2.4氣浮ppt課件

1、1一、氣浮的原理一、氣浮的原理實現(xiàn)氣浮過程必須具備下述條件：實現(xiàn)氣浮過程必須具備下述條件：向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡的理想尺寸為向水中提供足夠數(shù)量的微氣泡，氣泡的理想尺寸為15153030 m m；使固態(tài)或液態(tài)污染物質(zhì)顆粒呈懸浮狀態(tài)且具有疏水性質(zhì)，從而能附著在氣泡上使固態(tài)或液態(tài)污染物質(zhì)顆粒呈懸浮狀態(tài)且具有疏水性質(zhì)，從而能附著在氣泡上上??；上??；有適合于氣浮工藝的設(shè)備。有適合于氣浮工藝的設(shè)備。2氣浮是一種固液和液液分離的方法。氣浮是一種固液和液液分離的方法。具體過程：通入空氣具體過程：通入空氣產(chǎn)生微細(xì)氣泡產(chǎn)生微細(xì)氣泡SSSS附著在氣泡上附著在氣泡上上浮上浮應(yīng)用：自然沉淀或上浮難于去除的懸浮

2、物，以及比重接近應(yīng)用：自然沉淀或上浮難于去除的懸浮物，以及比重接近1 1的固體顆粒的固體顆粒給水處理中除藻等給水處理中除藻等廢水處理中去除纖維、懸浮物、油類、脂肪等廢水處理中去除纖維、懸浮物、油類、脂肪等1 1、理論基礎(chǔ)、理論基礎(chǔ)3界面張力和潤濕接觸角界面張力和潤濕接觸角任何不同介質(zhì)的相表面上都因受力不均衡而存在界面張力。任何不同介質(zhì)的相表面上都因受力不均衡而存在界面張力。4氣氣氣浮的情況涉及：氣、水、固三相介質(zhì)，每兩相之間都存在界面張力。氣浮的情況涉及：氣、水、固三相介質(zhì)，每兩相之間都存在界面張力。 水氣水氣 水粒水粒 氣粒氣粒 ：潤濕接觸角：潤濕接觸角 90, 90, 疏水性疏水性, ,易

3、于氣浮易于氣浮 90,0 越大，推動力越大，越易氣浮。越大，推動力越大，越易氣浮。 70, COS1, = 0 不能氣浮不能氣浮 90, COS1, 90, 水氣水氣 易氣浮易氣浮疏水性疏水性180, =2水氣水氣 最易被氣浮最易被氣浮 (2) 同時同時, COS （氣粒氣粒水粒水粒）/水氣水氣水中顆粒水中顆粒與表面張力與表面張力水氣水氣有關(guān)。有關(guān)。水氣水氣增加，增加，增大增大, 有利于氣浮有利于氣浮 8例如：例如：石油廢水中表面活性物質(zhì)含量少石油廢水中表面活性物質(zhì)含量少, 水氣水氣大大, 乳化油粒疏水性強，直接氣浮效果好。乳化油粒疏水性強，直接氣浮效果好。而煤氣洗滌水中的乳化焦油，由于水中表

4、面活性物質(zhì)含量多，而煤氣洗滌水中的乳化焦油，由于水中表面活性物質(zhì)含量多，水氣水氣小，直接氣浮效小，直接氣浮效果差。果差。 9氣泡氣泡與顆與顆粒的粒的粘附粘附形式形式氣氣-顆粒吸附顆粒吸附氣泡頂托氣泡頂托氣泡裹夾氣泡裹夾10對于親水性顆粒的氣浮，表面需改性為疏水性對于親水性顆粒的氣浮，表面需改性為疏水性 投加浮選劑（松香油、煤油、脂肪酸）投加浮選劑（松香油、煤油、脂肪酸） 113 3、氣泡的穩(wěn)定性、氣泡的穩(wěn)定性 氣浮中要求氣泡具有一定的分散度和穩(wěn)定性。氣泡粒徑在氣浮中要求氣泡具有一定的分散度和穩(wěn)定性。氣泡粒徑在100100 左右為好。左右為好。 空氣從水中析出過程分兩個步驟：空氣從水中析出過程分

