气浮法介绍word版本

1、气浮法介绍 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。第一节 气浮的原理基本概念：基本概念： 亲水性亲水性(hydrophilicity)：如果颗粒易被水润如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性的。湿，则称该颗粒为亲水性的。 疏水性疏水性(hydrophobicity)：如颗粒不易被水如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的。润湿，则是疏水性的。 接触角接触角(contact angle)：在静止状态下，当在静止状态下，当气、液、固三

2、相接触时，气液界面张力气、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线和固液界面张力线之间的夹角角( (包含液相包含液相的的) )称为平衡接触角，用称为平衡接触角，用 表示。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空气的溶解 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

3、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）。SE气水粒水-1E粒气-2E气粒气水粒水-21EEE气粒气水粒水-)1

4、80cos(接触角示意图平衡时有：平衡时有： LS GS LGcos（180- ）接触前后的能量变化：接触前后的能量变化： E=E1E2= LS LG GS E LG(1 cos )固体固体固体疏水固体疏水固体亲水固体亲水固体固体水滴水滴水滴水滴接触角接触角 接触角接触角 GSLG LS E LG(1 cos )（a a）当颗粒完全被水润湿时，）当颗粒完全被水润湿时， 0 0 ，coscos 1 1， W W0 0，颗粒不能与气泡粘附。，颗粒不能与气泡粘附。（b b）当颗粒完全不被水润湿时，）当颗粒完全不被水润湿时， 180180 ，coscos l l， W W2 2 LGLG，颗粒与气泡粘

5、附，颗粒与气泡粘附的动力大，易于用气浮法处理。的动力大，易于用气浮法处理。（c c）固体的接触角越大，越易于与气泡的）固体的接触角越大，越易于与气泡的粘附。但对于粘附。但对于 LGLG很小的体系，虽然有利很小的体系，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。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Re0.6MPa空气供给设备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水泵压水管装射流器挟气式溶气方式有三种水泵吸气式在经济和安全方面都不理想，已很少使用空压机供气是较早使用的一种供气方式，使用较广泛

6、，其优点是能耗相对较低压力管装射流器进行溶气的优点是不需另设空压机，没有空压机带来的油污染和噪声水 泵 吸 气 式空压机供气式 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

7、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，

8、容积利用率较低。有经验表明，当处理水量大于150 200m3/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 气浮池工作过程气浮池工作过程：用是当废水从减压阀：用是当废水从减压阀流入水池后，由于压力减至常压，使溶流入水池后，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。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，由刮渣浮颗粒，上浮至水面形成浮渣，由刮渣机除去。机除去。 加压溶气浮选池的种类较多，介绍加压溶气浮选池的种类较多，介绍平流平流式式、竖流式、斜板式

9、竖流式、斜板式和和叶轮式叶轮式四四种种 气 浮 池 平流式气浮池平流式气浮池竖流式气浮池斜板式气浮池斜板式气浮池叶轮气浮设备构造示意图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，

10、m3/h； qv 设计水量，m3/h；si 入流废水的悬浮固体浓度,mg/L。压压 力力 溶溶 气气 浮浮 上上 法法 的的 设设 计计 计计 算算 气浮所需空气量气浮所需空气量1. 有试验资料时式中：q v气浮池设计水量，m3/h； R试验条件下的回流比，%； ac试验条件下的释气量，L/m3； 水温校正系数，取1.11.3（主要考虑水的粘滞度影响， 试验时水温与冬季水温相差大 者取高值）。cvgvaRqqSivvRa)1(3.1qqfpcSA 溶气罐高h：式中：h1罐顶、底封头高度（根据罐直径而定），m； h2 布水区高度，一般取0.20.3m； h3 贮水区高度，一般取1.0m； h4

11、填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.01.3m。压压 力力 溶溶 气气 浮浮 上上 法法 的的 设设 计计 计计 算算 溶溶 气气 罐罐 溶气罐直径Dd选定过流密度I后，溶气罐直径按下式计算： 一般对于空罐，I选用10002000m3/(m2d)，对填料罐，I选用25005000 m3/(m2d)。IqD4VRd43212hhhhh压压 力力 溶溶 气气 浮浮 上上 法法 的的 设设 计计 计计 算算 气气 浮浮 池池接触池的表面积Ac 选定接触室中水流的上升流速vc后，按下式计算： 接触室的容积一般应按停留时间大于60s进行复核。cVRVcvqqAHAAV)(sc分离室的表面积As 选定分离速度(分离室的向下平均水流速度)vs