溶氣氣浮除油

1、溶氣氣浮除油是通過釋放溶于水中的細小而分散的氣泡粘附污水中經(jīng)過混凝劑凝聚的分散油和懸浮物成為漂浮物，從而使油和懸浮物從污水中得到分離。這一過程大體由四個步驟完成：向處理水中投加混凝劑；使污水中微細油粒及懸浮物凝聚成為大的含油絮凝體；溶入空氣的水減壓釋放出大量分散的細微氣泡；細微氣泡與油及懸浮物組成的絮凝體碰撞粘附；粘附的絮凝體在氣泡的帶動下，漂浮于處理水的表面，從而完成油和懸浮物與水分離的目的。1、空氣溶解程度空氣溶解于處理水中的量，用空氣對水的溶解度來表示，影響溶解度的因素主要是污水的壓力和溫度。與壓力成正比，與溫度變化成反比，而溶解速度則與空氣和水的接觸界面有關(guān)。通常用溶解效率來表示空氣溶

2、解程度的高低。2、污水中油珠等物質(zhì)與氣泡黏附的條件污水中油珠等物質(zhì)能否與氣泡黏附，取決于該物質(zhì)能夠被污水潤濕的程度。疏水性物質(zhì)易于被氣泡粘附。對于親水性物質(zhì)，必須向水中投加混凝脫穩(wěn)劑，使其表面改變?yōu)槭杷苑侥芘c氣泡粘附。3、氣泡的分散性與氣浮除油效果在氣浮過程中，需要形成大量微細而均勻的氣泡，才能作為載體與被浮物質(zhì)粘附達到氣浮分離的目的。微氣泡量越多則氣泡與被浮物質(zhì)的接觸、粘附機會也越多，有利于提高氣浮效果。氣泡的分散性是控制氣浮效果的主要因素之一。油田采出水，也稱油田污水，一般指從地下采出的含水原油“采出液”經(jīng)電脫水，分離出的水稱為油田污水一、油田采出水廢水處理工藝概述由于采油方法、原油特性

3、、地質(zhì)條件的不同，油田采出水的水質(zhì)差異較大，但其也有共性的成分，例如：含油量高，一般在1000以上；懸浮物含量高，顆粒細小，沉降緩慢；礦化度高，一般在 1000mg/l 以上，高的達14104 mg/l,加速了水處理設(shè)備的腐蝕；結(jié)垢離子濃度高，含有Ca2+,Mg2+,Ba2+等；COD濃度高，其中有機成分較多。由油田污水的特點可知，除油是該廢水處理的重要環(huán)節(jié)。原油廢水中以浮油、分散油、和乳化油為主。目前多采用兩級除油法，即一級重力除油，二級混凝破乳除油。一級重力除油主要設(shè)備有立式除油罐、斜板隔油沉淀池及粗粒化除油罐。該級主要用于去除絕大部分浮油及大部分分散油。二級混凝破乳除油加混凝破乳劑（主要

4、有鋁鹽、鐵鹽兩種無機混凝劑，有機聚合物破乳劑）反應(yīng)810min，使乳化油凝聚成分散油（即外觀為絮花狀）。依靠氣浮方法使破乳后的分散油浮起，完成油水分離。傳統(tǒng)水處理工藝中，這一段為混凝沉淀。根據(jù)油田回用水標準，其SS3mg/l，Oil5mg/l，氣浮出水（或混凝沉淀出水）均達不到此標準，因此還須進行過濾等深度處理。若外排，COD超標時，還須生化處理。傳統(tǒng)的油田污水處理中，混凝破乳除油這一段，采用混凝沉淀。由上面廢水性質(zhì)分析可知，其主要雜質(zhì)油比重接近于水，浮油在液面上，分散油及乳化油在水中呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，其自然沉降時間長達23小時，一次性投資大。該法對于大油粒、乳化程度小的廢水油一定去除效果，

5、但對于乳化程度高的廢水，其去除效果不佳，去除效率很低。用氣浮工藝替代沉淀工藝時，其負荷達710m3/m2.h，其面積為沉淀的1/71/8，QF型停留時間只有5分鐘、SF型為30分鐘，相反沉淀為2-3小時，而油田污水水溫較高，約35a45，水質(zhì)夏季易惡化，嚴重影響出水水質(zhì)。用氣浮工藝替代沉淀，雖然電耗有所增加，但因氣浮對于SS去除率極高，對于分散油的去除率也很高（90%），因此較沉淀相比，大大減輕了廢水后續(xù)處理的負荷。從整體平衡考慮，雖電耗有所增加，但降低了基建投資，減少了污水站的占地面積。油田污水在處于二次、三次采油期時，回流水中含油大量陰離子聚丙烯酰胺，水的粘度增大，油水分離更加緩慢，因大量

