隔油和破乳ppt課件(PPT 115頁(yè))

1、第三章 浮力浮上法 第1頁(yè)，共115頁(yè)。學(xué)習(xí)內(nèi)容1、概述 2、隔油池 3、氣浮4、乳化油及破乳方法精選第2頁(yè)，共115頁(yè)。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。精選第3頁(yè)，共115頁(yè)。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

2、水性懸浮物，就需要在水中產(chǎn)生細(xì)微氣泡，使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。 精選第4頁(yè)，共115頁(yè)。2.1. 油的概述1 油類的來(lái)源2 油的狀態(tài)3 油污染的危害 2. 隔油池精選第5頁(yè)，共115頁(yè)。1含油廢水來(lái)源石油開(kāi)采及加工工業(yè)固體燃料熱加工紡織工業(yè)中的洗毛廢水輕工業(yè)中的制革廢水鐵路及交通運(yùn)輸工業(yè)屠宰及食品加工機(jī)械工業(yè)中車削工藝中的乳化液石油開(kāi)采石油煉制石油化工帶水原油的分離水鉆井提鉆時(shí)的設(shè)備沖洗水井場(chǎng)及油罐區(qū)的地面降水生產(chǎn)裝置的油

3、水分離過(guò)程,油品、設(shè)備的洗滌、沖洗過(guò)程焦化含油廢水焦?fàn)t氣的冷凝水洗煤氣水各種儲(chǔ)罐的排水精選第6頁(yè)，共115頁(yè)。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70% 。精選第13頁(yè)，共115頁(yè)。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取1.2m3/m2h精選第14頁(yè)，共115頁(yè)。2.格數(shù)n 隔油池宜分隔為數(shù)格，分格數(shù)n通

4、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(guò)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。精選第15頁(yè)，共115頁(yè)。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.原理淺層原理精選第16頁(yè)，共115頁(yè)。平流式隔油池內(nèi)安裝許多傾斜的平行板，便成了平行

5、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)精選第17頁(yè)，共115頁(yè)。Flash精選第18頁(yè)，共115頁(yè)。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。 精選第19頁(yè)，共115頁(yè)。精選第20頁(yè)，共115頁(yè)。平流式+斜板精選第21頁(yè)，共115頁(yè)。

6、3. 氣浮3.1、概述3.2、氣泡形成和粘附過(guò)程3.3、氣浮設(shè)備及其設(shè)計(jì)計(jì)算精選第22頁(yè)，共115頁(yè)。3.1 概述1.工作原理 氣浮過(guò)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?！睆?fù)合體，使懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面。由此可見(jiàn)，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(wèn)題。 精選第23頁(yè)，共115頁(yè)。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

7、 懸浮粒子與氣泡的粘附3.2 氣泡形成和粘附過(guò)程精選第24頁(yè)，共115頁(yè)。3.2.1 空氣的溶解、釋放及氣泡性質(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，溫度反比精選第25頁(yè)，共115頁(yè)。(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。精選第26頁(yè)，共115頁(yè)。2

8、、溶解空氣的釋放 釋氣過(guò)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(guò)程歷時(shí)不到0.2s。 精選第27頁(yè)，共115頁(yè)。(1)氣泡直徑-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

9、量的百分比。 3、細(xì)微氣泡的性質(zhì)精選第28頁(yè)，共115頁(yè)。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界面面積精選第29頁(yè)，共115頁(yè)。 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

10、面能E2及其縮小值E分別為： 這部分能量差即為擠開(kāi)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)精選第30頁(yè)，共115頁(yè)。水中的懸浮顆粒是否能與氣泡粘附，與水、氣、顆粒間的界面能有關(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(wú)力排開(kāi)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。 精選第31頁(yè)，共115頁(yè)。精選第32頁(yè)，

11、共115頁(yè)。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精選第33頁(yè)，共115頁(yè)。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)處理及含有大量表面活性劑的污水。水量小的工業(yè)廢水精選第34頁(yè)，共115頁(yè)。（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精選第35頁(yè)，共115頁(yè)。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

12、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精選第36頁(yè)，共115頁(yè)。（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（微孔曝氣）切割空氣法精選第37頁(yè)，共115頁(yè)。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。精選第38頁(yè)，共115頁(yè)。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

13、果不高等缺點(diǎn)。精選第39頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)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。精選第40頁(yè)，共115頁(yè)。（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；需要真空設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)困難。精選第41頁(yè)，共115頁(yè)。預(yù)曝氣釋放氣泡精選第42頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來(lái)。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

14、.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%.精選第43頁(yè)，共115頁(yè)。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 池精選第44頁(yè)，共115頁(yè)。壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成壓力溶氣系統(tǒng)氣 浮 池 空氣釋放系統(tǒng)壓力溶氣罐溶氣釋放裝置加壓水泵附屬設(shè)備溶氣水管路空氣供給設(shè)備4. 加壓溶氣法流程的組成精選第45頁(yè)，共115頁(yè)。壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備 加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶

15、氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。精選第46頁(yè)，共115頁(yè)。壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備作用是使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣的溶解。形式多種，如圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高。圖10-43精選第47頁(yè)，共115頁(yè)。 影響填料溶氣罐效率的主要因素為：填料特性填料層高度罐內(nèi)液位高布水方式溫度 填料溶氣罐主要工藝參數(shù)為：過(guò)流密度：2500-5000 m3/m2d填料層高度：0.8-1.3m液位的控制高：0.6-1.0m（從罐底計(jì)）溶氣罐承壓能力：0.6MPa精選第48頁(yè)，共115頁(yè)。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)備水泵壓水管裝射流器挾氣式空壓機(jī)供氣

16、式溶氣方式有三種經(jīng)濟(jì)和安全方面都不理想，已很少使用。水泵吸氣式泵前插管進(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(guò)10，而且加壓泵葉輪易受氣蝕。精選第49頁(yè)，共115頁(yè)。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)備水泵出水管射流溶氣空壓機(jī)供氣式溶氣方式有三種優(yōu)點(diǎn)是不需另設(shè)空壓機(jī)，沒(méi)有空壓機(jī)帶來(lái)的油污染和噪聲。水泵吸氣式射流進(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)

17、水流以3040ms的高速紊流束從噴嘴噴出，并穿過(guò)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。 精選第50頁(yè)，共115頁(yè)。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)備水泵壓水管裝射流器挾氣式空壓機(jī)供氣式溶氣方式有三種較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是能耗相對(duì)較低。水泵吸氣式空壓機(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，

18、但噪聲大，投資較高。精選第51頁(yè)，共115頁(yè)。 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(lái)，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)精選第52頁(yè)，共115頁(yè)。 功能-提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 豎流式精選第53頁(yè)，共115頁(yè)。平流式氣浮池目前最常用，反應(yīng)池與氣浮池合建。工作過(guò)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

19、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。精選第54頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)10m，長(zhǎng)不超過(guò)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，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)150-200m3/h，廢水中的可沉物質(zhì)較多時(shí)，宜采用豎流式氣浮池。豎流式氣浮池精選第56頁(yè)，共115頁(yè)。精選第57頁(yè)，共115頁(yè)。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

20、體容易在加壓和溶氣過(guò)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，增加了油粒或懸浮顆粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；在處理水量相同時(shí)，它較部分回流溶氣法所需氣浮池小。全部廢水經(jīng)過(guò)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。 精選第58頁(yè)，共115頁(yè)。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。 精選第59頁(yè)，共115頁(yè)。處理后的凈化部分回流加壓，原水全部混凝氣浮。這

21、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?。粴飧∵^(guò)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。 精選第60頁(yè)，共115頁(yè)。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(wèn)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

22、有利?？梢曰厥绽糜杏梦镔|(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。精選第61頁(yè)，共115頁(yè)。主要用途及效果：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。 精選第62頁(yè)，共115頁(yè)。7. 壓力溶氣氣浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)精選第63頁(yè)，共115頁(yè)。精選第64頁(yè)，共115頁(yè)。精選第65頁(yè)，共115頁(yè)。精選第66頁(yè)，共115頁(yè)。1

23、.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(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可根據(jù)氣固比（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-

24、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)選擇精選第67頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)程氣固比，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。精選第68頁(yè)，共115頁(yè)。式中 KT-空氣在水中的溶解度

25、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(guò)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)：精選第69頁(yè)，共115頁(yè)。溶氣罐直徑Dd按下式計(jì)算：式中：I-過(guò)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；

26、h4 - 填料層高度，當(dāng)采用階梯環(huán)時(shí)，可取1.0-1.3m。(2) 溶氣罐精選第70頁(yè)，共115頁(yè)。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。空罐取DH1：3，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。精選第71頁(yè)，共115頁(yè)。溶氣罐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖精選第72頁(yè)，共115頁(yè)。 實(shí)踐證明：溫度、過(guò)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

27、率的主要因素精選第73頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)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)方便精選第74頁(yè)，共115頁(yè)。精選第75頁(yè)，共115頁(yè)。（3） 溶氣釋放系統(tǒng)壓力溶氣水經(jīng)過(guò)瞬時(shí)降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣后，很快形成無(wú)數(shù)

28、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(1umD0.15Mpa，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(guò)孔盒時(shí)，溶氣水反復(fù)經(jīng)過(guò)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(lái)。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^(guò)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

29、才能使舌簧提出等缺點(diǎn)設(shè)計(jì)的。 精選第78頁(yè)，共115頁(yè)。TJ型 精選第79頁(yè)，共115頁(yè)。主要特點(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 精選第80頁(yè)，共115頁(yè)。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(lái)的微細(xì)氣泡平均直徑小于25um，氣浮效率高；（3）釋放出來(lái)的溶氣水停留時(shí)間超過(guò)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

