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1、1,第五章 气 浮(Flotation),2,气浮是一种固液和液液分离的方法。具体过程：通入空气产生微细气泡SS附着在气泡上上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒 给水处理中除藻等废水处理中去除纤维、悬浮物、油类、脂肪等,第1节 理论基础,3,一、界面张力和润湿接触角,任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力。,4,气浮的情况涉及：气、水、固三相介质，每两相之间都存在界面张力。,：润湿接触角90,疏水性,易于气浮 90,亲水性,三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。,5,二、悬浮物与气泡的附着条件,按照物理化学的热力学理论,任何体系均存在力图使界面能减
2、少为最小的趋势。,界面能 W=S S：界面面积;：界面张力附着前:W1=水气+水粒（假设S 为1）附着后:W2=气粒,6,界面能的减少=水气+水粒气粒,三个力之间的关系：水粒=气粒+水气COS(180-),=水气(1-COS)悬浮物与气泡附着的条件：0 越大，推动力越大，越易气浮。,7,0,COS1,=0 不能气浮 90,COS1,水气 颗粒附着不牢-亲水性,90,水气 易气浮疏水性180,=2水气 最易被气浮,(2)同时,COS（气粒水粒）/水气水中颗粒与表面张力水气有关。水气增加，增大,有利于气浮,8,例如：石油废水中表面活性物质含量少,水气大,乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。而煤气洗涤
3、水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多，水气小，直接气浮效果差。,9,气泡与颗粒的粘附形式,10,对于亲水性颗粒的气浮，表面需改性为疏水性 投加浮选剂（松香油、煤油、脂肪酸）,11,三、气泡的稳定性,气浮中要求气泡具有一定的分散度和稳定性。气泡粒径在100左右为好。空气从水中析出过程分两个步骤：气泡核的形成气泡的增长,12,洁净水中：气泡常不能达到气浮要求的极细分散度。洁净水表面张力大，气泡有自动降低表面自由能的倾向，即气泡合并。稳定性不好。缺乏表面活性物质的保护，气泡易破灭。,13,加入起泡剂（一种表面活性物质），保护气泡的稳定性。,有机物含量不多的废水气浮时，气泡的稳定性可能成为重要的
4、影响因素。适当表面活性剂是必要的。,14,但表面活性物质过多,15,四、乳化现象与脱乳,疏水性颗粒易气浮，但多数情况下并不好。乳化现象,以油粒为例：表面活性物质存在：非极性端吸附在油粒，极性端则伸向水中 乳化油 极性端电离后带电双电层现象稳定体系（阻碍细小油珠之间，油珠和气泡之间的粘附）,16,亲水性固体粉末（固体乳化剂）存在：如粉砂、粘土等一小部分与油接触，大部分为水润湿。,17,带电的稳定体系是不利于气浮的，应 脱稳、破乳 投加混凝剂压缩双电层降低电位混凝剂：硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁等,18,第2节 气浮分类与工艺过程,一、气浮分类1.电解气浮法：直流电的电解作用下:阳极产生氢气，阴极
5、产生氧气，微气泡。气泡小于溶气法和散气法。,19,20,具有多种作用：除BOD、氧化、脱色等去除污染物范围广污泥量少，占地少。但电耗大。,21,2.散气气浮法：扩散板曝气气浮叶轮气浮法,简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。,22,叶轮气浮法,适用于处理水量不大，污染物浓度高的废水。,23,3.溶气气浮法溶气真空气浮加压溶气气浮,24,二、加压溶气气浮,工艺组成：空气释放系统、气浮池、压力溶气系统,25,气浮工艺,全溶气法：电耗高，但气浮池容积小。,全溶气方式加压溶气气浮法流程,26,部分溶气法：省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大溶气罐压力。,部分溶气方式加压溶气气浮法流程,27,回流加压溶
6、气法：适用于SS高的原水，但气浮池容积大。,回流加压溶气气浮法流程,28,特点：水中空气的溶解度大，能提供足够的微气泡。气泡粒径小（20100um）、均匀。设备流程简单,29,工艺组成：空气释放系统、气浮池、压力溶气系统,2.加压溶气气浮工艺的主要设备,30,压力溶气系统：加压水泵压力溶气罐空气供给设备其他附属设备,31,加压水泵：提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。加压泵压力应适当，过高：溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气多，会促进微气泡的聚集，不利气浮；太低：增加溶气水量，气浮池容积增加。,32,压力溶气罐：使水与空气充分接触，促进空气溶解。形式多样。,33,空气在水中的溶解度
7、遵循亨利定律：VKT P（L-气/m3-水,或g-气/m3-水）P：空气所受的绝对压力，以mmHg计 KT：溶解常数，与温度有关,34,空气在水中的溶解量与加压时间的关系,35,一般水中空气含量约为饱和含量的5080。实际气浮操作时，空气量应适当气水比：15（体积比）气固比（重量比）：0.51空气量与压力有关，所以应选择适当的压力。,36,溶气方式：a.水泵吸气式,37,b.水泵压水管射流,38,c.水泵空压机（常用）,39,2)空气释放设备：将空气以极细小（20100）的气泡释放。,40,3)气浮池平流式和竖流式（HRT：1020分）,平流式加压溶气气浮工艺流程1：混合器；2：反应室；3：入
8、流室；4：分离室；5：泵；6：射流器；7：气体流量计；8：溶气罐；9：释放器；10：浮渣槽；11：刮渣机,41,竖流式气浮池,42,组合方式：,43,44,45,46,47,48,49,重要工艺参数：气固比a,50,采用质量比时ACs(f P-1)R/1000 S=QSa Cs：一定温度一个大气压时空气溶解度，mg/L。P：溶气绝对压力，绝对压力f：溶气效率,与溶气罐结构、压力和时间有关（0.50.8）R：加压溶气水量，m3/dSa：废水中的悬浮颗粒浓度，kg/m3Q：进行气浮处理的废水量，m3/d,51,气固比a影响气浮效果（出水水质,浮渣浓度），应作试验确定。无资料时，可选取0.0050.
9、06。剩余污泥气浮浓缩时一般采用0.030.04,52,53,气固比与出水SS及浮渣中固体含量的关系,气固比,气固比,54,三、气浮法在水处理中的应用废水：含油废水(石油化工、机械加工、食品工业等)：悬浮油（10,隔油池）乳化油（10,一般0.1-2气浮）溶解性,55,造纸厂白水回收纤维：时间短，SS去除率90以上，COD去除率80，浮渣浓度5 染色废水等 毛纺工业洗毛废水羊毛脂及洗涤剂 浓缩污泥（效果比沉淀法高）,56,给水：高含藻水源的净化：武汉东湖水厂，气浮替代沉淀，藻类去除率达80以上。低温、低浊水的净化：沈阳市自来水厂。对受污染水体的净化：对水体产生曝气，减轻嗅味与色度。,57,优点：处理能力比沉淀池高气浮污泥浓度高可以同时去除多种污染物（表面活性剂、嗅味物质等）缺点：耗电、维修,
