第三节气浮设备课件.ppt
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1、第三节第三节 气浮设备气浮设备 Air Flotation教学内容教学内容一一 气浮类型气浮类型电解气浮法:原理和设备电解气浮法:原理和设备分散空气气浮法:原理和设备分散空气气浮法:原理和设备溶解空气气浮法:原理和设备溶解空气气浮法:原理和设备 重点重点二二 加压溶气浮上法的基本原理加压溶气浮上法的基本原理 难点难点三三 压力溶气气浮法系统的组成和设计压力溶气气浮法系统的组成和设计 难点难点概述概述u气浮的定义气浮的定义在水中形成微小气泡,使水中的悬浮物与微小气泡粘附在一起形成密度小于水漂浮絮体,絮体上浮至水面形成浮渣被刮除,实现固液分离。u实现气浮分离的必要条件实现气浮分离的必要条件必须向水
2、中提供足够数量的必须向水中提供足够数量的细微气泡细微气泡。(气泡理想尺寸为(气泡理想尺寸为151530m30m)必须使悬浮物呈必须使悬浮物呈悬浮悬浮状态。状态。必须使气泡与悬浮物产生必须使气泡与悬浮物产生粘附粘附作用。作用。(悬浮物具有疏水性质)(悬浮物具有疏水性质)u气浮法的应用气浮法的应用固液或液液分离固液或液液分离:含油废水的油水分离;含油废水的油水分离;回收有用物质:如纸浆、细小纤维等;回收有用物质:如纸浆、细小纤维等;代替二沉池:不易沉淀或易膨胀的活性污泥;代替二沉池:不易沉淀或易膨胀的活性污泥;密度接近于密度接近于1 1的工业废水的预处理;的工业废水的预处理;剩余污泥浓缩剩余污泥浓
3、缩 一一 气浮类型气浮类型u电解气浮法电解气浮法 (electrolyzed flotation)(electrolyzed flotation)u分散空气气浮法分散空气气浮法 (diffused air flotation)(diffused air flotation)u溶解空气气浮法溶解空气气浮法(dissolved air flotationdissolved air flotation)u电解气浮法电解气浮法原理:原理:正负电极侵入水中,向水中通入直流电,废水电解产生正负电极侵入水中,向水中通入直流电,废水电解产生H H2 2、O O2 2微细气泡。微细气泡。特点:特点:气泡微细,适
4、用于脆弱的絮状悬浮物;气泡微细,适用于脆弱的絮状悬浮物;电耗较高、电极板易结垢,操作管理复杂。电耗较高、电极板易结垢,操作管理复杂。目前主要用于小规模(目前主要用于小规模(10-20m3/h10-20m3/h)的工业废水处理。)的工业废水处理。u 分散空气气浮法分散空气气浮法特点特点:适用于矿物浮选及含油脂、羊毛表面活性剂的废水适用于矿物浮选及含油脂、羊毛表面活性剂的废水初级处理。初级处理。分类:分类:微孔曝气气浮法微孔曝气气浮法剪切气泡气浮法(叶轮气浮法)剪切气泡气浮法(叶轮气浮法)原理:原理:压缩空气通过具有压缩空气通过具有细孔隙的扩散板或微孔管细孔隙的扩散板或微孔管,使空气,使空气以细小
5、气泡的形式进入水中。以细小气泡的形式进入水中。优点优点:简单易行简单易行缺点缺点:微孔板(管)容易堵塞,气泡较大,效果不高。微孔板(管)容易堵塞,气泡较大,效果不高。n微孔曝气气浮法微孔曝气气浮法n剪切气泡气浮法剪切气泡气浮法原理:原理:将空气引入一个高速旋转的叶轮附近,通过将空气引入一个高速旋转的叶轮附近,通过叶轮的高速叶轮的高速剪切运动剪切运动,将空气吸入并切割粉碎为细小气泡。,将空气吸入并切割粉碎为细小气泡。特点:特点:l剪切气泡气浮法适用于处理水量不大、但污染物质浓度剪切气泡气浮法适用于处理水量不大、但污染物质浓度较高的废水;较高的废水;l用于除油时除油效果达用于除油时除油效果达80%
6、80%左右。左右。叶轮高速旋转时,在叶轮高速旋转时,在盖板下形成负压,从盖板下形成负压,从空气管吸入空气空气管吸入空气在叶轮的搅动下,空气被粉在叶轮的搅动下,空气被粉碎成细小的气泡,并与水充碎成细小的气泡,并与水充分混合成为水气混合体,甩分混合成为水气混合体,甩出导向叶片之外,在池体内出导向叶片之外,在池体内平稳地垂直上升,进行浮选平稳地垂直上升,进行浮选n溶解空气气浮法溶解空气气浮法原理:原理:使空气在一定压力下溶于水中呈使空气在一定压力下溶于水中呈过饱和状态过饱和状态,然后减压条,然后减压条件下析出溶解空气,形成微气泡。件下析出溶解空气,形成微气泡。分类:分类:溶气真空气浮溶气真空气浮加压
