第12章气浮(环境工程原理中北)

1、第十二章气浮、气浮的基本原理、气浮法：通过某种技术产生大量的微气泡，使其附着在水中的固体或液状微粒上，形成密度比水低的气浮，通过浮力浮在水面上形成渣滓，刮去水中的固体或液去除对象：水中密度接近1的浮游粒子(既不能自然沉淀也不能自然上浮)。 气泡大小的影响：同体积的大气泡分散到小气泡中后，其表面积远大于大气泡的表面积，增加了气泡和粒子的碰撞附着机会，另外，大气泡比小气泡受到剪切力的能力弱，大气泡上升时被激烈搅拌，难以附着气泡的直径最好在100m以下。 气泡的稳定性：气泡本身有相互附着降低界面的倾向，即气泡的合并作用，减少了附着机会。 另外，持有粒子的气泡上升到水面后，马上崩溃的话，附着的粒子就不

2、会被削掉，再次掉到水中。 气泡和气泡的稳定性，研究表明，水中含有一定量的表面活性物质时，能有效增强气泡的稳定性，防止气泡合并和气泡崩溃。 凝集剂的脱稳定化，如果水中的表面活性物质过多，气泡和粒子带有相同编号的电荷，变得太稳定，难以形成气泡。 在这种情况下，投入凝集剂(也称为破乳剂)来压缩双电层，消除电荷的排斥作用，使粒子能够附着在气泡上。 关于给药化学药剂对气溶胶效果的促进作用，在水中表面活性物质不足的情况下，必须给水中加入发泡剂。 对于微细分散了亲水性粒子的杂质的工业排水，向水中投入浮选剂，使粒子的亲水性表面变成疏水性，促进与气泡的密合。 发泡剂多是由极性无极性分子构成的表面活性剂。 由于圆

3、头表示极性基，水分子是强极性分子，所以极性端进入水的末端表示无极性基，是疏水基，向气泡内部延伸。 相同编号的电荷排斥，可以有效地防止气泡的合并和崩溃，提高气泡的稳定性。 气浮系统的类型和装置、电解气浮法、电解气浮法实现了电极在直流作用下电解水，在电极周围产生细致均匀的氢气泡和氧气泡，这些气泡附着在水中的固体或液体污染物上，并一起浮起，去除水中污染物的处理方法。 电解气体浮法的电极也可以使用可溶性电极，例如可采用铝、铁等的石墨、不锈钢等不溶性电极。 利用可溶性电极的电解气体浮法的处理效果优于不溶性电极的电解气体浮法，但其存在能量、消耗品等缺点。 在应用中多使用不溶性电极的电解气体浮法。 该方法除

4、了固液分离外，还具有氧化、杀菌、降低BOD等作用。 电解气浮装置、工作原理、电解气浮装置分为平流式和纵流式。 在生产气泡的方式中，平流式电解气浮装置采用矩形的气浮池，如下图所示。 工作过程：水首先进入流入室，经整流光栅整流后进入电极组，电极在直流的作用下使水电解产生细小的氢气泡和氧气泡，这些气泡附着在水中的固体或液体粒子上后，与水流一起进入分离室，浮在水面上形成泡状渣滓，在浮渣机的作用下不能分离的沉淀物从排泥口排出。 分离室：纵流式电解上浮装置如下图所示。 工作过程：原水进入流入室，经整流光栅整流后，进入电极组，电极在直流的作用下使水电解产生细小的氢气泡和氧气泡，气泡附着在水中的固体或液体粒子

5、上后，水流通过流出孔进入分离室，浮到水面上形成泡状渣滓，在浮渣的作用下没有分离而沉入分离室底部的沉淀物通过排泥管排出。，工作的过程：压缩气体通过气浮池底部的细孔陶瓷扩散板形成大量的小气泡，小气泡附着在水中的固体或液体粒子上，通过分离区，大量地生成固体或液体粒子渣滓从上部的渣滓口排出，水从浮子下部的排水管排出。、分离区、散气浮法、散气浮法是直接向水中填充气体，利用散气装置使气体均匀分布于水中的浮法。 根据散气装置分为细孔曝气浮法和剪切气泡浮法。 工作原理：剪切气泡浮法、剪切气泡浮法是利用散气装置的剪切力粉碎、分割、散布的气体浮法。 分割气泡的方法有喷射气流浮法、叶轮气流浮法、涡凹空气浮法等。 工

6、作原理、旋涡凹气浮法也被称为空化浮法(CAF )，是美国海德罗CAF环保公司的专利产品。 气浮装置如下图所示。 工作过程：涡凹曝气机的涡轮通过高速旋转产生的离心力使涡轮轴心产生负压，从吸气孔吸入空气，空气沿涡轮的气孔排出，被涡轮的叶片粉碎，大量的微小气泡均匀分布在污水中， 微小气泡和漂浮在污水中的固体或液状粒子在接触区附着后，与水流一起进入分离室，漂浮在水面上形成渣滓，在浮渣机的作用下搅入渣滓槽，通过螺旋输送机排出。 水通过水位调节器排出。 气浮池底部回流管的循环作用能大幅度减少固体沉淀的机会。 利用、分离区、接触区、气体在水中的溶解度随压力增加而增加的原理，使气体在高压(或常压)时溶解于水，

