隔油和破乳PPT課件

1、第三章 浮力浮上法,.,學(xué)習(xí)內(nèi)容,1、概述 2、隔油池 3、氣浮 4、乳化油及破乳方法,.,1.概述,1.1原理 借助于水的浮力，使水中不溶態(tài)污染物浮出水面，然后用機(jī)械加以刮除的水處理方法統(tǒng)稱為浮力浮上法。 1.2分類 根據(jù)分散相物質(zhì)的親水性強(qiáng)弱和密度大小，以及由此而產(chǎn)生的不同處理機(jī)理，浮力浮上法可分為: 自然浮上法、氣泡浮升法和藥劑浮選法三類。,.,1.3 定義 自然浮上法-水中的粗分散相物質(zhì)是比重小于l的強(qiáng)疏水性物質(zhì)，可以依靠水的浮力使其自發(fā)地浮升到水面。主要用于粒徑大于5060m的可浮油的分離，因而常稱為隔油。 氣泡浮升法-分散相物質(zhì)是乳化油或弱親水性懸浮物，就需要在水中產(chǎn)生細(xì)微氣泡，使

2、分散相粒子粘附于氣泡上一起浮升到水面，簡(jiǎn)稱氣浮。 藥劑浮選法-分散相物質(zhì)是強(qiáng)親水性物質(zhì)，就必須首先投加浮選藥劑，將粒子的表面性質(zhì)轉(zhuǎn)變成為疏水性的，然后再用氣浮法加以除去，這就是藥劑浮選法，簡(jiǎn)稱浮選。,.,2.1. 油的概述,1 油類的來源 2 油的狀態(tài) 3 油污染的危害,2. 隔油池,.,1 含 油 廢 水 來 源,.,可浮油：呈懸浮狀態(tài)，粒徑大于15m，占石油煉廠廢水含油量的6080%， 易于用隔油池去除。 分散油：粒徑大于1m，懸浮分散于水相中，不穩(wěn)定，可采用粗粒化方法去除。 乳化油：呈乳化狀態(tài)，粒徑1m，由于表面活性劑的存在使體系較穩(wěn)定，必須破乳。一般采用浮選、混凝、過濾等處理方法。 溶

3、解油：呈溶解狀態(tài)，一般低于515mg/l, 難于自然分離，可采用吸附、化學(xué)氧化及生物氧化方法去除。 油-固體物：水體中的油黏附在固體懸浮物的表面形成油-固體物，可采用分離法去除。,油的狀態(tài),.,3 油 污 染 對(duì) 環(huán) 境 的 危 害,在土壤孔隙間形 成油膜，產(chǎn)生堵 塞作用，致使空 氣、水分及肥料 均不能滲入土中， 破壞土層結(jié)構(gòu)， 不利于農(nóng)作物的生 長(zhǎng)，甚至是農(nóng)作 物枯死。,含油廢水排入水 體后將在水面上 產(chǎn)生油膜，阻礙 大氣中的氧向水 體轉(zhuǎn)移，使水生 生物處于嚴(yán)重缺 氧狀態(tài)而死亡。 在灘涂上還會(huì)影 響?zhàn)B殖和利用。,含油廢水排入城 市溝道，對(duì)溝 道、附屬設(shè)備及 城市污水處理廠 都會(huì)造成不良 影響

4、。,.,2.2 隔油池 用自然浮上法去除可浮油的構(gòu)筑物，稱為隔油池。目前常用的隔油池有平流式隔油池和斜板式隔油池兩類。 平流式隔油池(API) 斜板式隔油池： 平行板式 (PPI) 波紋斜板 (CPI),.,2.2.1 平流式隔油池,1.工作過程 Flash,含油廢水通過配水槽進(jìn)入矩形的隔油池，沿水平方向緩慢流動(dòng)，在流動(dòng)中油品上浮水面，由集油管或刮油機(jī)推送到集油管中流入脫水罐。 沉淀下的重油及其他雜質(zhì)，積聚到池底污泥斗中，通過排泥管進(jìn)入污泥管中。 處理后的廢水溢流入排水渠排出池外，進(jìn)行后續(xù)處理，以去除乳化油及其他污染物。,.,2.構(gòu)造： 鋼混或磚石砌筑。一般分為24格，單格寬=6米，以便布水均

5、勻。有效水深不超過2米，長(zhǎng)寬比4。 多用鏈帶式的刮油刮泥機(jī)。一般每格安裝一組刮油刮泥機(jī)，設(shè)一個(gè)污泥斗。 蓋板保溫，防火防雨；北方地區(qū)設(shè)置保溫設(shè)施。,.,集油槽,.,3.特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，除油效果穩(wěn)定； 操作與維護(hù)容易，使用比較廣泛。 缺點(diǎn)： 停留時(shí)間較長(zhǎng)(1.5-2.0小時(shí))，水平流速大約為2-5mm/s； 池體龐大，占地多； 去除油粒粒徑一般不小于100150m，除油率70% 。,.,4.隔油池的設(shè)計(jì)平流式,1.平流式隔油池的總?cè)莘e W=Qt 式中：Q-廢水設(shè)計(jì)流量，m3h； t停留時(shí)間，一般為1.5-2h。 或者按照表面負(fù)荷計(jì)算： 隔油池的表面積A： A=Q/q； 其中，q