6、表面活性劑的加入，使油水乳化程度更加嚴重，用傳統(tǒng)的混凝破乳沉淀的方法已很難適應(yīng)廢水的變化。用氣浮，加上高效破乳劑，才是該類廢水的最佳、最經(jīng)濟的處理方法?，F(xiàn)在許多油田已開始動用稠油儲量，擴大了蒸汽驅(qū)采規(guī)模稠油廢水中含油量更達（4000-10000mg/l），溫度更高，稠油相對體積質(zhì)量與質(zhì)量與水接近（0.95），因而重力分離已十分困難，QF型氣浮及SF型氣浮因其卓越的處理效果，成為處理該段廢水的首選。氣浮理論工藝(上半部)第一編 氣浮工藝 氣浮處理法就是向廢水中通人空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水

7、、顆粒（油）三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。浮選法主要用來處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對密度近于1的微小懸浮顆粒。 氣浮法廣泛應(yīng)用于含油廢水處理。含油廢水經(jīng)隔油池處理，只能去除顆粒大于3050微米的油珠。小于這個粒徑的油珠具有很大的穩(wěn)定性，不易合并變大迅速上浮，稱為乳化油。乳化油易粘附于氣泡，增加其上浮速度，例如粒徑為1.5微米的油珠，上浮速度不大于0. 001mms，粘附在氣泡上后，上浮速度可達0.9mms即上浮速度增加900倍。因此，在含油廢水處理中常把浮選處理置于隔油池的后面，作為進一步去除乳化油的措施。 （一）基本概念 氣浮是當分離水中的油

8、類、纖維、藻類以及一些比重接近1的懸浮物，或提取水中有用物質(zhì)，而傳統(tǒng)的重力沉淀法達不到分離這些物質(zhì)目的。所謂氣浮是將水、懸浮物和氣泡這樣一個多相體系中含有的疏水性污染粒子，或者附有表面活性物的親水性污染粒子，有選擇地從廢水中吸附到氣泡上，以泡沫形式從水中分離除去的一種操作過程。其實質(zhì)是氣泡和粒子間進行的物理吸附，并形成氣浮體上浮分離。這也稱為起泡氣浮。起泡氣浮的機理如圖所示。 利用氣浮技術(shù)去除水中某些溶解污染物（溶解油）或呈膠體狀的物質(zhì)（乳化油）；此時污染物在水中呈均相系。但是以分子態(tài)或離子態(tài)混溶于水中的污染物在氣浮前必須經(jīng)過化學(xué)處理，將其轉(zhuǎn)化為不溶性固體物或可沉淀（上?。┠z團物，成為微細顆粒

9、，然后再進行氣粒結(jié)合，予以分離。綜上，水的氣浮處理實質(zhì)上是一個氣粒吸附與浮渣分離的過程。它首先是將空氣泡通人有污染雜質(zhì)的污水中，形成水一氣一粒三相混合系，微小氣泡成為載體，氣泡從水中析出過程時粘附水中的污染物質(zhì)，形成氣一粒結(jié)合的氣浮體，以泡沫形式浮升到水面，從而使污染雜質(zhì)從污水中分離出去。（二）氣浮的基本原理 1、帶氣絮粒的上浮速度 粘附氣泡的絮粒在水中上浮時，在宏觀上將受到重力F重浮力F浮阻力F阻等外力的影響。帶氣絮粒上浮時的速度由牛頓第二定律可導(dǎo)出 由上述諸式可看出v取決于水和帶氣絮粒的密度差，帶氣絮粒的直徑（或特征直徑）以及水的溫度、流態(tài)。如果帶帶氣絮粒中氣泡所占比例越大則帶氣絮粒的密度

