水的气浮技术.ppt

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1、第八章气浮气浮的基本原理气浮的分类与特点气浮法在废水处理中的应用8.1气浮的基本原理1、基本概念利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为气浮。悬浮颗粒与气泡粘附的原理：水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解释。在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气液张力线之间的夹

2、角称为湿润接触角以θ表示。为了便于讨论，气、液、固体颗粒三相分别用1，2，3表示。如图所示。如θ<90ْ为亲水性颗粒，不易与气泡粘附，θ>90ْْ为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。在气、液、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。以σ表示界面张力，有：σ1.3=σ1.2cos(180ْ－θ)+σ2.3(2-11-17)式中：σ1.3——水、固界面张力；σ1.2——液、气界面张力；σ2.3——气、固界面张力；θ——接触角。水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为W1=σ1.3十σ1.2，而粘附后则减为W2=σ2.3界面能减少的数值为：∆W

3、＝W1—W2＝σ1.3十σ1.2一σ2.3（2—11—18)将式(2—11—17)代入式(2—11—18)得；∆W＝σ1.2(1-cosθ)亲水性和疏水性物质的接触，当θ→0ْ，即颗粒完全被水湿润cosθ→l，∆W→0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。当θ→180ْ，颗粒完全不被水湿润，cosθ→-1，∆W→2σ1.2，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。此外如σ1.2很小，∆W亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。亲水性和疏水性物质的接触2．投加化学药剂对气浮效果的促进作用(1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性(2)利用混凝剂脱稳以油

4、的颗粒为例，表面活性物质的非极性端吸附于油粒上，极性端则伸向水中，极性端在水中电离，使油粒被包围了一层负电荷，产生了双电层现象，增大了ζ-电位，不仅阻碍油粒兼并，也影响抽粒与气泡粘附。(3)投加浮选剂改变颗粒表面性质8.2气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为：电解气浮法；散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。溶气气浮法：溶气真空气浮加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。8.2.1电解气浮法8．2．1．1工作原理电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以直流电，直接将废水电解。阳极和阴极产生氢气和氧的微细气泡，将废

5、水中的污染物颗粒或先经混凝处理所形成的絮凝体粘附而上浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除，实现分离去除污染物质。在直流电作用下，正负两极产生的氢和氧的微气泡，将废水中呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离。8.2.1.2.电解气浮法的气浮装置1、竖流式电解气浮池（图8—4）2、平流式电解气浮池（图8—5）平流式电解气浮装置的工艺设计①电流板块数式中：B——电解池的宽度，mml——极板面与池壁的净距，取100mme——极板净距，mm；e=15~20mmφ——极板厚度，mm；δ=6~10mm②电极作用表面积（8—7）式中：Q——废水设计流

6、量，m3/h。E——比流量，A·h/m3i——电极电流密度，A/m3③极板面积（8—8）④极板高度b=h1（气浮分离室澄清层高度）极板长度L=A/b（m）⑤电极室长度L2=L+2l（m）（8—9）⑥电极室总高度H=h1+h2+h3（8—10）式中：h1——澄清层高度m，取1.0~1.5mh2——浮渣层高度m，取0.4~0.5mh3——保护高度m，取0.3~0.5m⑦电极室容积V1=BHL2（m3）⑧分离室容积V2=Qt，t——气浮分离时间，试验定，一般为0.3~0.75h⑨电解气浮池容积V=V1+V2（m3）8.2.2散气气浮法8.2

7、.2.1微孔曝气气浮法（图8—6）8.2.2.2剪切气泡气浮法（1）叶轮气浮设备构造（图8—7、8）2）叶轮气浮池的设计总容积W=αQt（m3）式中：Q——处理废水量，m3/mint——气浮时间，为16~20minα——系数一般1.1~1.4总面积式中：h——气浮池工作水深1.5~2m，而<3m式中：H——气浮池中的静水压力ρ——气水混合体的容重，0.67kg/L式中：φ——压力系数，等于0.2~0.3U——叶轮的圆周线速度10~15m/s每座气浮池的表面积f（m2）采用正方形，边长L=6D（D——叶轮直径200~400mm）所以：f

8、=36D2气浮池数目一个叶轮能吸入的水气混合体量q为：式中：α——曝气系数，试验确定，可取0.35叶轮转速叶轮所需功率式中：η约等于0.2~0.38.2.3溶气气浮法根据气泡析出时所处压力不同，溶气气浮法分为：溶气真空气