6、取1.2m3/m2h,.,2.格數(shù)n 隔油池宜分隔為數(shù)格，分格數(shù)n通常為24。 3.寬度b 如采用機(jī)械刮油，單格寬度b必須與刮油機(jī)的跨度規(guī)格相匹配，一般為6.0m、4.5m、3.0m、2.5m和2.0m； 采用人工刮油時(shí)，b不宜大于3.0m。 4.水深h 隔油池工作水深h一般不小于2.0m，hb宜在0.30.4范圍。顯然，過流斷面面積FQvnhb。 5.長(zhǎng)度L L=A/nb,所得的L值應(yīng)滿足單格長(zhǎng)寬比Lb4.0。,.,優(yōu)點(diǎn)： 可分離的最小油滴直徑為60m; 相應(yīng)的上升速度不高于0.2mm/s; 停留時(shí)間30min, 為平流式的1/4-1/2。,2.2.2 斜板式隔油池,1.原理淺層原理,.,平

7、流式隔油池內(nèi)安裝許多傾斜的平行板，便成了平行板式隔油池(PPI)。斜板的間距為100mm。這種隔油池的特點(diǎn)是油水分離迅速，占地面積小(只為API的1/2)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)和清理都比較困難。,2. 平行板式隔油池(PPI),.,Flash,.,3.波紋板隔油池(CPI),將PPI的平行板改換成波紋斜板，既波紋板隔油池(CPI)。 板間距20-40mm，傾角45。水沿板面向下，油滴沿板下表面向上，匯集后用集油管排出，處理后的水從溢流堰排出。 分離效率更高，池內(nèi)水的停留時(shí)間約為30min，占地只有PPI式的2/3。,.,.,平流式+斜板,.,3. 氣浮,3.1、概述 3.2、氣泡形成和粘附過程 3

8、.3、氣浮設(shè)備及其設(shè)計(jì)計(jì)算,.,3.1 概述,1.工作原理 氣浮過程中，細(xì)微氣泡首先與水中的懸浮粒于相粘附，形成整體密度小于水的“氣泡-顆粒”復(fù)合體，使懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面。 由此可見，實(shí)現(xiàn)氣浮分離必須具備以下三個(gè)基本條件： 一是:水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡； 二是:污染物形成不溶性的固態(tài)或液態(tài)懸浮體； 三是:氣泡能夠與懸浮粒子相粘附。 這里著重討論細(xì)微氣泡的形成以及它與懸浮粒子的粘附問題。,.,3.2.1 空氣的溶解、釋放及氣泡性質(zhì) 1、空氣的溶解 2、溶解空氣的釋放 3、細(xì)微氣泡的性質(zhì) 3.2.2 懸浮粒子與氣泡的粘附,3.2 氣泡形成和粘附過程,.,3.2.1 空氣的溶解、釋放及

9、氣泡性質(zhì) 1、空氣的溶解,V空氣在水中的溶解度，Lm3； KT溶解度系數(shù)，LkPam3， p溶液上方的空氣平衡分壓，kPa,溶解度與壓力正比，溫度反比,.,(1)溶氣效率-溶解于水中的空氣量與通入空氣量的百分比。 溶氣效率與溫度、溶氣壓力及氣;液兩相的動(dòng)態(tài)接觸面積有關(guān)。 (2)空氣在水中的飽和系數(shù)-在一定條件下，空氣在水中的實(shí)際溶解量與平衡溶解量之比. 飽和系數(shù)與溶氣時(shí)間及溶氣罐結(jié)構(gòu)有關(guān)。在24min的常用溶氣時(shí)間內(nèi)，填料罐的飽和系數(shù)為0.70.8。,.,2、溶解空氣的釋放,釋氣過程是在溶氣水在反復(fù)地收縮、擴(kuò)散、撞擊、反流、擠壓、輻射和旋流中完成的，整個(gè)過程歷時(shí)不到0.2s。,.,(1)氣泡直

10、徑-d愈小，其分散度愈高，對(duì)水中懸浮粒子的粘附能力和粘附量也就愈大。 (2)氣泡密度-指單位體積釋氣水中所合微氣泡的個(gè)數(shù)，它決定氣泡與懸浮粒子碰撞的機(jī)率。 (3)氣泡的均勻性- 一是指最大氣泡與最小氣泡的直徑差；二是指小直徑氣泡占?xì)馀菘偭康谋壤?(4)氣泡穩(wěn)定時(shí)間-是將溶氣水注入1000mL量筒，從滿刻度起到乳白色氣泡消失為止的歷時(shí)。優(yōu)良的釋放器釋放的氣泡穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)在4min以上。 （5）溶氣利用率-是指能同懸浮粒子發(fā)生粘附的氣泡量占溶解空氣量的百分比。,3、細(xì)微氣泡的性質(zhì),.,3.2.2 懸浮粒子與氣泡的粘附 1、氣泡與懸浮顆粒粘附的條件,表面張力-將液體表面分子拉向液體內(nèi)部、縮小液體表面