10、就越??；而其特征直徑則相應(yīng)增大，兩者的這種變化可使上浮速度大大提高。 然而實際水流中；帶氣絮粒大小不一，而引起的阻力也不斷變化，同時在氣浮中外力還發(fā)生變化，從而氣泡形成體和上浮速度也在不斷變化。 2、水中絮粒向氣泡粘附 如前所述，氣浮處理法對水中污染物的主要分離對象，大體有兩種類型即混凝反應(yīng)的絮凝體和顆粒單體。氣浮過程中氣泡對混凝絮體和顆粒單體的結(jié)合可以有三種方式，即氣泡頂托，氣泡裹攜和氣粒吸附。顯然，它們之間的裹攜和粘附力的強弱，即氣、粒（包括絮廢體）結(jié)合的牢固程度與否，不僅與顆粒、絮凝體的形狀有關(guān)，更重要的受水、氣、粒三相界面性質(zhì)的影響。 氣浮操作中氣粒結(jié)合的三種方式（1）界面張力、接觸角

11、和體系界面自由能氣浮的過程中，存在氣、水里、粒三相混合體系?；旌舷抵胁煌橘|(zhì)的相表面上都因受力不均衡。一旦氣泡與顆粒接觸，由于界面張力作用就會產(chǎn)生表面吸附作用。三相的吸附界面構(gòu)成的交界線，為潤濕周邊。在相界面交界線處，通過潤濕周邊（即相界面交界線）所作的水、粒界面張力作用線與水、氣界面張力作用線的交角，為潤濕接觸角（）。三相界面張力作用平衡時決定了潤濕周邊的位置，同時也決定了接觸角（）的大小。存在于水中的不同表面性質(zhì)的顆粒，其潤濕接觸角大小亦異。通常將90的稱為疏水表面，易于為氣泡粘附，而90的稱為親水表面，不易為氣泡所粘附。 水、氣泡和水中顆粒雜質(zhì)構(gòu)成的多相混合液中存在著體系界面自由能（w）

12、，體系自由能（w）本能地存在著有力圖減至最小的趨勢，從而導(dǎo)致多相混合系中的分散相間蘊藏著自然并合的能量、使分散相總表面積減小。 已知，界面能（w）等于， wS 式中：S-界面面積（cm2）。 當顆粒尚未與氣泡粘附之前，在顆粒和氣泡的單位面積（S=1）上的界面能分別為Lsx1及Lgx1，這時單位面積上的界面能之和為： W1=Ls+ Lg（N/m） 在顆粒與氣泡粘附后、界面能減少了。此時粘附面的單位面積上的界面能為。 W2=Ls（N/m） 因此，界面能的減少值（W）為： W =W1-W2=Ls+ Lg-gs 可見，在氣浮過程氣粒吸附的前后，為了克服顆粒表面水化膜，完成氣粒結(jié)合生成氣浮體，在體系中所

13、儲備的推動力即多相混合系中能量發(fā)生變化。 W值越大，吸附推動力越大，易于氣浮處理；反之，則不易于氣浮處理。 （2）氣一粒結(jié)合體的親水吸附和疏水吸附 由于水中顆粒表面性質(zhì)的不同，所構(gòu)成的氣一粒結(jié)合體的粘附情況也不同。親水性顆粒潤濕接觸角（）小，氣粒兩相接觸面積小，氣浮體結(jié)合不牢，易脫落，此為親水吸附。疏水性顆粒的接觸角（）大，氣浮體結(jié)合牢固，為疏水吸附。其結(jié)合力的大小，可通過下式表述。當三相界面間潤濕接觸角處于相對平衡狀態(tài)時，三相界面張力的平衡關(guān)系式是： Ls Lgxcos(180-）+gs 將上式代人式W =W1-W2=Ls+ Lg-gs加以整理后可得 W =Lg（1-coa） 從式中可知當0

14、,cos1,則（1-cos)0，此時這種物質(zhì)不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當0,cos1,則（1-cos)2此時這種物質(zhì)易于與氣泡粘附，宜于用氣浮法去除。 在接觸角090的條件下，式 Ls Lgxcos(180-）+gs 則為： Lgxcos gs - Ls 上式表明，水中顆粒的潤濕接觸角隨水的表面張力Lg 的不同而變化的。增大水的表面張力Lg ，可以使接觸角增加，有利于氣粒結(jié)合。反之，則有礙于氣粒結(jié)合，不能形成牢固結(jié)合的氣粒氣浮體，水中雜質(zhì)顆粒在泡沫中的富集濃度降低，處理效果變差。由此可知，通過調(diào)整增大廢水的表面張力Lg 值，用以強化氣一粒固著性，以提高懸浮粒子對氣泡載體的粘附能力。同時