30、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型號(hào)規(guī)格D（mm）L(mm)可調(diào)壓力Mpa可調(diào)流量m3/h處理水量m3/hSF1ZG3/4 741500.25-0.50.7-1.21-1.5SF1.5ZG1821690.25-0.51.2-1.81.5-2SF2.5ZG1/21041750.25-0.52-34-6SF5ZGg21261900.25-0.54-68-12SF5.5ZG2.51382200.25-0.56.1015-20精選第81頁(yè)，共115頁(yè)。（4）氣 浮 池接觸池的表面積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60

31、s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。精選第82頁(yè)，共115頁(yè)。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

32、湊，占地小，去除率高，也能照顧后續(xù)構(gòu)筑物的高程需要。精選第83頁(yè)，共115頁(yè)。 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(wú)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(lái)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

33、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。精選第84頁(yè)，共115頁(yè)。接觸區(qū)的上升流速 一般來(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，是先根據(jù)釋放器的作用半徑選定L后，再?zèng)Q定B。但

34、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。精選第85頁(yè)，共115頁(yè)。釋放器的布置形式逆向接觸式（目前最常用） 同向接觸式 垂直輻射式精選第86頁(yè)，共115頁(yè)。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)發(fā)生擁擠沉淀

35、的現(xiàn)象。精選第87頁(yè)，共115頁(yè)。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。精選第88頁(yè)，共115頁(yè)。 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(guò)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。 精選第89頁(yè)，共115頁(yè)。 考慮到氣浮池在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程

36、中，難免有泥砂或絮粒沉積于池底，因此一般穿孔集水管管底裝置在離池底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。精選第90頁(yè)，共115頁(yè)。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(wú)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

37、)； (2)粘性較小而能順利地外溢的浮渣； (3)氣浮池后面設(shè)有泥渣濃縮池或其他脫水設(shè)備的場(chǎng)合。精選第91頁(yè)，共115頁(yè)。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旁鼤r(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：精選第92頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)控制出水水位，才能做到進(jìn)

38、、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，往往需要借助于升高池水位來(lái)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(lái)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。精選第93頁(yè)，共115頁(yè)。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(guò)對(duì)調(diào)節(jié)管的提升與下降(用螺桿調(diào)節(jié))來(lái)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)

39、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(guò)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。精選第94頁(yè)，共115頁(yè)。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)。精選第95頁(yè)，共115頁(yè)。加壓容器氣浮的主要工藝條件及運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)常 規(guī) 型高 效 型溫度常 溫常 溫溶氣壓力(kPa(表壓)39258

40、8196294回流比(%)40801030溶氣時(shí)間(min)3524溶氣效率(%)50607080空氣飽和系數(shù)0.60.70.70.8氣泡直徑(m)601002050氣泡穩(wěn)定時(shí)間(min)1.52.546容器罐過(guò)流密度(m3/m2.h)50100100200容器罐容積負(fù)荷(m3/m3.h)14283654氣固比(L空氣/kgSS)50801642氣浮分離時(shí)間(min)20301520氣浮池表面負(fù)荷(m3/m2.h)58810精選第96頁(yè)，共115頁(yè)。氣浮設(shè)計(jì)舉例說(shuō)明設(shè)計(jì)前需要考慮如下問(wèn)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

41、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？精選第97頁(yè)，共115頁(yè)。氣浮設(shè)計(jì)舉例說(shuō)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，

42、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(guò)流密度L150m3/hr.m3。精選第98頁(yè)，共115頁(yè)。方案草圖如下：計(jì)算過(guò)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)。精選第99頁(yè)，共115頁(yè)。方法二：如果無(wú)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

43、比取0.03-0.04，本例取0.01，則： 精選第100頁(yè)，共115頁(yè)。2)所需空壓機(jī)額定氣量（其中為安全系數(shù)）故選用型空壓機(jī)兩臺(tái)，一用一備。3)加壓溶氣所需水量故水泵選用兩臺(tái)，一用一備。式中：p選定的溶氣壓力(公斤/厘米2)； 溶氣效率，對(duì)裝階梯環(huán)填料的溶氣罐可按下表選?。?KT溶解度系數(shù)(L/mmHgm3)，可根據(jù)水溫查下表而得。735.5mm汞柱=1公斤/厘米2=1000cm水柱精選第101頁(yè)，共115頁(yè)。4)壓力溶氣罐可選用標(biāo)準(zhǔn)填料罐規(guī)格Dd0.5m.5)接觸室面積A接觸室寬度bc=0.60m，則接觸室長(zhǎng)度，即氣浮池寬度B：6）分離室的表面積A精選第102頁(yè)，共115頁(yè)。分離室長(zhǎng)度：(7)氣浮池水深式中：t氣浮池分離室停留時(shí)間 取16mins。(8)氣浮池容積時(shí)間校核： 精選第103頁(yè)，共115頁(yè)。氣浮池總停留時(shí)間：(9)氣浮池集水管 采用穿孔管 全池共用4根，管中心間距1.33m，每根集水管的集水量：選用管直徑Dg200mm，管中最大流速為0.52m/s。如果允許氣浮池與后續(xù)單元有0.3m的水位落差，則集水口的流速:每根集水管的孔口總面積為：精選第1