11、的趨勢(shì)的力。 表面能-要使表面分子不被拉向液體內(nèi)部，就需要克服液體內(nèi)部分子的吸引力而作功，因而液體表層分子具有更多的能量. 同樣，在液、氣、固三相介質(zhì)的表面也存在界面張力和界面能。界面能與界面張力的關(guān)系如下：,界面張力系數(shù)； S界面面積,.,氣泡未與懸浮顆粒粘附之前，顆粒與氣泡的單位面積上的界面能分別為水-粒1和水-氣1，這時(shí)單位面積上的界面能之和E1為： 當(dāng)氣泡與懸浮顆粒粘附后，界面能縮小，粘附面的單位面積上的界面能E2及其縮小值E分別為： 這部分能量差即為擠開氣泡和顆粒之間的水膜所作的功，此值越大，氣泡與顆粒粘附得越牢固。,式(1),.,水中的懸浮顆粒是否能與氣泡粘附，與水、氣、顆粒間的界

12、面能有關(guān)。當(dāng)三者相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，三相界面張力的關(guān)系如圖10-40所示，其關(guān)系式為： 式中：-接觸角（也稱濕潤(rùn)角） 上式帶入式（1）得：,否能粘附接觸角有關(guān): 當(dāng)0時(shí)，cos1，E0，這類物質(zhì)親水性強(qiáng)（稱親水性物質(zhì)），無力排開水膜，不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。 當(dāng)180時(shí)，cos -1，E2水-氣，這類物質(zhì)憎水性強(qiáng)（稱憎水性物質(zhì)），易與氣泡粘附，宜用氣浮法去除。,.,.,2.氣泡與懸浮顆粒的粘附形式,氣粒吸附,氣泡頂托,氣泡裹夾,.,3.3 浮上法的類型,（一）電解浮上法 （二）分散空氣浮上法 （三）溶解空氣浮上法 1、真空浮上法 2、加壓溶氣浮上法,礦物浮選，也用于含油脂、羊毛等污水的初級(jí)處

13、理及含有大量表面活性劑的污水。,水量小的工業(yè)廢水,.,（一）電解浮上法-將正負(fù)極相間的多組電極通直流電時(shí)，廢水電解，正負(fù)兩級(jí)間產(chǎn)生的氫和氧的細(xì)小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達(dá)到分離的目的。,豎流式電解池Flash,.,特點(diǎn):產(chǎn)生的氣泡小，特別適用于脆弱絮狀懸浮物；去除污染物范圍廣，泥渣量少，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備小等。但電耗高，操作管理復(fù)雜，電極易結(jié)垢，較難適用于大型生產(chǎn)。 應(yīng)用：可以處理多種含有機(jī)物、重金屬?gòu)U水，如制革廢水、毛皮廢水、肉類加工廠廢水和電鍍廠廢水等。,Flash,.,（二）分散空氣浮上法,利用機(jī)械剪切力，將混合于水中的空氣粉碎成微細(xì)氣泡。 粉碎方式不同，可分為： 射流氣浮 微氣泡

14、（微孔曝氣） 切割空氣法,.,射流氣浮-利用射流器喉管中高速水流形成負(fù)壓或真空，造成大量空氣被吸入，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合，空氣被粉碎成細(xì)微氣泡。,.,微氣泡（微孔曝氣） 壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細(xì)小氣泡。 特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單易行，但易堵塞，氣泡較大，氣浮效果不高等缺點(diǎn)。,.,切割氣泡法 將空氣引入到一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)混合器或葉輪機(jī)的附近，通過高速旋轉(zhuǎn)混合器的高速剪切，將引入的空氣切割成細(xì)小氣泡。 特點(diǎn)： 適合水量不大，污染物質(zhì)濃度較高的廢水。,.,（三）溶解空氣浮上法,1、真空浮上法-空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放。,缺點(diǎn)： 空氣的溶解在常壓下進(jìn)行，溶解度低、氣泡釋放有限；

15、需要真空設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)困難。,.,預(yù)曝氣,釋放氣泡,.,3.3.1 加壓溶氣浮上法,1.定義-空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來。 2.特點(diǎn)-溶解在加壓下進(jìn)行，溶解度高、氣泡釋放多，效率高. 3.工作原理 在高壓和活躍的氣液兩相的動(dòng)態(tài)接觸面積能提高空氣的溶氣效率。 例如:在20和290490kPa(表壓)的溶氣壓力下，填料溶氣罐的平均溶氣效率為7080%，空罐僅為50%.,.,4. 加壓溶氣法流程的組成,壓力溶氣系統(tǒng),空氣釋放系統(tǒng),氣 浮 池,.,壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成,4. 加壓溶氣法流程的組成,.,壓力溶氣系統(tǒng),.,壓力溶氣系統(tǒng),.,.,壓力溶氣系統(tǒng),加壓水泵

16、,壓力溶氣罐,空氣供給設(shè)備,附屬設(shè)備,泵前插管進(jìn)氣，是在加壓泵的吸水管上設(shè)置一個(gè)膨脹的插管管頭，在管頭軸線上沿水婉方向插入l3支900的進(jìn)氣管。 水泵運(yùn)行時(shí)，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負(fù)壓將空氣從進(jìn)氣管吸入，并與水一起在泵內(nèi)增壓、混合和部分溶解。 這種溶氣方式簡(jiǎn)便易行、能耗低，但氣水比受到一定限制，一般為58，最高不能超過10，而且加壓泵葉輪易受氣蝕。,.,壓力溶氣系統(tǒng),加壓水泵,壓力溶氣罐,空氣供給設(shè)備,附屬設(shè)備,射流進(jìn)氣是以加壓泵出水的全部或部分作為射流器的動(dòng)力水，當(dāng)水流以3040ms的高速紊流束從噴嘴噴出，并穿過吸氣室進(jìn)入混合管時(shí)，便在吸氣室內(nèi)造成負(fù)壓而將空氣吸入。 氣水混合物在混合管(喉管)內(nèi)劇烈