5、兩個步驟：氣泡核的形成氣泡核的形成氣泡的增長氣泡的增長12潔凈水中：潔凈水中：氣泡常不能達(dá)到氣浮要求的極細(xì)分散度。氣泡常不能達(dá)到氣浮要求的極細(xì)分散度。潔凈水表面張力大，氣泡有自動降低表面自由能的傾向，即氣泡合并。潔凈水表面張力大，氣泡有自動降低表面自由能的傾向，即氣泡合并。穩(wěn)定性不好。穩(wěn)定性不好。缺乏表面活性物質(zhì)的保護(hù)，氣泡易破滅缺乏表面活性物質(zhì)的保護(hù)，氣泡易破滅 。13加入起泡劑（一種表面活性物質(zhì)），保護(hù)氣泡的穩(wěn)定性。加入起泡劑（一種表面活性物質(zhì)），保護(hù)氣泡的穩(wěn)定性。 有機物含量不多的廢水氣浮時，氣泡的穩(wěn)定性可有機物含量不多的廢水氣浮時，氣泡的穩(wěn)定性可能成為重要的影響因素。能成為重要的影響因

6、素。適當(dāng)表面活性劑是必要的。適當(dāng)表面活性劑是必要的。 氣氣14但表面活性物質(zhì)過多但表面活性物質(zhì)過多此時，盡管氣泡穩(wěn)定，但顆粒此時，盡管氣泡穩(wěn)定，但顆粒氣泡附著不好氣泡附著不好 。表面張力表面張力水氣水氣降低降低污染粒子嚴(yán)重乳化，表面污染粒子嚴(yán)重乳化，表面 電位增高。電位增高。 如何控制最佳的投加量？如何控制最佳的投加量？影響三個因素：穩(wěn)定性、表面張力、乳化效果影響三個因素：穩(wěn)定性、表面張力、乳化效果 154 4、乳化現(xiàn)象與脫乳、乳化現(xiàn)象與脫乳 疏水性顆粒易氣浮，但多數(shù)情況下并不好。疏水性顆粒易氣浮，但多數(shù)情況下并不好。乳化現(xiàn)象乳化現(xiàn)象 以油粒為例：以油粒為例：表面活性物質(zhì)存在：表面活性物質(zhì)存在

7、：非極性端吸附在油粒，非極性端吸附在油粒，極性端則伸向水中極性端則伸向水中 乳化油乳化油 極性端電離后帶電極性端電離后帶電雙電層現(xiàn)象雙電層現(xiàn)象穩(wěn)定體系（阻礙細(xì)小油珠之間，油珠和氣泡之間的粘附）穩(wěn)定體系（阻礙細(xì)小油珠之間，油珠和氣泡之間的粘附） 油油COO-HO-H16親水性固體粉末（固體乳化劑）存在：如粉砂、粘土等親水性固體粉末（固體乳化劑）存在：如粉砂、粘土等一小部分與油接觸，大部分為水潤濕。一小部分與油接觸，大部分為水潤濕。 17帶電的穩(wěn)定體系是不利于氣浮的，應(yīng)帶電的穩(wěn)定體系是不利于氣浮的，應(yīng) 脫穩(wěn)、破乳脫穩(wěn)、破乳 投加混凝劑投加混凝劑壓縮雙電層壓縮雙電層降低降低 電位電位混凝劑：混凝劑：

8、硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵等硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵等18二、氣浮的分類二、氣浮的分類w氣浮設(shè)備散氣氣浮設(shè)備散氣氣浮設(shè)備電解氣浮設(shè)備電解氣浮設(shè)備溶氣氣浮設(shè)備溶氣氣浮設(shè)備射流氣浮射流氣浮泵吸氣浮泵吸氣浮葉輪氣浮葉輪氣浮擴散曝氣氣浮擴散曝氣氣浮加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮真空溶氣氣浮真空溶氣氣浮191 1、散氣氣浮設(shè)備：、散氣氣浮設(shè)備： 工作原理：利用機械剪切力，將混合于水中的空氣粉碎成微細(xì)氣泡，從而工作原理：利用機械剪切力，將混合于水中的空氣粉碎成微細(xì)氣泡，從而進(jìn)行氣浮的設(shè)備。進(jìn)行氣浮的設(shè)備。（1 1）射流氣浮）射流氣浮利用射流器或水泵吸入分散空氣利用射流器或水泵吸入分散空氣 特點：設(shè)備簡單，

