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1、气浮法处理工艺必须满足三个基本条件： 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。,第七节 气浮池,1,石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离 工业废水处理 污水中有用物质的回收 取代二次沉淀池，特别是用于易于产生活性污泥膨 胀的情况 剩于活性污泥的浓缩,污水处理技术中，气浮法分离技术的应用：,2,一、气浮法的类型,3,压缩空气引入到靠近池底 的微孔板，微孔将空气分 散成细小气泡。,将空气引至高速旋转混合器 或叶轮机附近，将引入的空 气切割成细小气泡。,1 分散空气气浮法,4,剪切气泡气浮法使用于处理水量不大、浓度较高的废
2、水，除油效率可达80%。 分散空气气浮用于矿物浮选，含油脂、羊毛及表面活性剂等污水的初级处理。,5,电解废水可同时产生三种作用： 电解氧化还原 电解混凝 电气浮,2、电 解 气 浮 法,6,电 解 气浮 法,将正负极相间的多组电极浸在废水中，通以直流电，废水电解，两级产生的H2和O2的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带至水面而达到分离的目的。,7,电解气浮法的应用： 电解气浮法产生的气泡小于其他方法产生的气泡，主要用于工业废水处理方面，处理水量约在1020 m3/h；故特别适用于脆弱絮状悬浮物。 缺点：电耗高、操作运行管理复杂及含有大量表面活性剂的污水。,8,加压溶解 减压析出 形成微气泡,3 溶
3、解空气气浮法,9,真空气浮法,优点：无压力设备 缺点：溶解度低、气泡释放有限，需要真空设备， 运行、维护困难。,常压下溶解,真空下释放,10,11,加压溶气气浮法,12,全加压溶气流程将全部入流废水加压溶气，再经过减压释放装置进入气浮池，进行固液分离。,13,部分加压溶气流程将部分入流废水加压溶气，其余直接进入气浮池。部分溶气系统提供的空气量较少，须在较高压力下运行。,14,部分回流加压溶气流程将部分澄清液回流加压，入流废水直接进入气浮池，是目前最常用的气浮处理流程。,15,二、加压溶气气浮的基本原理,1、空气在水中的溶解度与压力的关系,单位体积水溶液中溶入的空气体积: mL(气)/L(水),
4、空气在水中的 溶解度的表示,16,空气在纯水中的饱和溶解度,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。,17,空气从水中析出的过程: 气泡核的形成过程起决定性作用，相当数量的气泡核可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。形成的气泡核数量越多，形成的气泡直径越小，越有利于气浮工艺的要求。 气泡的增长过程。,18,液体表面分子所受的分子引力与液体内部分子所受的分子引力不同，表面分子所受的作用力是不平衡的，这不平衡的力有把表面分子拉向液体内部、缩小液体表面的趋势，这种力称为流体的表面张力。 要使表面分子不被拉向液体内部，就
5、需要克服液体内部分子的吸引力而作功，因而液体表层分子具有更多的能量，这种能量称表面能。 同样，在液、气、固三相介质的表面也存在界面张力和界面能。界面能与界面张力的关系如下：,界面张力系数；S界面面积,气泡与悬浮颗粒粘附的条件,2. 水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理,不同悬浮颗粒与水的润湿情况,19,气泡与悬浮颗粒粘附的条件,2. 水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理,气泡未与悬浮颗粒粘附前，三相体系单位面积上的界面能E1为：,当气泡与悬浮颗粒粘附后，单位面积上的界面能为：,粘附后界面能的缩小值为：,三相界面张力平衡时存在如下关系：,（1）,（2）,将（2）代入（1），整理得,不同悬浮颗粒与水的润湿
6、情况,20,气泡与悬浮颗粒的粘附形式,气粒吸附,气泡顶托,气泡裹夹,21,当流态为层流，即Re1时，则“颗粒-气泡”复合体的上升速度可按斯托克斯公式计算： 式中：d为“颗粒-气泡”复合体的直径； S为“颗粒-气泡”复合体的表观密度。 “颗粒-气泡”复合体的上浮速度u上取决于水与复合体的密度差与复合体的有效直径。如果“颗粒-气泡”复合体上粘附的气泡越多，则S越小，d越大，上浮速度亦越快。,“颗粒-气泡”复合体的上浮速度,22,3. 投加化学药剂对气浮效果的影响,一般疏水性或亲水性物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。,23,大多是链状有机表面活性剂。分子一端含极性基