17、紊動(dòng)、碰撞、剪切，形成乳化狀態(tài)。進(jìn)入擴(kuò)散管后，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能而使空氣溶于水，隨后進(jìn)入溶氣罐。 這種供氣方式設(shè)備簡(jiǎn)單，操作維修方便，氣水混合格解充分；但由于射流器阻力損失大(一般為加壓泵出口壓力的30%)而位能耗偏高。,.,壓力溶氣系統(tǒng),加壓水泵,壓力溶氣罐,空氣供給設(shè)備,附屬設(shè)備,空壓機(jī)供氣的優(yōu)點(diǎn)是氣量、氣壓穩(wěn)定，并有較大的調(diào)節(jié)余地，但噪聲大，投資較高。,.,空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。 溶氣釋放裝置的功能是將壓力溶氣水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。 常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放器等。,空氣釋放系統(tǒng),.,功能-提

18、供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。,氣 浮 池,類型:平流式 豎流式,.,平流式氣浮池,目前最常用，反應(yīng)池與氣浮池合建。 工作過程: 廢水入混合后，經(jīng)擋板底入以延長(zhǎng)絮體與氣泡的接觸時(shí)間，然后由上部進(jìn)入進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。 優(yōu)點(diǎn): 池深淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。 缺點(diǎn): 分離部分的容積利用率不高等。,.,矩形氣浮池,工藝參數(shù) 有效水深通常為2.0-2.5m,一般以單格寬不超過10m，長(zhǎng)不超過15m為宜。 停留時(shí)間與混凝劑種類、投加理、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為5-15min。為避免打碎絮體，

19、廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)0.1m/s.廢水在接觸室中的上升流速成一般為10-20mm/s，停留時(shí)間應(yīng)大于60s.,.,優(yōu)點(diǎn): 接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。 缺點(diǎn): 與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。 有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)Q150-200m3/h，廢水中的可沉物質(zhì)較多時(shí)，宜采用豎流式氣浮池。,豎流式氣浮池,.,.,5.加壓溶氣法的三種基本流程： 全溶氣流程 部分溶氣流程 回流溶氣流程,特點(diǎn)： 溶氣量大，但動(dòng)力消耗大，絮凝體容易在加壓和溶氣過程中破碎，水中的懸浮粒子容易在溶氣罐填料上沉積和堵塞釋放器。,全溶氣流程,溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；在處理水量

20、相同時(shí)，它較部分回流溶氣法所需氣浮池小。全部廢水經(jīng)過壓力泵，所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。,.,原水的部分進(jìn)水加壓，其余混凝處理，混合氣浮。雖避免了絮凝體易碎，但溶氣罐填料和釋放器仍易被堵塞。,部分溶氣流程,與全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，因此動(dòng)力消耗低； 氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。,.,處理后的凈化部分回流加壓，原水全部混凝氣浮。這種流程能耗低，混凝劑利用充分，而且操作較為穩(wěn)定，因而應(yīng)用最為普遍。,回流溶氣流程,加壓的水量少，動(dòng)力消耗?。?氣浮過程中不促進(jìn)乳化； 礬花形成好，后絮凝也少； 氣浮池的容積較前兩種流程大。

21、,.,6.氣浮法的特點(diǎn)及其應(yīng)用,與沉淀法相比，具有以下特點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)： 表面負(fù)荷高，停留時(shí)間短，池深淺，占地少，基建省，效率高。 具有預(yù)曝氣作用，出水和浮渣含有一定量氧，對(duì)去除表面活性劑及臭味有明顯效果，利于后續(xù)處理或再用，泥渣不易腐化。 對(duì)低溫低濁的含藻水，氣浮效果較高，出水水質(zhì)好。 對(duì)活性污泥法系的固液分離，采用氣浮可以消除污泥膨脹問題，對(duì)曝氣池正常工作十分有利。 浮渣含水率一般在96%以下，對(duì)污泥后續(xù)處理有利。 可以回收利用有用物質(zhì)。 缺點(diǎn)： 氣浮池電耗較高，每噸水約電量0.03-0.04kWh。 設(shè)備維修管理工作量增加，減壓閥，釋放器或射流器易堵塞。 浮渣怕較大風(fēng)雨襲擊。,.,主要用途及

22、效果：適用于造紙廢水處理及纖維回收、印染廢水處理、電鍍等含各種重金屬離子廢水處理、含油廢水處理、制革廢水處理、化工廢水處理、油漆廢水處理、食品廢水處理、生物處理的泥和水的分離、低溫低濁地面水處理、含藻地面水處理以及其它多種廢水的固、液分離。,.,7. 壓力溶氣氣浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì),.,.,.,.,1.當(dāng)有試驗(yàn)資料時(shí)，可用下 式計(jì)算： Q vg=Qv Rac 式中： Qv-氣浮池設(shè)計(jì)水量，m3/h； R-試驗(yàn)條件下的回流比，%； ac-試驗(yàn)條件下的釋氣量，L/m3； -水溫校正系數(shù)，取1.1-1.3 （主要考慮水的粘滯度影響， 試驗(yàn)時(shí)水溫與冬季水溫相差大 者取高值）。,2.當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，可根據(jù)氣固

