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1、浮力浮上法,制作：刘振川,（一）定义：,浮力浮上法是对不溶态污染物的分离技术，指借助于水的浮力，使水中不溶态污染物浮出水面，然后用机械加以刮除的水处理方法。,（二）含油废水,（1）含油废水的产生,来源为石油开采炼制、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工、 屠宰及食品加工等工业企业。由于机械剪切，水力冲刷，表面杂质，跑冒滴漏。,（2）分类,可浮油污水在静置或流动时，借助油珠与水比重差上浮至水面分离，含量 6085，直径60100（微米），易浮于水面，形成油膜或油层。,乳化油 其表面有一层由乳化剂形成的薄膜，阻碍油滴合并，使其呈乳化状态浮于水中，不能上浮，含量1520，直径 518m，油珠成
2、为稳定的乳化液。（消除乳化剂的作用使乳化油变为可浮油称为破乳。破乳后可通过自然上浮法去除。） 溶解油 溶解于污水中，一般 污水中 515mg/L。,（3）危害,形成一层分子膜，污染水质； 水中溶解氧O2含量下降； 生成CO2 、形成H2CO3、 PH、浊度（微生物降解油时产生）； 不能灌溉，农业灌溉要求含油量 50ppm； 不能生物处理，生物处理要求含油量3050ppm。,（三）含油废水的去除：,浮力浮上法,自然浮上法：又称隔油池，这是因为该法主要用于粒径大于 50-60微米的可浮油分离，主要设备是隔油池。,气泡浮升法：主要针对油和弱亲水性悬浮物，在废水中注 气，让细微气泡和水中的悬浮微粒随气
3、泡一起浮升到水 面，加以去除，主要设备有加压泵、溶气罐、释放器和气浮 池等。,药剂浮选法：是在水中加入浮选剂，使亲水粒子的表面性质 由亲水性转变为疏水性，降低水的表面张力，提高气泡膜的 弹性和强度，使细微气泡不易破裂。浮选剂按功能可分为捕 收剂、调整剂和起泡剂三类，它们大多是链状有机表面活性 剂。,（1）自然上浮法除油-隔油池,平流式隔油池 污水从池一端流入，从另一端流出，比重小于1的浮油上浮，水面设集油管，可去除油珠不低于 100150m。表面覆盖盖板，以防雨、防火和保温。寒冷地区内设加温管。 优点 构造简单， 便于运行管理， 除油效果稳定 缺点 池体大， 占地面积多,根据浅池理论，池内设斜
4、板，间距 2050mm，水流向下流 动，油珠向上浮动，异向分离，泥渣滑向池底，可去除 60m油珠， 停留时间短。,斜板式除油池,（2）气泡浮升法,水和废水的浮上法处理是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与水中悬浮颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离，形成浮渣层。 浮上法处理工艺必须满足下述基本条件： 必须向水中提供足够量的细微气泡； 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态； 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。,应用：,污水处理技术中，浮上法固-液或液-液分离技术应用的几方面： 石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离; 工业废水处
5、理中的纤维类物质; 污水中有用物质的回收; 取代二次沉淀池，特别是用于易产生活性污泥膨胀的情况; 剩余活性污泥的浓缩。,浮上法的类型,A:分散空气浮上法,微孔曝气浮上法：压缩空气引人到靠近池底处的微孔板，并被微孔板的微孔分散成细小气泡。 剪切气泡浮上法：该法是将空气引入到一个高速旋转混合器或叶轮机的附近，通过高速旋转混合器的高速剪切，将引入的空气切割成细小气泡。,从溶解空气和 析出条件来看,加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来 需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备。,真空浮上法：空气在 常压下溶解，真空条件下释放 优点：无压力设备 缺点：溶解度低，气
6、 泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难。,B:溶解空气浮法,空气在水中的溶解度与温度、压力有关。 在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。 一定温度下，溶解度与压力成正比。,空气从水中析出的过程分两个步骤，即气泡的形成过程与气泡的增长过程。 气泡核的形成过程起决定性作用，有了相当数量的气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。溶气气浮法要求在这个过程中形成数目众多的气泡核，溶解同样空气，如形成的气泡核的数量越多，则形成的气泡的直径也就越小，越有利于满足浮上工艺的要求。,真空浮上法：污水经流量调节器后先进入曝气室，由机械曝气设备预曝气，使污水中的溶气量接近于常压下的饱和
7、值。未溶空气在脱气井脱除，然后污水被提升到分离区。由于浮上分离池压力低于常压，因此预先溶入水中的空气就以非常细小的气泡溢出来，污水中的悬浮颗粒与从水中溢出的细小气泡相粘附，并上浮至浮渣层。旋转的刮渣板把浮渣刮至集渣槽，然后进入出渣室。在浮上分离池的底部装有刮泥板，用以排除沉到池底的污泥。处理后的出水经环形出水槽收集后排出。,加压容器浮上法：加压溶气浮上法是目前常用的浮上法。加压溶气浮上法，是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和的空气以细微气泡形式释放出来。加压溶气浮上法的主要设备为水泵、溶气罐、浮上池。空气注入溶气罐可用空气压缩机或射流器。加压溶气浮上法有三种基本流程
8、：全溶气流程 ；部分溶气流程 ；回流溶气流程 。,a:全溶气流程如图所示。该法是将全部人流废水进行加压溶气，再经过减压释放装置进入气浮池进行固液分离的一种流程。,b:部分溶气流程如图所示。该法是将部分人流废水进行加压溶气，其余部分直接进人气浮池。该法比全溶气式流程节省电能，同时因加压水泵所需加压的溶气水量与溶气罐的容积比全溶气方式小，故可节省一些设备。但是由于部分溶气系统提供的空气量亦较少，因此，如欲提供同样的空气量，部分溶气流程就必须在较高的压力下运行。,c:回流溶气流程 如图所示。在这个流程中，将部分澄清液进行回流加压，人流废水则直接进入气浮池。,压力溶气浮上法系统的组成,压力溶气系统,气
9、 浮 池,空气释放系统,压力溶气系统,压力溶气系统,压力溶气系统,压力溶气系统,加压水泵,压力溶气罐,空气供给设备,附属设备,空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。 溶气释放装置的功能是将压力容器水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。 常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、释放器等。,空气释放系统,气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。,目前最常用，其反应池与气浮池合建。废水进入反应池完全混合后，经挡板底部进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触时间，然后由接触室上部进入
