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1、7.4 气浮（Air Flotation）一、气浮法原理 气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。气浮法是固液分离或液液分离的一种技术。它是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与它是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的团体或液体污染物微粒废水中密度接近于水的团体或液体污染物微粒粘附粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作，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，进行固液或液液用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离。分离。气浮法用于从废水中去除气浮法用于从废水中去除比重小于比重小于1的悬的悬浮物浮物、油类和脂肪，并用于污泥的浓缩。、油类和脂肪，并用于污泥
2、的浓缩。水中颗粒与气泡粘附条件1。润湿接触角 通过润湿周边即相界面交界线)分别作水、粒界面张力作用线和水、气面张力作用线，两作用线的交角为润湿接触角()。3 润湿接触角示意图 固体固体 气泡气泡接触角接触角 GS LG LS 13-液固间张力液固间张力 12-液气间张力液气间张力 23-气固间张力气固间张力5 W LG(cos 1)（a a）当）当 0 0（coscos 1 1，W W0 0），颗粒完全被水润湿），颗粒完全被水润湿(完全亲水）时，颗粒不能与气泡粘附。完全亲水）时，颗粒不能与气泡粘附。（b b）180180（coscos l l，W W2 2 LGLG），颗粒完全不，颗粒完全不被
3、水润湿（完全疏水）时，颗粒与气泡粘附的动力大，易被水润湿（完全疏水）时，颗粒与气泡粘附的动力大，易于用气浮法处理。于用气浮法处理。（c c）固体的接触角越大，越易于与气泡的粘附。但对于）固体的接触角越大，越易于与气泡的粘附。但对于 LGLG很小的体系，虽然有利于固体向气泡的粘附，但由于很小的体系，虽然有利于固体向气泡的粘附，但由于粘附动力较小，颗粒向气泡的粘附困难。粘附动力较小，颗粒向气泡的粘附困难。水中颗粒与气泡粘附条件水中颗粒与气泡粘附条件:6 气浮典型流程浮渣8 气浮池（flotation cell)气浮池是气浮过程的主要设备，它的作气浮池是气浮过程的主要设备，它的作用是当废水从减压阀流
4、入水池后，由于用是当废水从减压阀流入水池后，由于压力减至常压，使溶解于废水中的空气压力减至常压，使溶解于废水中的空气以以微小气泡形式微小气泡形式逸出。气泡在上升过程逸出。气泡在上升过程中吸附乳化油和细小悬浮颗粒，上浮至中吸附乳化油和细小悬浮颗粒，上浮至水面形成浮渣，由刮渣机除去。水面形成浮渣，由刮渣机除去。加压溶加压溶气浮选池的种类较多，介绍气浮选池的种类较多，介绍平流式平流式、竖流式、斜板式竖流式、斜板式和和叶轮式叶轮式四种四种11 竖流式气浮池 1213 14 气浮过程包括气浮过程包括气泡气泡(bubble)的产生的产生、气泡气泡与颗粒的附着与颗粒的附着及及上浮分离上浮分离等连续步骤。等连
5、续步骤。产生数量和尺寸合适的气泡是气浮过程产生数量和尺寸合适的气泡是气浮过程实现的重要条件实现的重要条件。废水处理中采用的气浮法，按水中气泡废水处理中采用的气浮法，按水中气泡产生的方法可分为产生的方法可分为溶气法溶气法(dissolved air flotation,DAF)、布气法布气法(diffused air flotation,DiAF)和和电解法电解法(electrolyzed flotation)三类三类。气泡的产生方法气泡的产生方法15 定义：定义：溶气法是使空气在一定压力的作用下溶解于溶气法是使空气在一定压力的作用下溶解于水中，并达到过饱和状态，然后再突然使废水减到水中，并达到