23、比（A/S）進(jìn)行估算: 式中：A/S-氣固比（g釋放的氣體/g懸 浮固體），一般為0.005-0.006。 當(dāng) 懸浮固體濃度較高時(shí)取上限，如剩余污 泥氣浮濃縮時(shí)，采用0.03-0.04； 1.3 -1mL空氣的重量，mg； ca -某一溫度下的空氣溶解度； f -壓力為p時(shí)，水中的空氣溶解系數(shù)， 0.5-0.8（通常0.5）； p0 -表壓，kPa； qvR -加壓水回流量，m3/h； qv -設(shè)計(jì)水量，m3/h； Sa -入流廢水的懸浮固體濃度，mg/L。,7.部分回流壓力溶氣浮上法的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 供氣量和空壓機(jī)選擇,.,根據(jù)氣固比A/S的定義可得下式所示的關(guān)系：,式中 AS-氣浮過程氣

24、固比，L空氣kgSS； Q和Qr-分別為人流廢水和溶氣用水流量，m3L； C-98kPa壓力和指定溫度下空氣在水中的平衡溶解量，mL/L； f-溶氣水中的空氣飽和系數(shù)； p-溶氣絕對(duì)壓力，kPa； Sa-入流廢水中的SS濃度，mg/L。,.,式中 KT-空氣在水中的溶解度系數(shù)，LkPam3； -溶氣效率()。,空壓機(jī)額定供氣量Qa (m3min)為：,式中 -空壓機(jī)安全系數(shù)，一般取l.21.5； 1.25-空氣過量系數(shù)。 按Qa和溶氣壓力及輸氣管路阻力降，即可進(jìn)行空壓機(jī)選型。,由上式可求得加壓溶氣用水的需用量Qr，并按下式計(jì)算實(shí)際供氣量Qa(Lh)：,.,溶氣罐直徑Dd 按下式計(jì)算： 式中：

25、I-過流密度,對(duì)于一般空罐 取1000-2000m3/(m2d)，填料 罐取2500-5000 m3/(m2d)。,溶氣罐高h(yuǎn)： 式中： h1 - 罐頂、底封頭高度,根據(jù)罐 直徑定，m； h2 - 布水區(qū)高度，一般取0.2- 0.3m； h3 - 貯水區(qū)高度，一般取1.0m； h4 - 填料層高度，當(dāng)采用階梯 環(huán)時(shí)，可取1.0-1.3m。,(2) 溶氣罐,.,式中 fd-溶氣罐有效容積系數(shù)，常取5060。 確定Vd后，可按徑高比DH1：(34)確定其結(jié)構(gòu)尺寸?？展奕H1：3，填料罐取DH1：4。 目前，溶氣罐已有若干系列的定型產(chǎn)品(如RG型和YJR型等)供選用。為了保證溶均罐的穩(wěn)定運(yùn)行和減輕

26、操作強(qiáng)度，溶氣罐應(yīng)設(shè)液位自動(dòng)控制裝置。,溶氣罐的容積，原則上可按溶氣用水量Qr(m3min)、溶氣時(shí)間t(min)計(jì)算。,.,溶氣罐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,.,實(shí)踐證明：溫度、過水密度和填料層高度是影響溶氣效率的主要因素,影響溶氣效率的主要因素,.,TR系列高通量壓力溶氣罐,主要特點(diǎn)1耗能低、效率高(溶氣效率高達(dá)99%)。2自動(dòng)調(diào)整溶氣罐內(nèi)氣液平衡。3低壓運(yùn)行(2.5-3Kgf/cm2壓力下即可高效運(yùn)作)。4過水密度大(罐截面負(fù)荷率可達(dá)5000米3/米2。日)。5在不排放未溶空氣的條件下運(yùn)行，可節(jié)省空壓機(jī)電耗，大大縮短連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)空壓機(jī)壽命。6小阻力均勻布水，壓力降僅為噴頭布水的十分之一， 因而有效

27、的利用水泵揚(yáng)程節(jié)省電耗，避免噴頭的堵塞。7罐體輕巧，安裝、使用、維護(hù)方便,.,.,（3） 溶氣釋放系統(tǒng),壓力溶氣水經(jīng)過瞬時(shí)降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣后，很快形成無數(shù)大小不同的超微氣泡(D1um)，并在劇烈的紊流擴(kuò)散和分子擴(kuò)散中繼續(xù)碰撞和逐級(jí)并大，從而形成密集的微氣泡(1umD100um)，從溶氣釋放器中流出。而釋放空氣分子集合的快慢和并成氣泡的大小，取決于溶氣水的壓力溶氣釋放器的降壓方式。 在實(shí)際選用過程中，溶氣釋放器，有簡(jiǎn)單閥門式、針型閥式以及專用釋放器（專利），其性能的判別一般遵從如下三個(gè)點(diǎn)： 1、產(chǎn)水量：釋放器的產(chǎn)水量，實(shí)際上是指同口徑釋放器出流量的多少。如單位釋氣量相同，則產(chǎn)水量越多的釋放