9、但受設(shè)備和工作條件的限制，吸氣量不大，一般不超過特點：設(shè)備簡單，但受設(shè)備和工作條件的限制，吸氣量不大，一般不超過水量的水量的10%10%（V%V%）。）。2021（2 2） 水泵吸氣水泵吸氣22(3)(3)擴散曝氣氣浮擴散曝氣氣浮( (微孔氣浮法、充氣氣浮法）微孔氣浮法、充氣氣浮法）通過由素?zé)沾?、粉末冶金或塑料制成的微孔板（管），將壓縮空氣分散為小氣通過由素?zé)沾伞⒎勰┮苯鸹蛩芰现瞥傻奈⒖装澹ü埽?，將壓縮空氣分散為小氣泡。泡。 氣泡尺寸：較大（直徑氣泡尺寸：較大（直徑1 110mm10mm） 缺點：微孔板（管）容易堵塞。缺點：微孔板（管）容易堵塞。2324（4 4）葉輪氣浮法）葉輪氣浮法 將

10、空氣引入一個高速旋轉(zhuǎn)的葉輪附近，通過葉輪的高速剪切運動，將空氣吸入將空氣引入一個高速旋轉(zhuǎn)的葉輪附近，通過葉輪的高速剪切運動，將空氣吸入并分散為小氣泡，氣泡直徑并分散為小氣泡，氣泡直徑1mm1mm左右。左右。 特點：適用于懸浮物濃度較高的廢水，如用于洗煤廢水及含油脂、羊毛等廢水的處特點：適用于懸浮物濃度較高的廢水，如用于洗煤廢水及含油脂、羊毛等廢水的處理，也可用于含表面活性劑的廢水泡沫浮上分離，設(shè)備不容易堵塞。理，也可用于含表面活性劑的廢水泡沫浮上分離，設(shè)備不容易堵塞。 25262.2.電解氣浮法：電解氣浮法：直流電的電解作用下直流電的電解作用下: :正極產(chǎn)生氫氣正極產(chǎn)生氫氣 ，負(fù)極產(chǎn)生氧氣，微

11、氣泡。，負(fù)極產(chǎn)生氧氣，微氣泡。氣泡小于溶氣法和散氣法。氣泡小于溶氣法和散氣法。 2728電解氣浮設(shè)備電解氣浮設(shè)備H2O 2H2 + O2電解氣浮池兩種形式：電解氣浮池兩種形式：左：左：豎流式豎流式 右：右：平流式平流式293031 向水中通入向水中通入5 510V10V直流電，廢水電解產(chǎn)生直流電，廢水電解產(chǎn)生H H2 2、O O2 2和和COCO2 2等，氣泡微細(xì)，密度小，等，氣泡微細(xì)，密度小，直徑約直徑約101060m60m，浮升過程中不會引起水流紊動，浮載能力大，特別，浮升過程中不會引起水流紊動，浮載能力大，特別適用于脆適用于脆弱絮凝體的分離弱絮凝體的分離。 （氣泡理想尺寸為（氣泡理想尺寸

12、為151530m30m） 表面負(fù)荷通常低于表面負(fù)荷通常低于4m4m3 3/m/m2 2.h.h。 鋁板或鋼板作陽極，會溶蝕產(chǎn)生的鋁板或鋼板作陽極，會溶蝕產(chǎn)生的FeFe2+2+和和AlAl3+3+具有混凝特性，有利于水中懸浮物具有混凝特性，有利于水中懸浮物的去除。的去除。 缺點：電耗較高、電極板易結(jié)垢，操作管理復(fù)雜。缺點：電耗較高、電極板易結(jié)垢，操作管理復(fù)雜。 目前主要用于小規(guī)模（目前主要用于小規(guī)模（10-20m10-20m3 3/h/h）的工業(yè)廢水處理）的工業(yè)廢水處理32具有多種作用：具有多種作用： 除除BODBOD、氧化、脫色等、氧化、脫色等去除污染物范圍廣去除污染物范圍廣污泥量少，占地少。