15、若水中含有能使水的表面張力減小的表面活性物質(zhì)將是不利的，特別是過多的表面活性物質(zhì)將導(dǎo)致氣浮失敗。 3.水中氣泡的形成及其特性 氣泡形成的大小和強度取決于空氣釋放時各種用途條件和水的表面張力大小。表面張力是大小相等方向相反，分別作用在表面層相互接觸部分的一對力，它的作用方向總是與液面相切，表面張力T的大小正比于表面層的長度L T=L。 表面張力系數(shù)（dny/cm） T 表面張力（dny） L 表面層長度（cm） 未溶解空氣在水中受到水分子引力作用在二相界面處產(chǎn)生表面張力。產(chǎn)生的表面張力這一薄層水分子，構(gòu)成了氣泡的膜。膜呈曲面，這是由于表面張力對泡內(nèi)空氣產(chǎn)生附加壓強Ps所致。為此P=Po+Ps P

16、泡內(nèi)壓強 Po泡外歷強 Ps附加壓強 Ps=2/r（dyn？cm2） 這種附加壓強是在氣泡形成后產(chǎn)生的，它不等于水中溶解空氣釋放時所需的推動力。從上式可以看出： （1）氣泡半徑越小，泡內(nèi)所受附加壓強越大，泡內(nèi)空氣分子對氣泡膜的碰撞機率也越多、越劇烈。因此要獲得穩(wěn)定的微細泡，氣泡膜強度要保證； （2）氣泡小，浮速快，對水體的擾動小，不會撞碎絮粒。并且可增大，氣泡和絮粒碰撞機率大。但并非氣泡越細越好，氣泡過細影響上浮。此外投加一定量的表面活性劑，可經(jīng)降低水的表面張力系數(shù)，加強氣泡膜牢度，r也變小； （3）向水中投加高溶解性元機鹽，可使提高，若r不變，則已增大，氣泡膜牢度削弱，而使氣泡容易破裂或并大

17、。 4、表面活性劑和混凝劑在氣浮分離中的作用和影響 （1）表面活性物質(zhì)的投加 如水中缺少表面活性物質(zhì)時，小氣泡總有突破泡壁與大泡并合的趨勢，從而破壞氣浮體穩(wěn)定。此時就需要向水中投加起泡劑，以保證氣浮操作中泡沫的穩(wěn)定。所謂起泡劑，大多數(shù)是由極性一非極性分子組成的表面活性劑，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)符號一般用0表示，圓頭端表示極性基，易溶于水，伸向水中（因為水是強極性分子）；尾端表示非極性基，為疏水基，伸人氣泡。由于同號電荷的相斥作用，從而防止氣泡的兼并和破滅，增強了泡沫穩(wěn)定性，因而多數(shù)表面活性劑也是起泡劑。 對有機污染物含量不多的廢水進行氣浮法處理時，氣泡的分散度和泡沫的穩(wěn)定性可能成為影響氣浮效果的

18、主要因素。在這種情況下，水中存在適量的表面活性物質(zhì)是適宜的，有時是必須的（例如飲用水的氣浮過濾）。但是當其濃度超過一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴重乳化，表面電位增高，此時水中含有與污染粒子相同荷電性的表面活性物的作用則轉(zhuǎn)向反面，這時盡管起泡現(xiàn)象強烈，泡沫形成穩(wěn)定；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的最佳含量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。 （2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒脫穩(wěn)以及界面電現(xiàn)象 廢水中污染粒子的疏水性，在許多情況下并不很好。這是由于受到水中各種離子或兩親分子的作用，產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，從而使粒子表面帶有電荷，以乳化油

19、為例，按其表面性質(zhì)應(yīng)是完全疏水的，而且比重小于水，是應(yīng)該能夠互相附聚兼并成較大油珠，并且其比重差自行上浮到水面。但由于水中含有由兩親分子組成的表面活性物質(zhì)的非極性端吸附在油粒內(nèi)，極性端則伸向水中，在水中極性端進一步電離，從而導(dǎo)致油珠界面被包圍了一層負電荷。此外在水中與油珠結(jié)合的皂類和酚類物質(zhì)，它們的極性端羧基COOH和羥基OH伸人水中電離，由此產(chǎn)生雙電層現(xiàn)象，提高了膠體粒子的表位電位。增大的電位值不僅阻礙著細小油珠的相互兼并，而且影響了油珠向氣泡表面附著，使乳化油水成為穩(wěn)定體系。 廢水中含有的親水性固體粉未，如粉砂、粘土等，其潤濕角900，因此它表面的一小部分為油所粘附，大部分為水潤濕，油珠為