28、器其釋氣量越多，所含微氣泡總數(shù)也就越多。同理，當(dāng)釋放器產(chǎn)水量越大者，在處理相同水量時(shí)，所需的釋放器個(gè)數(shù)也就越少，因此，產(chǎn)水量是衡量釋放器性能的指標(biāo)之一。 2、釋氣率：各種釋放器能否在不同壓力下，尤其是在低壓時(shí)將溶解在水中的氣體全部釋放出來。 3、氣泡的細(xì)密度：從氣浮凈水機(jī)理分析得出微氣泡的大小和數(shù)量將直接影響氣浮凈水效果，特別是與微絮粒的粘附，更依賴于微氣泡的大小。實(shí)際上產(chǎn)水量和釋氣率是代表釋放器在“量”方面的性能指標(biāo)，而氣泡細(xì)密度則是它在“質(zhì)”方面的性能指標(biāo)。,.,溶氣釋放器的選擇的注意點(diǎn)： 1、工作壓力： 釋放器的工作壓力也就是溶氣罐的溶氣壓力。確定溶氣所需的壓力不僅涉及氣浮凈水的效果，而

29、且關(guān)系到氣浮凈水的經(jīng)濟(jì)性。以往為了取很足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡，人們只得借助于溶氣水壓力的提高而其后又不得不把把部分能量減壓釋放掉。從能量消耗角度看，它與沉淀法相比，是個(gè)很大的弱點(diǎn)。一般采用TJ型或者TS型溶氣釋放器，壓力選用2.0-3.0Kg/cm2為佳，上限不超過4 Kg/cm2，其下限不低于1.5Kg/cm2。 2、作用范圍： 即一個(gè)釋放器能顧及多少接觸面積，因?yàn)獒尫牌鞑贾玫煤门c壞，對(duì)凈水效果有很大的影響。 3、堵塞問題： 在用于廢水處理中，釋放器容易堵塞。尺寸小的釋放器更易堵塞。,.,溶氣水的減壓釋放設(shè)備：要求微氣泡的直徑20100um 減壓閥（截止閥）:每個(gè)閥門流量不同，氣泡合并現(xiàn)象，閥芯

30、、閥桿、螺栓易松動(dòng)。 專用釋放器,TS型溶氣釋放器 0.15Mpa，釋放溶氣量的99%。 TJ 型溶氣釋放器 在0.2Mpa以上低壓下工作，凈水效果良好。 TV型溶氣釋放器 氣泡微細(xì)2040um。,TS型溶氣釋放器當(dāng)壓力溶氣水通過孔盒時(shí)，溶氣水反復(fù)經(jīng)過收縮、擴(kuò)散、撞擊、返流、擠壓、輻射、旋渦等流態(tài)，在0.1秒內(nèi)，使壓力損失95%左右，溶解的空氣迅速釋放出來。 TJ型溶氣釋放器為了擴(kuò)大單個(gè)釋放器出流量及作用范圍，以及克服TS型易被水中雜質(zhì)堵塞而設(shè)計(jì)的?？梢酝ㄟ^從上接口抽真空，提起器內(nèi)舌簧，以清除雜質(zhì)。 TV型溶氣釋放器克服布水不均勻及需要用水射器才能使舌簧提出等缺點(diǎn)設(shè)計(jì)的。,.,TJ型,.,主要

31、特點(diǎn)1獨(dú)特的抗堵塞設(shè)計(jì)。2釋放率高達(dá)99%以上。3釋放氣泡直徑20-30微米。4低壓運(yùn)行(2.5-3Kgf/cm2壓力下即可高效工作)。5采用特殊不銹鋼制作，抗腐耐磨，使用壽命50年以上。,TV型,.,SF系列溶氣釋放器,性能和用途： （1）避免堵塞，便于操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； （2）釋放出來的微細(xì)氣泡平均直徑小于25um，氣浮效率高； （3）釋放出來的溶氣水停留時(shí)間超過5分鐘，確保固液分離徹底； （4）釋放后的溶氣水?dāng)U散迅速，范圍大，增大了溶氣水的作用面積。 （5）安裝前壓力溶氣水管道系統(tǒng)必須沖冼干凈； （6）釋放器可任意方向安裝，但必須保持空間距離250mm,.,（4）氣 浮 池,接觸池的表

32、面積Ac 選定接觸室中水流的上升流速vc后，按下式計(jì)算： 接觸室的容積一般應(yīng)按停留時(shí)間大于60s進(jìn)行復(fù)核。,分離室的表面積As 選定分離速度（分離室的向下平均水流速度）vs后按下式計(jì)算： 對(duì)矩形池子分離室的長(zhǎng)寬比一般取1:1-2:1。,氣浮池的凈容積V 選定池的平均水深H（指分離室深,深通常為2.0-2.5m ），按下式計(jì)算： 同時(shí)以池內(nèi)停留時(shí)間（t）進(jìn)行校核，一般要求t為10-20min。,.,氣浮池工藝布置,平流式氣浮池(局部落深式平流式氣浮池)和豎流式 氣浮&沉淀一體式：該式主要應(yīng)用于原水渾濁度較高及廢水處理中含有部分比重較大、不易混凝的雜質(zhì)時(shí)。根據(jù)重者下沉、輕者上浮、因勢(shì)利導(dǎo)的原則，采