7、在低压(或真空)时从水中析出，产生大量气泡，达到上浮效果的一种上浮处理溶解气体浮法、工作原理、空气常压下溶解、真空条件下释放。 优点：没有压力设备的缺点：溶解度低，气泡的释放有限，空气在负压下运动，推进器等设备位于密封的气浮池内，所以气浮池结构复杂，运行维持困难，法的应用少。 真空溶解气体浮法根据产生压力差的方法，使空气在加压条件下溶解，并在常压下将过饱和空气作为微小气泡放出。 特点：气体溶解量大，减压释放产生的气泡粒径小，一般20100m，粒径均匀，微气泡在气浮池上升速度慢，对池的干扰小，特别松，适合细絮凝物固液分离的设备维护和工艺操作简单，管理简单加压溶解气体浮法根据溶解气体水的由来和量的

8、不同，加压溶解气体浮法、全废水溶性气体浮法将全废水变成加压溶解气体，通过减压开放装置进入气浮池，进行气浮分离。 1加压泵2压力气罐3减压阀4排气器5分离区6熔渣机7水位调节器8压力表9排气阀10排水区11熔渣室、空气饱和设备、加压泵供水和空气压缩机被供给到气罐，两者充分混合接触，空气在压力下溶入水中。 其装置如下图所示，系统构成为空气饱和设备、空气放出设备、空气浮池、除渣设备等。空气排放设备、除渣设备、气浮池、一部分废水的溶解气体浮法，它将一部分废水加压溶解气体，其馀废水直接进入气浮池，装置如下图所示。 1加压泵2压气罐3减压阀4分离区5刮板机6水位调节器7压力表8排气阀、部分回流气体浮法、部

9、分水回流、加压后送到气体浮池，排水直接送到气体浮池的装置如下图所示。 1加压泵2压力溶解罐3减压阀4分离区5刮板机6水位调节器7压力计8排气阀，、气浮池的池体一般为矩形，池深为2.02.5m，池深与池宽之比大于0.3。浮子的表面负荷通常为510m3/(m2h )，总停留时间为3040min。 废水进入反应槽完全混合后，通过挡板底部进入接触室延长絮凝物和气泡的接触时间，从接触室上部进入分离室进行固液分离。 池面的渣滓被渣滓机扒入渣槽，清水从底部的渣槽排出。 平流式气浮池：气浮池、纵流式气浮池一般多采用圆柱形池体，池高45m，直径一般为910m。 其他基本的工艺参数与平流式气浮相同。 其优点是接触

10、室位于池塘中央，水流向周围扩散，水力条件好。 缺点是难以与反应池联系，容积利用率低。 经验表明，废水中可沉降物质多，处理水量超过150200m3/h时，应采用纵流式气浮池。 纵流式气浮池有平流式气浮池和纵流式气浮池两种。 其中平流式气浮池使用最多。 供水处理中：高含藻水源水净化：武汉东湖水厂，气浮替代沉淀，藻类去除率在80以上。 低温、低浊水的净化：沈阳自来水厂。 气浮法的应用、废水处理中：分离回收含油排水中的悬浮油和乳化油，回收工业废水中的有用物质，例如造纸工厂废水中的纸浆纤维和填料等，分离回收以分子和离子的状态存在的表面活性物质和金属离子等。 代替浓缩剩馀活性污泥的二次沉淀池，特别适合容易

11、发生污泥膨胀的生化处理工艺，在含藻水处理中的应用，某水厂水源是水库水，藻类增加，原处理技术不正常，因此采用了气浮藻去除技术。 项目投入后，藻类平均去除率达到92.5，出水水质大幅度改善，滤池的反冲洗周期从改造前的23h增加到24h，恢复正常运转。 比较了水厂改造前后水厂的运行效果，在含油排水处理中的应用是，某厂含油排水流量为250m3h，经平流式油分离池处理后，进行气浮处理。 采用的回流加压溶解气体上浮的流程如下图所示。 加入20mg/L、5的压缩空气。 在0.3MPa的压力下将空气溶于水，气浮处理的运行效果应用于、一次污水处理的强化，一次污水处理的强化通常采用凝聚-气浮工艺。 凝聚气浮技术的优点是加强对磷的去除，对有机物、细菌及其他微污染物的去除效果也很好。 设计参数：氯化铁为絮凝剂时，投入量为1525mg/L，絮凝池水力滞留时间为2530min，g值采用6080s-1，气浮池设计水力负荷56m3