7、(-OH、-COOH、-SO3H、-NH3、N等)，显示出亲水性，称为亲水基；另一端为非极性基(如-R等)，显示出疏水性，称为疏水基。 捕收剂：松香油、煤油、黄药、黑药、氧化石螃、十八胺等； 稳泡剂：十二烷基磺酸钠、十二统基苯磁醋钠、月桂醋二乙醇酰胺、月桂醇硫酸酯钠等,3. 投加化学药剂对气浮效果的影响,亲水性颗粒不易被气泡吸附，疏水性颗粒易被吸附。,24,3. 投加化学药剂对气浮效果的影响,25,3. 投加化学药剂对气浮效果的影响,26,3. 投加化学药剂对气浮效果的影响,27,压力溶气气浮法系统的组成,三、压力溶气气浮系统的组成及设计,28,压力溶气系统,29,压力溶气系统,使水与空气充分
8、接触，促进空气的溶解。 有多种形式，以罐内填充填料的溶气罐效率最高。,30,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,31,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,32,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。,气 浮 池,目前最常用，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
9、部进入分离室进行固液分离。,优点：池深浅、造价低、构造简单、运行方便。 缺点：分离部分的容积利用率不高等。,平流式气浮池,33,竖流式气浮池,竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同。 优点:接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。 缺点:与反应池较难衔接，容积利用率较低。 经验表明:当处理水量大于150200m3/h，废水中可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。,34,35,36,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
10、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。,37,1. 当有试验资料时，可用下述 公式计算： 式中： qv气浮池设计水量，m3/h； R试验条件下的回流比，%； ac试验条件下的释气量，L/m3； 水温校正系数，取1.11.3,2.当无试验资料时，可根据气固比 （A/S）进行估算，计算式如下： A/S气固比（g释放的气体/g悬浮固体 一般为0.0050.006。 悬浮固体浓 度较高时取上限，如剩余污泥气 浮浓缩时，气固比采用0.030.04； 1.3 1mL空气的重量，mg； ca 某一温度下的空气溶解度； f 压力为p时
11、，水中的空气溶解系数， 0.50.8（通常0.5）； p0 表压，kPa； qvR加压水回流量，m3/h； qv 设计水量，m3/h； Si入流废水的悬浮固体浓度，mg/L。,压力溶气气浮法的设计计算 气浮所需空气量,38,溶气罐直径Dd 选定过流密度I后，溶气罐直 径按下式计算： 对于空罐：I选用1000 2000m3/(m2d)， 对填料罐：I选用2500 5000 m3/(m2d)。,溶气罐高h： 式中： h1 罐顶、底封头高度 （据罐直径而定），m； h2 布水区高度， 一般取0.20.3m； h3 贮水区高度，一般取1.0m； h4 填料层高度， 一般取1.01.3m。,压力溶气浮上法的设计计算 溶气罐,39,压力溶气浮上法的设计计算 气浮池,接触池表面积Ac：选定接触室中水流上升流速uc后按下式计算： 接触室容积一般按停留时间大于60s进行复核。,分离室的表面积As：选定分离速度（分离室的向下平均水流速度）us后按下式计算： 对矩形池子分离室的长宽比一般取1:12:1。,气浮池的净容积V：选定池的平均水深H（指分离室深），按下 式计算： 同时以池内停留时间（t）进行校核，一般要求 t 为1020min。,40,41,42,