33、用高效的同向流斜管，先將部分易沉雜質(zhì)去除而未沉的較輕雜質(zhì)則由氣浮池去除。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，去除率高，也能照顧后續(xù)構(gòu)筑物的高程需要。,., 回流比的確定,回流比是指回流溶氣的水與待處理的水的比。其影響因素包括：溶氣壓力、溫度、溶氣條件、釋放器的性能、微氣泡的大小及其級(jí)配分布、原水的絮凝特性及與水的接觸時(shí)間。 在設(shè)計(jì)中很難選定一個(gè)恒定值。無試驗(yàn)資料的時(shí)候，常用氣/固比(A/S)這樣一個(gè)參數(shù)來間接確定回流比。其含義是要浮起一定數(shù)量的固體懸游物所必須的空氣量。顯然，要浮起的固體量越多所需的空氣量就越多。但是實(shí)踐證明“量”不足以衡量，氣浮條件的好壞，取決于氣泡的“質(zhì)”及絮粒的可浮性的好壞。 鑒于

34、多因素的影響，一般小式試驗(yàn)確定回流比：對(duì)不同的溶氣壓力、小同的pH值、不同混凝劑與投加量，以及加入不同回流水量等條件下的出水水質(zhì)進(jìn)行比較然后擇優(yōu)選定。目前在給水凈化上所采用的回流比一般為510，在廢水處理中，采用的回流比般為1530。,.,接觸區(qū)的上升流速,一般來說，微氣泡與絮粒的粘附并不著重于時(shí)間的長(zhǎng)短及流速的快慢，而主要在于微氣泡能否及時(shí)均勻地分散于水體中，并獲得機(jī)會(huì)均等的捕捉。根據(jù)實(shí)踐，一般接觸區(qū)的上升流速以控制在1020mm/s為宜。接觸區(qū)的高度多以1.52米為宜。 在選定接觸區(qū)的上升流速后，接觸區(qū)的截面積就可求得。然而對(duì)于矩形池，接觸區(qū)的長(zhǎng)度為B與寬度L是可以有多種組合的。一般來說，

35、是先根據(jù)釋放器的作用半徑選定L后，再?zèng)Q定B。但這中間還須進(jìn)行多方面的綜合平衡，例如有時(shí)需顧及必須的最小安裝檢修距離(500毫米)，有時(shí)須顧及氣浮池本身的長(zhǎng)寬比等等。,.,釋放器的布置形式,逆向接觸式（目前最常用） 同向接觸式 垂直輻射式,.,分離區(qū)流速及池深的控制,分離區(qū)的作用：使帶氣絮粒與水體分離，并上浮至池面，前已提到帶氣絮粒受到上升流速及出流水的向下流速的控制：當(dāng)v粒上v水下時(shí)，固液可以分離；當(dāng)v粒上v水下絮粒將隨水帶出。因此氣浮分離區(qū)的大小實(shí)際上受到流水的平均向下流速的控制。 一般，懸浮物較低，可采用2-3mm/s，濃度較高時(shí)，1-1.5mm/s，特別注意，如果此時(shí)分離區(qū)的面積較小，會(huì)

36、發(fā)生擁擠沉淀的現(xiàn)象。,.,氣浮池的長(zhǎng)寬比及停留時(shí)間的選擇,氣浮池設(shè)計(jì)的主要控制參數(shù)是分離流速，根據(jù)分離流速就可確定池表面積但是長(zhǎng)寬比仍然需要確定。目前運(yùn)行良好的溶氣氣浮池的長(zhǎng)度最大可達(dá)12m，但寬度被限制為8.5m，這主要是因?yàn)闄C(jī)械刮渣機(jī)的最大跨度為8.5m。 建議在氣浮池設(shè)計(jì)中，停留時(shí)間訂作為復(fù)核參數(shù)，一般控制1020分鐘左右。,., 集水方式的選擇與控制,出流水的集水越均勻，各點(diǎn)的出流速度越趨于平均流速，因局部出流速度過大而拉吸絮粒的可能性減小。,大孔槽出流：易產(chǎn)生短流現(xiàn)象。 單支狀穿孔管集水系統(tǒng)：出流均勻。,.,考慮到氣浮池在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，難免有泥砂或絮粒沉積于池底，因此一般穿孔集水管

37、管底裝置在離池底20-30cm處。干管與支管的流速應(yīng)盡可能小些，宜控制在0.5-0.7m/s之間?？籽垡韵蛳屡c垂線成45度角交錯(cuò)排列，孔距以20-30cm為宜。,.,排渣方式及其設(shè)備的選擇,溢渣和刮渣兩種： 溢渣：依靠池水位的升高或浮渣積聚后渣面的升高而將渣溢出，這種形式可以連續(xù)外溢也可間歇外溢，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)浮渣層擾動(dòng)小、出水水質(zhì)不大受排渣的影響，缺點(diǎn)是滯渣的濃度較低、水量流失大、對(duì)粘性大的浮渣無法溢出。 刮渣：借助人工或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的刮渣。其優(yōu)缺點(diǎn)正好與溢渣相反。 因此，溢渣方式適用于： (1)小型的氣浮處理裝里(省機(jī)械利泥設(shè)備)； (2)粘性較小而能順利地外溢的浮渣； (3)氣浮池后面設(shè)