7、溶气气浮加压溶气气浮真空气浮真空气浮原理:原理:空气在常压下溶于水中,在负压下析出空气在常压下溶于水中,在负压下析出特点:特点:常压下溶解,溶解度小,气泡的释放量小;常压下溶解,溶解度小,气泡的释放量小;设备密闭,运行维护都较困难,生产中应用不多。设备密闭,运行维护都较困难,生产中应用不多。加压溶气气浮加压溶气气浮原理:原理:加压加压下溶于水中,在下溶于水中,在常压常压下析出下析出主要设备:主要设备:空气饱和设备,空气释放设备,气浮池等。空气饱和设备,空气释放设备,气浮池等。流程:流程:全加压溶气流程全加压溶气流程部分加压溶气流程部分加压溶气流程回流加压溶气流程,最常用。回流加压溶气流程,最常
8、用。全部原水由泵全部原水由泵压入溶气罐;压入溶气罐;用用空压机或射空压机或射流器流器向溶气罐向溶气罐压入空气进行压入空气进行溶气;溶气;然后经减压释然后经减压释放装置进入气放装置进入气浮池进行固液浮池进行固液分离。分离。全加压溶气流程全加压溶气流程0.30.5MPa部分加压溶气流程部分加压溶气流程特点:部分入流废水特点:部分入流废水进行加压溶气,其余进行加压溶气,其余部分直接进入气浮池。部分直接进入气浮池。优点:节省电能,溶优点:节省电能,溶气水量与溶气罐的容气水量与溶气罐的容积比全溶气方式小。积比全溶气方式小。缺点:如提供同样的缺点:如提供同样的空气量,就必须在较空气量,就必须在较高的压力下
9、运行高的压力下运行。部分部分回流加压溶气流程回流加压溶气流程入流废水入流废水直接进入直接进入气浮池,气浮池,将部分澄将部分澄清液进行清液进行回流加压回流加压二二 加压溶气气浮的基本原理加压溶气气浮的基本原理u空气在水中的溶解度与压力及温度的关系空气在水中的溶解度与压力及温度的关系在一定范围内,温度越低,压力越大,溶解度越大。一定温度下,溶解度与压力成正比。空气从水中析出:气泡核的形成过程与气泡的增长过程。同样的溶解空气,形成的气泡核数量越多,则形成的气泡直径越小,气浮处理效果越好。颗粒气泡”复合体的上浮速度 mrr18)(2dguL-=Su接触吸附原理接触吸附原理 LS LGcos GS在三相
10、接触点上,三个界面的在三相接触点上,三个界面的张力总是处于平衡状态:张力总是处于平衡状态:界面能界面能 E=S E=S :界面张力,:界面张力,N/cmN/cm2 2;S S:界面面积,:界面面积,cmcm2 2。在气泡与颗粒在气泡与颗粒附着前附着前,单位界面面积上的界面能之和为:,单位界面面积上的界面能之和为:W W1 1=LSLS+LGLG附着后附着后,单位面积上的界面能:,单位面积上的界面能:W W2 2=GSGS其界面能降低的数值为:其界面能降低的数值为:W=WW=W1 1W W2 2=LS+LG GSGS将将 LSLS LGLGcoscos GSGS代入上式得:代入上式得:W W L
11、GLG(1-cos(1-cos)W W越大,颗粒与气泡粘附得越牢固越大,颗粒与气泡粘附得越牢固 挤开气泡与颗粒之间挤开气泡与颗粒之间水膜所做的功水膜所做的功讨论:当0,cos1,E0,颗粒不能与气泡相粘附,颗粒完全被水润湿,不能用气浮法分离;当180,cos-1,E2LG,颗粒不被水润湿时,与气泡粘附紧密,最易于用气浮法去除;当90时,颗粒表面疏水性占优势,容易气浮分离。W LG(1 cos)总结:总结:气浮法只气浮法只适宜于去除水中的疏水性颗粒,适宜于去除水中的疏水性颗粒,如乳化油;如乳化油;对于亲水性颗粒对于亲水性颗粒,就必须投加合适的药剂,改变颗粒的,就必须投加合适的药剂,改变颗粒的表面
