气浮的基本原理

1、第八章气浮的基本原理，气浮的分类和特点气浮在废水处理中的应用，1，8.1气浮的基本原理，1。基本概念以高度分散的微小气泡为载体，将废水中的悬浮污染物粘附在一起，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物漂浮在水面上形成泡沫，然后用刮渣设备将泡沫从水面刮走，实现固液或液液分离的过程称为气浮。悬浮颗粒与气泡粘附的原理：悬浮固体颗粒能否粘附在水中的气泡上，主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面容易被水润湿，颗粒是亲水的；如果不容易被水弄湿，它是疏水的。亲水性和疏水性可以通过气体、液体和固体形成的接触角来释放。当气体、液体和固体相互接触时，固液界面张力线和气液界面张力线之间的夹角称为润湿接触角。为了便于讨论，气

2、体、液体和固体颗粒的三个相分别用1、2和3表示。2、如图所示。例如，90是一种疏水颗粒，容易粘附到气泡上。当气体、液体和固体接触时，三种界面张力总是平衡的。表示界面张力，即：1.3=1.2cos(180) 2.3 (2-11-17)，其中：1.3水-固界面张力；1.2液体和气体之间的界面张力；2.3气固界面张力；接触角。气泡附着在颗粒上之前，水中每单位界面面积的界面能为W1=1.311.2，但附着后，界面能降至W2=2.3。界面能量减少值为WW1W21.3 11.2-2.3 (21118)。将等式(21117)代入等式(21118)。W1.2 (1-cos)当亲水性和疏水性物质之间的接触为0时

3、，即当颗粒完全被水、cosl、W0润湿，并且颗粒不粘附到气泡上时，不应通过气浮进行处理。在180时，颗粒完全不被水、cos-1、W21.2润湿，颗粒容易附着在气泡上，适用于气浮处理。此外，如果1.2小，w也小，这不利于气泡和颗粒之间的粘附。3、亲水和疏水物质之间的接触、4、2通过添加化学试剂来促进气浮(1)添加表面活性剂以保持泡沫的稳定性(2)通过凝结剂去稳定以油颗粒为例，表面活性物质的非极性端吸附在油颗粒上，而极性端延伸到水中，并且极性端在水中离子化，使得油颗粒被一层负电荷包围并且产生双电层。(3)加入浮选剂改变颗粒的表面性质，5、8.2气浮的分类和特点，根据气泡产生的方式，气浮可分为：电解

4、气浮；曝气浮选：扩散曝气浮选，叶轮浮选。溶气浮选：溶气真空浮选和加压溶气浮选：全溶气流、部分溶气流和回流加压溶气流。电解气浮的工作原理8211电解气浮采用不溶性阳极和阴极直接电解废水。阳极和阴极产生氢气和氧气的微小气泡，废水中的污染物颗粒或通过混凝处理形成的絮状物附着在水面上形成泡沫层，然后刮去泡沫分离并去除污染物。在直流电的作用下，正负两极产生的氢氧微泡将废水中的颗粒污染物带到水面进行固液分离。7、8.2.1.2。电解气浮的气浮装置1。立式电解气浮池(图84)，8。2。卧式电解气浮池(图85)卧式电解气浮装置的工艺设计电流板数公式：B电解槽宽度，电极板与池壁的净距，E=1520mm板厚，mm

5、；=610mm，9、10、电极有效表面积(87)，其中：q废水设计流量，m3/h。e比流量，A h/m3 i电极电流密度，A /m3电极板面积(88)电极板高度b=h1(气浮分离室中澄清层的高度)电极板长度L=A/b(m)电极室长度L2=l2l (m) (89)，11，总电极室高度h=h1h2h3()。1.01.5米h2浮渣层高度m，0.40.5米h3保护高度m，0.30.5米电极室容积V1=BHL2(m3)分离室容积V2=Qt，t气浮分离时间，由试验确定为0.30.75小时电解气浮槽容积v=v1v2 (m3)。8 . 2 . 2 8.2.2.1微孔曝气气浮(图86)、13、8.2.2.2剪切