38、有泥渣濃縮池或其他脫水設(shè)備的場(chǎng)合。,.,目前最普遍的還是采用機(jī)械刮渣設(shè)備： (1)它能選擇在最恰當(dāng)?shù)母≡鼭舛认屡旁?，排渣時(shí)水量流失少，一般只占處理水量的0.60.7左右，且便于進(jìn)一步濃縮脫水； (2)能根據(jù)浮渣的多少，靈活地學(xué)握排渣的次數(shù)； (3)刮渣設(shè)備并不復(fù)雜且因間歇運(yùn)行所消耗的能量也極少； (4)操作簡(jiǎn)便,履帶多刮板刮渣機(jī)（國(guó)外使用較多，易出故障） 行車單刮板刮渣機(jī)（國(guó)內(nèi)使用較多）,排渣設(shè)備：,.,出水形式與水量控制,出水不同于沉淀池與澄清池，它是向下部出水的。因此，需要通過控制出水水位，才能做到進(jìn)、出水量之間的平衡，以保證氣浮池的正常水位。特別是當(dāng)氣浮池刮渣時(shí)。為了浮渣的順利刮除，往往

39、需要借助于升高池水位來實(shí)現(xiàn)，因此調(diào)節(jié)、控制出水量更顯重要。 最簡(jiǎn)單的調(diào)控形式是在總集水管后裝閘門用閘門來調(diào)節(jié)池水位的高低。缺點(diǎn)：經(jīng)常調(diào)節(jié)閘門，不易控制正確，對(duì)出水水質(zhì)的好壞也不能一目了然，因此不宜采用。,.,第二種形式是增設(shè)一個(gè)出水井，并把出水管向上升至最低的允許池水位，另外，再在其管外套個(gè)水位調(diào)節(jié)管，通過對(duì)調(diào)節(jié)管的提升與下降(用螺桿調(diào)節(jié))來控制分離室水位。 管高一般采用30cm。調(diào)節(jié)管的內(nèi)徑與出水管外徑之間的間隙，以能上、下移動(dòng)為度。這種方法較前一種方法方便易行，只是很難確保出水井中有穩(wěn)定的水位，特別是若從出水井抽取部分出流水作為回流溶氣水時(shí)，很可能產(chǎn)生井中水位低落而被吸空的現(xiàn)象，不利于回流

40、泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 第三種形式即將穿孔集水管與出水井相連通，而在出水井的上部設(shè)置溢流出水管，只有當(dāng)水位超過該管管口時(shí)，才向外出流，這樣就確保了井中始終有一定的水深，以便隨時(shí)啟動(dòng)回流泵。因此，目前對(duì)中、小型氣浮池推薦采用第三種形式。,.,對(duì)于大型氣浮池，由于設(shè)一根總管出水不甚恰當(dāng)，因此可用整個(gè)或部分池寬作堰流用活動(dòng)堰板的升降進(jìn)行水位、流量調(diào)節(jié)。,.,.,氣浮設(shè)計(jì)舉例說明,設(shè)計(jì)前需要考慮如下問題： 氣浮效果是否比沉淀效果好？ 是否需要投加凝聚劉或其他藥劑，投加量是多少？ 與原水混合、反應(yīng)的時(shí)間是多少? 所用的溶氣水壓力與回流水量是多少？ 浮渣的上浮速度、濃縮程度和脫水性能大體怎樣?能否回收、利用? 采

41、用氣浮法處理的基建及日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 主體設(shè)計(jì)方案包括如下內(nèi)容： 采用全溶氣式還是部分回流式？ 采用平流式還是豎流式，取圓形還是方形？ 在氣浮之前是否需要預(yù)處理，與后續(xù)構(gòu)筑物如何銜接（高程）？ 浮渣的處理？,.,氣浮設(shè)計(jì)舉例說明,例如：某造紙中段水，SS800mg/L，擬采用平流式氣浮池。 確定基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下： Q=5000m3/d， 水溫T200C， 接觸室上升流速Vo=20mm/s， 氣浮分離速度vs=2.0mm/s(或者表面負(fù)荷率=7.2m3/m2.h)， 分離室停留時(shí)間取16mins， 回流比R10， 采用TS型溶氣釋放器，溶氣壓力為2.5公斤/厘米2，釋氣量為40ml/L，填料罐過流密度L150m3/hr.m3。,.,方案草圖如下：,計(jì)算過程如下： 氣浮所需的釋氣量 式中： Q氣浮池設(shè)計(jì)水量(m3/h)； R試驗(yàn)條件下的回流比（） ae試驗(yàn)條件下的釋氣量（釋氣效率）(L/m3)； 水溫校正系數(shù)，取1.1-1.3(主要考慮水的粘滯度影響，試驗(yàn)時(shí)水溫與冬季水溫相差大者取高值)。,.,方法二：如果無試驗(yàn)資料，可以根據(jù)氣固比進(jìn)行估算，A/S（g釋放的氣體/g懸浮固體），0.005-0.06，當(dāng)懸浮固體濃度較高的時(shí)候取上限，如果剩余污泥氣浮濃縮，氣固比取0.03-0.04，本