20、這些固體粉未所包圍覆蓋，從而阻礙其兼并，形成穩(wěn)定的乳化油體系。這種固體粉未稱為固化乳化劑。 從廢水處理角度看，水中細分散雜質(zhì)的電位偏高是不利的，它不僅促進乳化，而且影響了氣一粒結(jié)合體（氣浮體）的形成。為此，水中荷電污染粒子在氣浮前最好采取脫穩(wěn)、破乳措施。有效的方法是投加混凝劑使水中增加相反電荷膠體，以壓縮雙電層，降低電位值，使其達到電中和。例如投加硫酸鋁、三氯化鐵等（廢水中硫化物含量多時，不宜采用鐵鹽，否則生成穩(wěn)定的硫化鐵膠體）；即可壓縮油珠的雙電層，又能夠吸附廢水中的固體粉末，使其凝聚。 對含有細分散親水性顆粒雜質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時，除應(yīng)用前述的投加電解質(zhì)混凝劑

21、進行表面電中和方法外，還可向水中投加（或水中存在）浮選劑，也可使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷?，并能夠與氣泡粘附。當浮選劑（亦屬二親分子組成的表面活性物）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中，這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。 浮選劑的種類很多，使用時能否起作用，首先在于它的極性端能否附著在親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結(jié)合力的強弱，則又取決于其非極性端鏈的長短。 如分離洗煤廢水中煤粉時所采用的浮選劑為脫酚輕油、中油、柴油、煤油或松油等二、氣浮工藝的形式氣浮凈水上藝已開發(fā)出多種形式。按其產(chǎn)生氣泡方式可分為：布氣法氣浮（包括轉(zhuǎn)子碎氣法、

22、微孔布氣法，葉輪散氣浮選法等）電解氣浮法；生化氣浮法（包括生物產(chǎn)氣浮法，化學(xué)產(chǎn)氣氣?。?；溶解空氣氣?。òㄕ婵諝飧》?，壓力氣浮法的全溶氣式、部分溶氣式及部分回流溶氣式）。（一）布氣氣浮布氣氣浮是利用機械剪切力，將混合于水中的空氣碎成細小的氣泡，以進行氣浮的方法。按粉碎氣泡方法的不同，布氣氣浮又分為：水泵吸水管吸氣浮、射流氣浮、擴散板曝氣浮選以及葉輪氣浮等四種。1、水泵吸水管吸人空氣氣浮這是最簡單的一種氣浮方法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空氣量不宜過多，一般不大于吸水量的10%（按體積計），否則將破壞水泵吸水管的負壓工作。另外，氣泡在水泵內(nèi)被破碎的不夠完全，粒度大，氣浮效果不好，這種方法用于

23、處理通過除油池后的含油廢水，除油效率一般為50%65%。2、射流氣浮采用以水帶氣射流器向廢水中混入空氣進行氣浮的方法。射流器由噴嘴射出的高速水流使吸人室形成負壓，并從吸氣管吸人空氣，在水氣混合體進入喉管段后進行激烈的能量交換，空氣被粉碎成微小氣泡，然后直人擴散段，動能轉(zhuǎn)化為勢能，進一步壓縮氣泡、增大了空氣在水中的溶解度，最終進入氣浮池中進行氣水分離。射流器各部位的尺寸及有關(guān)參數(shù)，一般都是通過試驗來確定其最佳尺寸的。如果射流器進口水壓為35kg/cm2，那么喉管直徑與噴嘴直徑的最佳比值為 3、擴散板曝氣浮這種布氣浮比較傳統(tǒng)，壓縮空氣通過具有微細孔隙的擴散板或擴散管，使空氣以細小氣泡的形式進入水中

24、，但由于擴散裝置的微孔過小易于堵塞。若微孔板孔徑過大，必須投加表面活性劑，方可形成可利用的微小氣泡，從而導(dǎo)致該種方法使用受到限制。但近年研制、開發(fā)的彈性膜微孔曝氣器，克服了擴散裝置微孔易堵或孔徑大等缺點，用微孔彈性材料制成的微孔盤起到擴張、關(guān)閉作用。4、葉輪氣浮葉輪在電機的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，在蓋板下形成負壓吸入空氣，廢水由蓋板上的小孔進入，在葉輪的攪動下，空氣被粉碎成細小的氣泡，并與水充分混合成水氣混合體經(jīng)整流板穩(wěn)流后，在池體內(nèi)平穩(wěn)地垂直上升，進行氣浮。形成的泡沫不斷地被緩慢轉(zhuǎn)動的刮板刮出槽外。葉輪直徑一般多為200400mm，最大不超過600700mm。葉輪的轉(zhuǎn)速多采用9001500rmin，

