理水量大于150200m3/h、废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。,气浮池,竖流式气浮池,平流式气浮池,.,46,气浮池工作过程：用是当废水从减压阀流入水池后，由于压力减至常压，使溶解于废水中的空气以微小气泡形式逸出。气泡在上升过程中吸附乳化油和细小悬浮颗粒，上浮至水面形成浮渣，由刮渣机除去。加压溶气浮选池的种类较多，介绍平流式、竖流式、斜板式和叶轮式四种,气浮池,.,47,平流式气浮池,.,48,.,49,.,50,竖流式气浮池,.,51,.,52,.,53,斜板式气浮池,.,54,叶轮气浮设备构造示意图,第三节气浮法的设计,2.无试验资料时，可根据气固比（A/S）进行估算式中：A/S气固比,g(释放的气体)/g(悬浮固体)，0.0050.060，一般为0.0050.006，当悬浮固体浓度较高时取上限，如剩余污泥气浮浓缩时，气固比采用0.030.04；1.31mL空气的质量，mg；ca某一温度下的空气溶解度；f压力为p时，水中的空气溶解系数，0.50.8（通常0.5）；p溶气绝对压力，kPa；qvR加压水回流量，m3/h；