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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。 压力溶气罐：使水与空气充分接触，促进空气溶解。形式多样。 空气在水中的溶解度遵循亨利定律： V＝KT 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 空气在水中的溶解量与加压时间的关系 一般水中空气含量约为饱和含量的50－80％。 实际气浮操作时，空气量应适当 气水比：1－5％ 气固比（重量比）：0.5－1％ 空气量与压力有关，所以应选择适当的压力。 溶气方式：a. 水泵吸气式 b. 水泵压水管射流 c. 水泵－空压机（常用） 2) 空气释放设备：将空气以极细小（20－100?）的气泡释放。 3) 气浮池 平流式和竖流式（HRT：10－20分） 平流式加压溶气气浮工艺流程 1：混合器；2：反应室；3：入流室；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 * * 第四章 气 浮 (Flotation) 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 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。 气 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。 ?水气 ?水粒 ?气粒 ? ?：润湿接触角 ?90, 疏水性,易于气浮 ?90,亲水性 粒 三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。 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少为最小的趋势。 界面能 W =σS S：界面面积;σ：界面张力 附着前: W1 =σ水气+σ水粒 （假设S 为1） 附着后: W2=σ气粒 界面能的减少△Ｗ=σ水气+σ水粒－σ气粒 ?水气 ?水粒 ?气粒 ? 三个力之间的关系： σ水粒 =σ气粒+σ水气COS(180?-θ) △Ｗ=σ水气(1-COSθ) 悬浮物与气泡附着的条件：△Ｗ0 △Ｗ越大，推动力越大，越易气浮。 θ?0, COSθ?1, △Ｗ= 0 不能气浮 θ90, COSθ1, △Ｗσ水气 颗粒附着不牢 --亲水性 θ90, △Ｗσ水气 易气浮―疏水性 θ?180, △Ｗ=2σ水气 最易被气浮 (2) 同时, COS θ ＝（σ气粒－σ水粒）/σ水气 水中颗粒θ与表面张力σ水气有关。 σ水气增加，θ增大, 有利于气浮 例如： 石油废水中表面活性物质含量少, σ水气大, 乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。 而煤气洗涤水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多，σ水气小，直接气浮效果差。 气泡与颗粒的粘附形式 气-颗粒吸附 气泡顶托 气泡裹夹 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） 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 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 。 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影响因素。 适当表面活性剂是必要的。 气 但表面活性物质过多 此时，尽管气泡稳定，但颗粒－气泡附着不好 。 表面张力σ水气降低 污染粒子严重乳化，表面?电位增高。 如何控制最佳的投加量？ 影响三个因素：稳定性、表面张力、乳化效果 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） 油 COO-H O-H 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。 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→