25、圓周線速度則為1015m/s。氣浮池充水深度與吸氣量有關(guān)一般為1.52.0m但不超過3m。葉輪與導(dǎo)向葉片間的間距也能夠影響吸氣量的大小，實踐證明，此間距超過8mm將使進氣量大大降低。這種氣浮設(shè)備適用于處理水量小，而污染物質(zhì)濃度高的廢水。除油效果一般可達80左右。布氣浮的優(yōu)點是設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)。但其主要的缺點是空氣被粉碎的不夠充分，形成的氣泡粒度較大，一般都不小于0.1mm。這樣，在供氣量一定的條件下，氣泡的表面積小，而且由于氣泡直徑大，運動速度快，氣泡與被去除污染物質(zhì)的接觸時間短促，這些因素都使布氣浮達不到高效的去除效果。 （二）溶氣氣浮根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓

26、方式的不同，基本流程有以下三種。（）全流程溶氣氣浮法全流程溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽,經(jīng)浮渣管排出池外,處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點：溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機會；在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運轉(zhuǎn)

27、動力消耗較大。（2）部分溶氣氣浮法部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。其特點為：較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低；壓力泵所造成的乳化油量較全流程溶氣氣浮法低：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。（3）部分回流溶氣氣浮法部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后出水回流進行加壓和溶氣，減壓后直接進入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮?；亓髁恳话銥楹蛷U水的2550。其特點為：加壓的水量少，動力消耗??；氣浮過程中不促進乳化；礬花形成好，后絮凝也少；氣浮池的容積較前兩種流程大。為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水

28、中加入混凝劑或氣浮劑，投力口量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。（二）溶氣真空氣浮法溶氣真空氣浮法的主要特點是，其氣浮池是在負壓（真空）狀態(tài)下運行的，至于空氣的溶解，可在常壓下進行，也可在加壓下進行。由于是負壓（真空）條件下運行，因此，溶解在水中的空氣，易于呈現(xiàn)過飽和狀態(tài)，從而大量的以氣泡形式從水中析出，進行氣浮。至于析出的空氣量，取決于水中的溶解空氣量和真空度。溶氣真空氣浮池，平面多為圓形，池面壓力為3040kPa，廢水在池內(nèi)停留時間為520min。溶氣真空氣浮的主要優(yōu)點是：空氣溶解所需壓力比壓力溶氣為低，動力設(shè)備和電能消耗較少。但這種氣浮方法的最大缺點是：氣浮在負壓下進行，一切設(shè)備部件，如除

29、泡沫的設(shè)備，都要密封在氣浮池內(nèi)，因此，氣浮池的構(gòu)造復(fù)雜，給運行與維護都帶來很大困難。此外，這種方法只適用于處理污染物濃度不高的廢水（不高于300mgl），因此實際應(yīng)用不多。（三）加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備。 1進氣方式加壓溶氣法有兩種進氣方式，即泵前進氣和泵后進氣。泵前進氣，這是由水泵壓水管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，省去了空壓機。廢水經(jīng)過水力噴射器時造成負壓，將空氣吸人與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送人溶氣罐。此法比較簡便，水氣混合均勻，但水泵必須采用自吸式進水，而且要保持1m以上的水頭。此外，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10，否則，水泵工作不穩(wěn)定，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。泵后進氣

30、，一般是在壓水管上通人壓縮空氣。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機供給空氣。為了保證良好的溶氣效果，溶氣罐的容積也比較大，一般需采用較復(fù)雜的填充式溶氣罐。溶氣氣浮是使空氣在一定壓力的作用下，溶解于水中并達到過飽和的狀態(tài)，然后再突然使水減到常壓，這時溶解在水中的空氣，便以微小氣泡的形式從水中逸出，以完成氣浮過程的方法。溶氣氣浮形成的氣泡，粒度很小，其初粒度約在80微米左右。氣泡與水的接觸時間，可根據(jù)需要加以控制。因此，溶氣浮的凈化效率較高，在水處理領(lǐng)域，特別是對含油廢水、纖維板廢水的處理，取得了廣泛應(yīng)用。根據(jù)氣泡從水中析出時所處壓力的不同，溶氣氣浮又可分為：加壓

