第12章气浮(环境工程原理中北).ppt

第十二章 气 浮 气浮的基本原理 气浮法：是通过某种技术产生大量的微气泡，使其与水中悬浮固态或液态微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣而刮除，从而使悬浮于水中的固态或液态微粒得到分离的过程。 去除对象：水中密度接近于1的悬浮微粒（无法自然沉淀也无 法自然上浮）。 气浮法处理工艺必 须满足的基本条件 必须向水中提供足够量的微气泡 必须使水中的污染物微粒呈悬浮状态 必须使气泡与水中悬浮微粒产生粘附作用 气泡大小的影响：同体积的大气泡分散成细小的气泡后，其表面积远大 于大气泡的表面积，因而，增加气泡与颗粒的碰撞粘附机会；另外，由 于大气泡承受剪切力的能力比细小气泡弱，且大气泡上升会产生剧烈搅 动，不利于粘附，因此形成小气泡更有利于气浮。气泡直径小于100?m 以下最好。 泡沫稳定性：气泡本身有相互粘附而使界面能降低的趋势，即气泡合并 作用，使粘附机会减小。另外，携带着颗粒的气泡上升到水面后，如果 很快破灭，会使已粘附颗粒未被刮除而再次落入水中。 气泡与泡沫的稳定性 研究发现，当水中含有一定量的表面活性物质时，可以有效地增强 泡沫的稳定性，防止气泡合并和泡沫很快破灭。 混凝剂脱稳 如果水中表面活性物质过多，会使气泡或颗粒由于带同号电荷而过于稳 定，难于形成泡沫。这时，应投加混凝剂（又称破乳剂），以压缩双电 层，消除电荷的相斥作用，使颗粒能够与气泡粘附。 投加化学药剂对气浮效果的促进作用 当水中缺少表面活性物质时，须向水中投加起泡剂。 对含有细小分散亲水性颗粒杂质的工业废水，可向水中投加浮选剂，使 颗粒的亲水性表面改变为疏水性，以利于与气泡的粘附。 所谓起泡剂，大多数是由极性--非极性 分子组成的表面活性剂。圆头表示极性 基，由于水分子是强极性分子，所以极 性端伸入水中；尾端表示非极性基，为 疏水基，伸向气泡内部。由于同号电荷 相斥作用，可有效防止气泡的合并与破灭，增强泡沫稳定性。 电解气浮法 气浮系统的类型与装置 散气气浮法 溶气气浮法 电解气浮法 电解气浮法是电极在直流电的作用下使水电解，在电极周围产生 细小均匀的氢气泡和氧气泡，这些气泡粘附水中的固体或液体污 染物，共同上浮，实现去除水中污染物的处理方法。 电解气浮法中的电极可采用可溶性的电极，如铝、铁等；也可采用 不溶性电极，如石墨、不锈钢等。利用可溶性电极的电解气浮法处 理效果优于不溶性电极的电解气浮法，但存在耗能、耗材等缺点。 在应用中多采用不溶性电极的电解气浮法。 该法除用于固液分离外，还具有氧化、杀菌、降低BOD等作用。 电 解 气 浮 装 置 工 作 原 理 电解气浮装置可分为平流式和竖流式两种。 按生产气泡的方式 平流式电解气浮装置采用矩形气浮池，如下图所示。 工作过程：水先进入入流室，经过整流栅整流后进入电极组，电极在直流 电的作用下使水电解产生细小的氢气泡和氧气泡，这些气泡粘附水中的固 体或液体颗粒后，随水流进入分离室，上浮至水面形成泡沫状浮渣，在刮 渣机的作用下刮入浮渣室，通过排渣管排出；出水通过水位调节器经出水 管排出。一些不能被分离的沉淀物通过排泥口排出。 分 离 室 竖流式电解气浮装置，如下图所示。 工作过程：原水进入入流室，经过整流栅整流后进入电极组，电极在直流电 的作用下使水电解产生细小的氢气泡和氧气泡，气泡粘附水中的固体或液体 颗粒后随水流通过出流孔进入分离室，并上浮至水面形成泡沫状浮渣，在刮 渣机的作用下刮入浮渣室而排出；出水通过集水孔进入出水管再经过水位调节 器排出。不能被分离而沉于分离室底的沉淀物则通过排泥管排出。 分 离 室 分 离 室 微孔曝气气浮装置，如下图所示。 工作过程：压缩气体经过位于 气浮池底的微孔陶瓷扩散板形 成大量小气泡，小气泡粘附水 中的固体或液体颗粒，通过分 离区，形成含有大量固体或液 体颗粒的浮渣浮至水面。浮渣 从上部的排渣口排出，水从位 于气浮池下部的出水管排出。 分 离 区 散气气浮法 散气气浮法就是直接向水中充入气体，利用散气装置使气体均匀 分布于水中的气浮法。 按照散气装置分为微孔曝气气浮法和剪切气泡气浮法。 工 作 原 理 剪切气泡气浮法 剪切气泡气浮法是采用散气装置形成的剪切力来破碎、分割、散布 气体的一类气浮法。 按分割气泡的方法又分为射流气浮法、叶轮气浮法和涡凹气浮法等。 工 作 原 理 涡凹气浮法又叫空穴气浮法（简称CAF），是美国Hydrocal环保