10、分离室进行固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。 平流式气浮池的优点是池深浅、造价低、构造简单、运行方便。 缺点是分离部分的容积利用率不高等。,气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过10m、长度不超过15m为宜。 废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为515min。 为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.1m/s。废水在接触室中的上升流速一般为1020mm/s，停留时间应大于60s。,竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同。 其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。 缺点是与
11、反应池较难衔接，容积利用率较低。 有经验表明，当处理水量大于150 200m3/h、废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。,气 浮 池,竖流式气浮池,平流式气浮池,C:电解浮上法,电解浮上法是将正负相间的多组电级浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两极间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带致水面而达到分离的目的。 电解浮上法产生的气泡小于其它方法产生的气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上法的表面负荷通常低于4m3m2h。 电解浮上法，主要用于工业废水处理方面，处理水量约在1020m3h。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢等问题，较难适用于大型生产。,（3）药物浮
12、选法,浮选的基本原理：矿物颗粒自身表面具有疏水性或经浮选药剂作用产生或增强疏水性。疏水就是亲油和亲气体，可在液，气或水油的界面发生聚集。经过一系列工艺处理后的金矿粒虽然密度大却能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选机的矿液表面，将作为泡沫产品回收。,浮选剂：浮选时使用各种药剂来调节入选矿 物和浮选介质的物理化学性质，从 而扩大金矿物或含金矿物与脉石 亲琉水性的差异，使之更好地分 选，达到提高金回收率的目的。常 用的浮选剂分三大类：捕收剂， 起泡剂，调整剂。,捕收剂：加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，这种药剂通常称之为捕收剂。捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。极性捕收剂由能与矿
13、物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，从而使矿位具有可浮性。与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金，在浮选时常用有机硫代化合物作浦收剂 。,起泡剂：具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水一空气界面，降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面，使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油，俗称二号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等,调整剂： a: pH值调整剂。用它来调节矿浆的酸碱度
14、，用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件，从而改善浮选效果。在氰化过程中也同样要调节矿浆pH值的。常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。在选金时，最常用的调节剂是石灰和硫酸 . b:活化剂。能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿，然后用黄药等捕收剂浮选。 c:抑制剂提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌和氰化物抑制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶（单宁）等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的。,d:絮凝剂。使矿物细颗粒聚集成大颗粒，以
15、加快其在水中的沉降速度；利用选择性絮凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。 e:分散剂。阻止细矿粒聚集，处于单体状态，其作用与絮凝剂恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸盐等。 浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异，可用试验单位提供药方（或称药剂制度），在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。,注意,设备：浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备。矿浆经过搅拌充气，在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附，气泡上升、形成矿化泡沫层，被刮板刮出或溢出，这一系列浮选过程均是在浮选机中完成的。浮选机多由多槽串联而成。,分类（按搅拌和充气的方式 ）： （1）机械搅拌式有离心叶轮，也有的是星形转子和棒形转子等类型搅拌器在浮选槽内高速旋转，驱使矿浆流动，在叶轮腔内产生负压而吸入空气。 (2)充气机械搅拌式。除机械搅拌外，再补充向浮选糟内充入低压空气。 (3)充气式靠压入空气进行搅拌并产生气泡，如浮选柱和泡沫分离装置等。 (4)气体析出式。用降低压力法或先加压后降至常压的万法，使矿浆中溶解的空气析出，形成微泡 （5)压力溶气式。利用高压将充入的空气预溶于水，然后在常压下在浮选槽内析出，形成大量微泡。 目前，在我国金选矿厂最常用的浮选机是国产的机械搅拌式浮选机。,