31、溶氣氣浮和溶氣真空氣浮兩種類型。前者是空氣在加壓條件下溶入水中，而在常壓下析出；后者是空氣在常壓或加壓條件下溶入水中，而在負壓條件下析出。目前加壓溶氣氣浮是國內(nèi)外最常用的氣浮方法。評價溶氣系統(tǒng)的技術(shù)性能指標主要有兩個即溶氣效率和單位能耗。到目前為止雙膜理論解釋氣體傳質(zhì)于液體還是比較接近于實際的。根據(jù)雙膜理論，對于難溶氣體決定傳質(zhì)過程的主要阻力來自液膜，而氣膜中的傳質(zhì)阻力與之相比，可以忽略而不計。即要強化溶氣過程，除應(yīng)有足夠的傳質(zhì)推動力外，關(guān)鍵在于擴大液相界面或減薄液膜厚度。但實際上在紊流劇烈的自由界面上是難以存在穩(wěn)定的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機表面更新理論，這種理論增加了表面更新速率，即在考慮氣

32、液接觸界面?zhèn)髻|(zhì)時，引人了氣相、液相在單位時間內(nèi)因渦流擴散而流入氣、液更新界面的傳質(zhì)因素，從而使理論和實際更為接近。這種理論可在鼓泡罐（空罐）和填料罐相互比較時得到驗證。鼓泡罐的構(gòu)造以氣相分散在液態(tài)連續(xù)相中為出發(fā)點，實踐證明其溶氣效率較低。這是因為氣泡間的液層很厚，單靠氣泡浮升時產(chǎn)生的渦流很難帶動其兩側(cè)液層中的大多數(shù)液體分子來更新相界面，而達到快速擴散傳質(zhì)的要求，此時擴散傳質(zhì)主要阻力來自液層，填料罐則不同，液體在罐中流動時，被分散性很高的填料切割得很薄，此時連續(xù)流的氣相很快被劇烈渦流的液膜所擾動而卷人新的相界面，進行著傳質(zhì)溶解，因此其溶氣效率很高。1加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮法在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛

33、。煉油廠幾乎都采用這種方法來處理廢水中的乳化油、并獲得較好的處理效果。出水含油量可在1025mgL以下，一般生化處理油量要在25mgL以下。水泵自調(diào)節(jié)池將原水提升到反應(yīng)池。絮凝劑在吸水管上(泵前)投入，并經(jīng)葉輪混合于反應(yīng)池中進行絮凝，反應(yīng)后的絮凝水通過穿孔墻進入氣浮池的接觸區(qū)，與來自溶氣釋放器釋出的溶氣水相混合，此時水中的絮粒和微氣泡相互碰撞粘附，形成帶氣絮粒而上浮，并在分離區(qū)進行固液分離，浮至水面的泥渣由刮渣機刮至排渣槽排出。清水則由穿孔集水管匯集至集水槽后出流。部分清水經(jīng)由回流水泵加壓后進入溶氣罐，在罐內(nèi)與來自空壓機的壓縮空氣相互接觸溶解，飽和溶氣水從罐底通過管道輸向釋放器。空氣通人的方式

34、有兩種第一種是當空氣吸人量小于空氣在該溫度下水中的飽和度時；在泵前用水射器吸人。這種方式氣水混合效果好，但水泵必須采用自引方式進水，而且要保持lm以上的水頭，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10%，以免破壞水泵應(yīng)當具有的真空度。第二種是當空氣吸人量大于空氣在該溫度下水中的飽和度時，空氣通過空壓機在水泵的出水管壓人，但也不宜大于水泵吸水量的25%1-調(diào)節(jié)池（或吸水井） 2-源水泵 3-反應(yīng)池 4-溶氣釋放器 5-氣浮池6-出水槽 7-排渣槽 8-回流水泵 9-壓力溶氣罐 10-空壓機壓力溶氣氣浮法工藝流程水在溶氣罐內(nèi)的停留時間大約為3060s，多余的空氣必須通過排氣閥放出，否則由于游離氣泡的攪動

35、，會影響氣浮池內(nèi)的氣浮效果。減壓閥的作用在于保持溶氣罐出口處的壓力恒定，從而可以控制出罐后氣泡的粒度和數(shù)量，也可用低壓溶氣釋放器代替減壓閥。壓力溶氣氣浮法部分回流式工藝流程見圖所示1-廢水吸水口 2-凝聚劑投加設(shè)備 3-水泵 4-絮凝池 5-氣浮池接觸室 6-氣浮池分離室 7-排液槽 8-集水管 9-回流水泵 10-壓力溶氣罐 10-空氣壓縮機 12-溶氣水管 13-溶氣釋放器部分回流式氣浮工藝流程示意圖壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成，即壓力溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)及氣浮分離系統(tǒng)。（1）壓力溶氣系統(tǒng)。它包括水泵、空壓機、壓力溶氣罐及其它附屬設(shè)備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。采用空