6、过饱和状态，然后再突然使废水减到常压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式常压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸出，以进行浮选过程的方法。从水中逸出，以进行浮选过程的方法。分类：分类：根据根据气泡在水中析出时的所处压力的不同，溶气浮选又气泡在水中析出时的所处压力的不同，溶气浮选又可分为可分为:加压溶气浮选加压溶气浮选和和溶气真空浮选溶气真空浮选两种类型。两种类型。加压溶气法需要有加压溶气法需要有空气压缩机空气压缩机、溶气罐、减压阀或溶气罐、减压阀或溶气释放器溶气释放器、水泵水泵。(1)(1)按空气与水混合的位置有分为按空气与水混合的位置有分为泵前进气泵前进气与与泵后进泵后进气气
7、两种。两种。1.溶气法16 泵前进气：泵前进气：这是由这是由水泵压水管中引出水泵压水管中引出一支管，在支管上一支管，在支管上按装水力喷射器，按装水力喷射器，由于水喷射时产生由于水喷射时产生负压，将空气吸入，负压，将空气吸入，与废水混合后，经与废水混合后，经吸水管、水泵送入吸水管、水泵送入溶气罐。溶气罐。溶气水溶气水 去浮选去浮选水射器水射器进进水水池池水泵吸水泵吸水管水管溶溶气气罐罐水泵压水泵压水管水管水水泵泵空空气气a.泵前进气：泵前进气：17 特点：特点：比较简便，水气混比较简便，水气混合均匀，合均匀，但水泵必须采用自但水泵必须采用自吸式进水，而且要吸式进水，而且要保持保持1 m1 m以上
8、的水头。以上的水头。最大吸气量不能大最大吸气量不能大于水泵吸水量的于水泵吸水量的1010，否则，水泵工，否则，水泵工作不稳定，会产生作不稳定，会产生气蚀现象。气蚀现象。溶气水溶气水 去浮选去浮选水射器水射器进进水水池池水泵吸水泵吸水管水管溶溶气气罐罐水泵压水泵压水管水管水水泵泵空空气气18 泵后进气：泵后进气：一般是在一般是在压水管上通入压缩空压水管上通入压缩空气。气。这种方法使水泵工作这种方法使水泵工作稳定，而且不必要求稳定，而且不必要求在正压下工作。在正压下工作。但需要由空气压缩机但需要由空气压缩机供给空气，为了保证供给空气，为了保证良好的溶气效果，溶良好的溶气效果，溶气罐的容积也比较大，
9、气罐的容积也比较大，一般需采用较复杂的一般需采用较复杂的填充式溶气罐。填充式溶气罐。溶气水溶气水去浮选去浮选空气压空气压缩机缩机进进水水池池水泵吸水泵吸水管水管溶溶气气罐罐水泵压水泵压水管水管水水泵泵b.泵后进气泵后进气19 溶气罐（溶气罐（air receiver)的作用是在一定的压的作用是在一定的压力力(一般一般0.20.6MPa)下，保证空气能充分地溶下，保证空气能充分地溶于废水中，并使水、气良好混合。于废水中，并使水、气良好混合。混合时间一般为混合时间一般为13min，混合时间与，混合时间与进气方式有关，即泵前进气混合时间可短进气方式有关，即泵前进气混合时间可短些，泵后进气混合时间要长
10、些。些，泵后进气混合时间要长些。(2)溶气罐：20（a a）纵隔板式；）纵隔板式；(b)(b)花板式；花板式；(c)(c)横隔板式；横隔板式；(d)(d)填充式；填充式；(e)(e)涡轮式涡轮式 溶气罐形式溶气罐形式21 减压阀减压阀的作用是保持溶气罐出口处的的作用是保持溶气罐出口处的压力恒定，从而可以控制出罐后气泡压力恒定，从而可以控制出罐后气泡的粒径和数量。的粒径和数量。也可用低压也可用低压溶气释放器溶气释放器来代替减压阀，来代替减压阀，溶气水流经释放器时，由于形成强烈的搅溶气水流经释放器时，由于形成强烈的搅动和涡流，便产生微细气泡动和涡流，便产生微细气泡。(3)减压阀：22 流程：根据废
11、水中所含悬浮物的种类、流程：根据废水中所含悬浮物的种类、性质、处理水净化程度和加压方式的不性质、处理水净化程度和加压方式的不同，基本流程有以下三种：同，基本流程有以下三种：1）全流程溶气浮选法（）全流程溶气浮选法（DAF with total aeration of flow)2）部分溶气浮选法）部分溶气浮选法(DAF with partial aeration of flow)3）部分回流溶气浮选法（）部分回流溶气浮选法（DAF with recycle aeration of flow)(4)(4)加压溶气浮选法的流程加压溶气浮选法的流程23 全部废水加压溶气浮选(泵前加气)24 全部废水