13、污泥量少，占地少。但電耗大。但電耗大。 333 3、溶氣氣浮設(shè)備、溶氣氣浮設(shè)備溶氣氣浮是使空氣在一定壓力下溶于水中并呈飽和狀態(tài)，然后驟然減壓釋放，這溶氣氣浮是使空氣在一定壓力下溶于水中并呈飽和狀態(tài)，然后驟然減壓釋放，這時溶解的空氣便以微小的氣泡從水中析出并進(jìn)行氣浮。時溶解的空氣便以微小的氣泡從水中析出并進(jìn)行氣浮。 特點：特點： 氣泡直徑約為氣泡直徑約為2020100m100m； 可人為控制氣泡與廢水的接觸時間；可人為控制氣泡與廢水的接觸時間； 凈化效果比分散空氣法好，應(yīng)用廣泛。凈化效果比分散空氣法好，應(yīng)用廣泛。34溶氣氣浮設(shè)備加壓溶氣氣浮溶氣真空氣浮逐漸淘汰全溶氣方式部分溶氣方式回流加壓溶氣方

14、式35真空氣浮 特點：特點： 氣浮池在負(fù)壓下運行；氣浮池在負(fù)壓下運行； 溶氣壓力比加壓溶氣低，溶氣壓力比加壓溶氣低，能耗較??；能耗較??； 缺點：缺點： 氣浮池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備密氣浮池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備密閉，運行維護(hù)都較困難，生閉，運行維護(hù)都較困難，生產(chǎn)中應(yīng)用不多。產(chǎn)中應(yīng)用不多。 36加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮 使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后將壓力驟減至常壓而使過飽和的空使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后將壓力驟減至常壓而使過飽和的空氣以微細(xì)氣泡的形式釋放出來。氣以微細(xì)氣泡的形式釋放出來。 按溶氣水不同分為三種基本流程：按溶氣水不同分為三種基本流程： 全部進(jìn)水溶氣全部進(jìn)水溶氣 部分進(jìn)水溶氣部分進(jìn)水溶

15、氣 部分處理水溶氣部分處理水溶氣37工藝組成：工藝組成：空氣釋放系統(tǒng)、氣浮池、壓力溶氣系統(tǒng)空氣釋放系統(tǒng)、氣浮池、壓力溶氣系統(tǒng)1. 1. 加壓溶氣氣浮工藝的主要設(shè)備加壓溶氣氣浮工藝的主要設(shè)備 38壓力溶氣系統(tǒng)：壓力溶氣系統(tǒng)：加壓水泵加壓水泵壓力溶氣罐壓力溶氣罐空氣供給設(shè)備空氣供給設(shè)備其他附屬設(shè)備其他附屬設(shè)備39加壓水泵：提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐。加壓水泵：提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐。加壓泵壓力應(yīng)適當(dāng)，加壓泵壓力應(yīng)適當(dāng)，過高：溶解到水中空氣增加，經(jīng)減壓后釋放的空氣多，會促進(jìn)微氣泡的聚集，不利過高：溶解到水中空氣增加，經(jīng)減壓后釋放的空氣多，會促進(jìn)微氣泡的聚集，不利氣

16、??；氣?。惶停涸黾尤軞馑?，氣浮池容積增加。太低：增加溶氣水量，氣浮池容積增加。 40壓力溶氣罐：使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣溶解。形式多樣。壓力溶氣罐：使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣溶解。形式多樣。41全部進(jìn)水溶氣全部進(jìn)水溶氣 全部原水由泵加壓至全部原水由泵加壓至0.30.30.5MPa0.5MPa，壓入溶氣罐，用空壓機或射流器向溶氣，壓入溶氣罐，用空壓機或射流器向溶氣罐壓入空氣進(jìn)行溶氣，然后經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離。罐壓入空氣進(jìn)行溶氣，然后經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離。加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮4243部分進(jìn)水溶氣部分進(jìn)水溶氣 部分原水進(jìn)行壓力溶氣部分原水進(jìn)行壓力溶氣 ，