6、气泡气浮(1)叶轮气浮设备的结构(图87、8)、14、15、2)叶轮气浮池的设计总容积为1620分钟。系数一般为1.11.4。在总面积公式中，H浮选槽的工作水深为1.52米，而在3m公式中，它是H浮选槽中静水压气水混合物的体积密度，在0.67公斤/升公式中，压力系数等于0.20.3 U叶轮的圆周线速度，即1015米/秒。边长L=6D(D叶轮直径为200400毫米)，所以：f=36D2气浮槽数。 叶轮可吸入的水气混合物量为q:式中：通气系数，通过实验确定叶轮在0.35叶轮转速下所需的功率约为0.20.3、17、8.2.3溶解气体。 加压溶气浮选：空气在压力下溶于水，在常压下沉淀。1.溶解气浮废气

7、在常压下充气，使空气充分溶解，然后在真空条件下将废水中的溶解空气分离出来，形成细小气泡，附着的颗粒杂质漂浮在水面上，形成泡沫浮渣去除。这种方法的优点是气泡的形成、气泡与颗粒的粘附以及絮状物的漂浮都处于稳定的环境中，并且絮状物很少被破坏。气浮过程能耗低。其缺点是：容量小，分布广，不适合处理高浓度悬浮固体废水；气浮在负压下运行，刮渣器等设备都在密封的气浮池中，气浮池结构复杂，维护和运输困难，因此很少采用这种方法。18、2、加压溶气浮选(1)工作原理在加压条件下，空气溶解在水中，形成空气过饱和状态。然后将其降至常压，使空气分离出来，以微小气泡的形式释放到水中，实现气浮。该方法形成的气泡小，约20，1

8、00 m，处理效果好，应用广泛。(2)加压溶气浮选工艺可分为全溶气工艺、部分溶气工艺和回流加压溶气工艺。全溶气流(图89)、19、部分溶气流(图810)、20、回流加压溶气流(图811)、21、3、 加压溶气气浮系统的设计(1)溶气模式水泵吸水管溶气模式：水泵吸水管和水泵压力管上吸水水泵压力管射流溶气模式：(图813)普通内循环射流加压溶气(图814)、23、(3)空气饱和设备：功能：在一定压力下将空气溶于水中提供溶气的设备加压水泵：溶气量V=KTP(L/m3水)，其中：空气的溶解压力(。 见表134:设计风量V=1.25V伏(升/立方米水)；水中溶解空气量与加压时间的关系：溶解空气罐填充溶解

9、空气罐(图815)、24、(3)溶解空气水减压释放设备：直径为20100um的减压阀(截止阀)要求每个阀门的流量不同，有气泡融合现象，阀芯、阀杆和螺栓容易松动。专用释放器(图816) TS型溶气释放器为0.15兆帕，TJ型溶气释放器释放99%的溶气，在0.2兆帕以上的低压下工作，净水效果好。TV型溶气释放器有2040um、25、(4)气浮池水平气浮池(图817)、26、垂直气浮池。反应气浮池(图819)、反应气浮沉淀池(图820)、28、反应气浮过滤池(图821)、29、(5)水平矩形气浮池设计参数：h有效=2 . 02 . 5m；q=510 m3/m2h；Tday=1020min分钟。L/b=1: (11.5) u上升(接触区下端)=20毫米/秒；u上升(接触面积的上端)=510毫米/秒；不要停留2分钟；挡板角度为600，挡板直段高度为300500毫米，在分离区u=13mm毫米/秒(包括溶解气体和水回流)下，其中rCs相当于公式(815)中Sa空气在水中的溶解度(升/升)和空气体积密度(毫克/升)的乘积，r空气体积密度(毫克/升)Cs空气在水中的溶解度(毫升/升)RQ压力水回流或加压溶解空气体积，m3/d f回流加压水空气饱和度，一般为(5080)%，30，S它相当于公式(81