12、性质,可用气浮法分离。表面性质,可用气浮法分离。化学药剂的投加对气浮效果的影响 一般的疏水性或亲水性的物质,均需投加化学药剂,以改变颗粒的表面性质,增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类:混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂 各种无机或有机高分子混凝剂,它们不各种无机或有机高分子混凝剂,它们不仅可以改变污水中的悬浮颗粒的亲水性能,仅可以改变污水中的悬浮颗粒的亲水性能,而且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的而且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体以吸附、截留气泡,加速颗粒上浮。絮状体以吸附、截留气泡,加速颗粒上浮。浮选剂大多数由浮选剂大多数由极性极性-非极性非极性分子组成。分子组成。当浮选
13、剂的极性基被吸附在亲水性悬浮当浮选剂的极性基被吸附在亲水性悬浮颗粒的表面后,非极性基则朝向水中,这样颗粒的表面后,非极性基则朝向水中,这样就可以使亲水性物质转化为疏水性物质,从就可以使亲水性物质转化为疏水性物质,从而能使其与微细气泡相粘附。而能使其与微细气泡相粘附。浮选剂的种类有松香油、石油、表面活浮选剂的种类有松香油、石油、表面活性剂、硬脂酸盐等。性剂、硬脂酸盐等。化学药剂的投加对气浮效果的影响 一般的疏水性或亲水性的物质,均需投加化学药剂,以改变颗粒的表面性质,增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类:混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂化学药剂的投加对气浮效果的影响 一般的疏水性或亲水性
14、的物质,均需投加化学药剂,以改变颗粒的表面性质,增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类:混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂 作用是提高悬浮颗粒表面的水密性,以作用是提高悬浮颗粒表面的水密性,以提高颗粒的可浮性,如聚丙烯酰胺。提高颗粒的可浮性,如聚丙烯酰胺。化学药剂的投加对气浮效果的影响 一般的疏水性或亲水性的物质,均需投加化学药剂,以改变颗粒的表面性质,增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类:混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂 作用是暂时或永久性地抑制某些物质的浮上性能,而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒不妨碍需要去除的悬浮颗粒的上浮的上浮,如石灰、硫化钠等。化学药剂的投加对气浮效果的影响
15、一般的疏水性或亲水性的物质,均需投加化学药剂,以改变颗粒的表面性质,增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类:混凝剂浮选剂助凝剂抑制剂调节剂 主要是调节污水的调节污水的pHpH,改进和提高气泡在水中的分散度以及提高悬浮颗粒与气泡的粘附能力,如各种酸、碱等。三三 压力溶气气浮法系统的组成和设计压力溶气气浮法系统的组成和设计u压力溶气气浮法系统的组成和工艺参数压力溶气气浮法系统的组成和工艺参数u加压溶气气浮的设计计算加压溶气气浮的设计计算压压力力溶溶气气气气浮浮法法系系统统的的组组成成压力溶压力溶气系统气系统空气释空气释放系统放系统气浮池气浮池u压力溶气气浮法系统的组成和工艺参数压力溶气气浮
16、法系统的组成和工艺参数加压水泵加压水泵压力溶气灌压力溶气灌空气供给设备空气供给设备提升污水,将水、气送至压力溶气灌提升污水,将水、气送至压力溶气灌在一定的压力在一定的压力(一般一般0.20.5MPa)下,保证空气能充分地溶于废水下,保证空气能充分地溶于废水中,并使水、气良好混合中,并使水、气良好混合空压机和射流器空压机和射流器溶气罐形式溶气罐形式耐压密封钢罐。耐压密封钢罐。为了提高溶气为了提高溶气量和速度,量和速度,增增大容积利用系大容积利用系率率,罐内常设,罐内常设若干隔板或填若干隔板或填料。料。cfe2e1dbaA 填料溶气罐的主要工艺参数:填料溶气罐的主要工艺参数:过流密度:过流密度:2
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