17、其余部分直接進(jìn)入氣浮池。，其余部分直接進(jìn)入氣浮池。44回流加壓溶氣氣浮45三種溶氣方式比較：三種溶氣方式比較： （1 1）與全部進(jìn)水溶氣相比，部分進(jìn)水溶氣和出水回流溶氣兩種方式用）與全部進(jìn)水溶氣相比，部分進(jìn)水溶氣和出水回流溶氣兩種方式用于加壓溶氣的水量只分別占總水量的于加壓溶氣的水量只分別占總水量的303035%35%和和101020%20%；更節(jié)能；設(shè)備容積；更節(jié)能；設(shè)備容積大大減小。大大減小。 （2 2）在相同能耗下，溶氣壓力可大大提高，形成的氣泡更小，更均勻，）在相同能耗下，溶氣壓力可大大提高，形成的氣泡更小，更均勻，更能得到充分利用；更能得到充分利用； （3 3）當(dāng)采用混凝氣浮時，能夠

18、充分利用混凝劑，減少投藥量，并避免絮）當(dāng)采用混凝氣浮時，能夠充分利用混凝劑，減少投藥量，并避免絮凝體破壞。凝體破壞。 4647三、氣浮池種類三、氣浮池種類 平流式平流式、豎流式豎流式、氣浮反應(yīng)一體式、氣浮反應(yīng)一體式、 氣浮沉淀一體式、氣浮過濾一體式氣浮沉淀一體式、氣浮過濾一體式48豎流式氣浮池豎流式氣浮池 池高可取池高可取4-5m4-5m，長寬或直徑一般在，長寬或直徑一般在9-10m9-10m以內(nèi)。中央進(jìn)水室、刮渣板和刮泥耙以內(nèi)。中央進(jìn)水室、刮渣板和刮泥耙都安裝在中心轉(zhuǎn)軸上，依靠電機驅(qū)動勻速旋轉(zhuǎn)都安裝在中心轉(zhuǎn)軸上，依靠電機驅(qū)動勻速旋轉(zhuǎn)。 49 豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。豎流

19、式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。 其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴散，水力條件較好。其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴散，水力條件較好。 缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。 有經(jīng)驗表明，當(dāng)處理水量大于有經(jīng)驗表明，當(dāng)處理水量大于150 200m3/h150 200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時，、廢水中的可沉物質(zhì)較多時，宜采用豎流式氣浮池。宜采用豎流式氣浮池。50組合方式：組合方式：51 目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸

20、室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機刮入集渣槽，清水由底部集水槽入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。排出。 平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便。平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便。 缺點是分離部分的容積利用率不高等。缺點是分離部分的容積利用率不高等。52535455565758四、氣浮設(shè)備和裝置四、氣浮設(shè)備和裝置1 1、溶氣水的減壓釋放設(shè)備、溶氣水的減壓釋放設(shè)備 1 1）、減壓閥）、減壓閥 2 2）、專用

21、釋放器：）、專用釋放器：TSTS型型、TJTJ型、型、TVTV型型5912354660壓力溶氣罐61溶氣罐的特點：溶氣罐的特點： a a、普通鋼板卷焊制成。屬壓力容器范疇。、普通鋼板卷焊制成。屬壓力容器范疇。 b b、20203030度，釋氣量為理論飽和溶氣量的度，釋氣量為理論飽和溶氣量的9090 99% 99%。 c c、填料高度、填料高度0.80.81.3m1.3m。 d d、不考慮進(jìn)氣的位置予形式。、不考慮進(jìn)氣的位置予形式。 e e、采用浮球液位傳感器控制液位。、采用浮球液位傳感器控制液位。 f f 、過流密度（溶氣水流量與罐的截面積之比）、過流密度（溶氣水流量與罐的截面積之比）3000-5000m3000-5000m3 3/m/m2 2d d。 g