12、加压溶气浮选(泵后加气)25（a a）溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的）溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；接触机会；（b b）在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶）在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的浮选池小，从而减少了基建投资。气气浮法所需的浮选池小，从而减少了基建投资。（c c）但由于全部废水经压力泵，所以增加了含）但由于全部废水经压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且压力泵和溶气罐均较其油废水的乳化程度，而且压力泵和溶气罐均较其它两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。它两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。全流程加压气浮全流程加压气浮特点特点
13、：26 部分进水加压溶气气浮法流程27（a a）较全流程溶气浮选法所需的压力泵）较全流程溶气浮选法所需的压力泵小，故动力消耗低；小，故动力消耗低；（b b）压力泵所造成的乳化油量较全部溶）压力泵所造成的乳化油量较全部溶气法低；气法低；（c c）气浮池的大小与全部溶气法相同，）气浮池的大小与全部溶气法相同，但较部分回流溶气法小。但较部分回流溶气法小。部分废水加压部分废水加压溶气流程溶气流程特点特点：28 部分回流溶气浮选流程29（a a）加压的水量少，动力消耗省；）加压的水量少，动力消耗省；（b b）浮选过程中不促进乳化；）浮选过程中不促进乳化；（c c）矾花形成好，后絮凝也少；）矾花形成好，后
14、絮凝也少；（d d）不易堵塞；）不易堵塞；（e e）缺点是浮选池的容积较前两种）缺点是浮选池的容积较前两种流程大流程大。部分回流部分回流溶气浮选法流程特点溶气浮选法流程特点30 布气浮选布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水是利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选中的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选的方法。的方法。按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为为水泵水管吸气浮选水泵水管吸气浮选、射流浮选射流浮选、扩散扩散曝气浮选曝气浮选以及以及叶轮气浮叶轮气浮等四种。等四种。2 布气气浮法31 这是最原始的也是最简单的一种气浮方法。这是最原始的也是
15、最简单的一种气浮方法。这种方法的优点是设备简单，其缺点主要是由这种方法的优点是设备简单，其缺点主要是由于水泵工作特性的限制，吸入的空气量不能过多，于水泵工作特性的限制，吸入的空气量不能过多，一般不大于吸水体积的一般不大于吸水体积的1010，否则将破坏水泵吸，否则将破坏水泵吸水管的负压工作。水管的负压工作。此外，气泡在水泵内破碎的不够完全，粒此外，气泡在水泵内破碎的不够完全，粒径大，因此，气浮效果不好。径大，因此，气浮效果不好。这种方法用于处理通过除油池后的石油废水，这种方法用于处理通过除油池后的石油废水，除油效率一般在除油效率一般在50506565（1）水泵吸水管吸水泵吸水管吸入入空气气浮空气
16、气浮32 这是采用以水带气这是采用以水带气射流器向废水中混射流器向废水中混入空气进行气浮的入空气进行气浮的方法。方法。溶气水溶气水去浮选去浮选水射器水射器进进水水池池水泵吸水泵吸水管水管水泵压水泵压水管水管水水泵泵空气空气（2）射流气浮射流气浮33 由喷嘴射出的高速废水使吸入室形成负压，并从吸由喷嘴射出的高速废水使吸入室形成负压，并从吸气管吸入空气，在水气混合体进入喉管段后进行激气管吸入空气，在水气混合体进入喉管段后进行激烈的能量交换，然后进入扩压段烈的能量交换，然后进入扩压段(扩散段扩散段)，动能转，动能转化为势能，进一步压缩气泡，增大了空气在水中的化为势能，进一步压缩气泡，增大了空气在水中的溶解度。溶解度。射流器构造示意图34 压缩空气通过具有细孔隙的扩散板压缩空气通过具有细孔隙的扩散板或微孔管，使空气以细小气泡的形或微孔管，使空气以细小气泡的形式进入水中，进行气浮过程。式进入水中，进行气浮过程。这种方法的优点是简单易行，但缺这种方法的优点是简单易行，但缺点较多，其中主要的是空气扩散装点较多，其中主要的是空气扩散装置的微孔易于堵塞，气泡较大，浮置的微孔易于堵塞，气泡较大，浮选效率不