36、壓機供氣方式的溶氣系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的壓力溶氣系統(tǒng)。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機，并采取間歇運行方式。此外空壓機供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損朱。一般水泵至溶氣罐的壓力約0.5MPa，因此可以節(jié)省能耗。為了提高溶氣效率，大都采用噴淋填料壓力溶氣罐。影響噴淋填料壓力溶氣罐效率的因素很多，其中主要有：填料特征/、填料層高度、罐內(nèi)液位高、液流分布形式、氣液流向以及溫度等。目前對填料壓力溶氣罐采用的主要工藝參數(shù)有：過流密度： 30005000m3/(m2 d)填料層高度：0.81.3m液位控制高：0.61.0m（從罐底計）溶氣罐承壓能力：0.6MPa以上。（2）溶氣釋放系統(tǒng)。它一

37、般是由釋放器（或穿孔管、減壓閥）及溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。對溶氣釋放器的具體要求是：充分地減壓消能，保證溶人水中的氣體能充分地全部釋放出來；消能要符合氣體釋出的規(guī)律，保證氣泡的微細度，增加氣泡的個數(shù)，增大與雜質(zhì)粘附的表面積，防止微氣泡之間的相互碰撞而使氣泡擴大；創(chuàng)造釋氣水與待處理水中絮凝體良好的粘附條件，避免水流沖擊，確保氣泡能迅速均勻地與待處理水混合，提高捕捉機率；為了迅速地消能，必須縮小水流通道，故必須要有防止水流通道堵塞的措施；構(gòu)造力求簡單，材質(zhì)要堅固、耐腐蝕，同時要便于加工

38、、制造與拆裝，盡量減少可動部件，確保運行穩(wěn)定、可靠；溶氣釋放器的主要工藝參數(shù)為：釋放器前管道流速：1m/s以下，釋放器的出口流速以0.4.5ms為宜；沖洗時狹窄縫隙的張開度為5mm；每個釋放器的作用范圍30100cm。（3）氣浮分離系統(tǒng)。它一般可分為三種類型即平流式、豎流式及綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以保證帶氣絮凝體與清水分離。下面以平流式氣浮池為例分析帶氣絮凝體上浮分離過程的運動狀態(tài)。帶氣絮粒在接觸室內(nèi)通過浮力、重力與水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。進入分離區(qū)后，又受到兩個力的作用：一是水流擴散后由水平推力所產(chǎn)生的水平

39、向流速U推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向下流速U下。這兩種流速的合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除，或是隨水流挾出。至于其中上升或下降的速度則視合成速度U合在縱軸上投影的大小。因此要使上浮效果好，必須盡量降低U下。它可用擴大底部出流面積或提高出水的均勻度實現(xiàn)；隨著底部的均勻集流、出流，水流到池未端U平約為零，這有利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離；如要提前實現(xiàn)上浮去除，應(yīng)盡量降低u平，這可用擴大氣浮池橫斷面的方式來實現(xiàn)。豎流式氣浮池分離區(qū)中顆粒的運動狀態(tài)與平流式相似。但其水平向分速要小得多、而且隨徑向距離的增加，斷面迅速擴展，u平迅速變小。特別是豎流式的流速方向改政變不大，絮凝體主要受到向上水流推動力的慣性作用，顆粒的向上分速增大，使得帶氣絮凝體與水體的分離條件比平流式要優(yōu)越得多。不過究竟采用什么形式還需要對各方面的條件進行綜合評價后才能確定。三）電解氣浮電解氣浮法對廢水進行電解，這時在陰極產(chǎn)生大量的氫氣泡，氫氣泡的直徑很小，僅有20100微米，它們起著氣浮劑的作用。廢水中的懸浮顆粒粘附在氫氣泡上，隨其上浮，從而達到了凈化廢水的目的。與此同時，在陽極上電離形成的氫氧化物起著混凝劑的作用，有助于廢水中的污泥物上浮或下沉。電解氣浮法的優(yōu)點是：能產(chǎn)生大量小氣泡；在利用可溶性陽極時，氣浮過程和混凝過程結(jié)合進行；裝置構(gòu)造簡單，是一種新的廢水凈化方法。這是最近幾年在水處理領(lǐng)域才出