环境工程专业实验——气浮

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1、压力溶气气浮实验一实验目的在水污染控制工程中，固液分离是一种很重要的水质净化单元过程。气浮法是进行固液的一种方法，它常被用来分离密度小于或接近于“1”、难以用重力自然沉降法去除的悬浮颗粒。例如，从天然水中去除藻、细小的胶体杂质，从工业污水中分离短纤维、石油微滴等。有时还用以去除溶解性污染物，如表面活性物质、放射性物质等。由于悬浮颗粒的性质如浓度、微气泡的数量和直径等多种因素都对气浮效率有影响，因此，气浮处理系统的设计运行参数常要通过试验确定。通过实验希望达到下述目的：（1）掌握压力溶气气浮的实验方法，通过气浮法认识去除造纸废水或含油废水中悬浮物及COD的方法；（2）了解气浮实验系

2、统及设备。二实验原理压力溶气气浮法是指用水泵将清水（或气浮处理的水）抽送到压力为0.2～0.4MPa的溶气罐中，同时注入加压空气。空气在罐内溶解于加压的水中，然后使经过溶气的水通过减压阀进入气浮池，此时由于压力突然降低至0.1MPa（常压），溶解于污水中的空气便以微气泡形式从水中释放出来。微细的气泡在上升的过程中附着于悬浮颗粒上，使颗粒密度减小，上浮到气浮表面与液体分离。a.全部废水加压溶气气浮b.部分废水加压溶气气浮c.部分处理过的废水回流加压溶气气浮图5－1压力溶气气浮的三种形式1.进水泵2.溶气罐3.压缩空气机4.气浮池5.溶气水加压泵图5-1中的a图为全溶气流程。即全部入

3、流废水进入溶气罐加压溶气。再经过减压释放进入气浮池。此流程特点：溶气量大，电耗大，气浮池小，溶气罐大，脆弱絮体易破碎。图5-1中的b图为部分溶气流程。即将部分入流废水进行加压溶气，其余部分直接进入气浮池。此流程特点：比a流程节能，絮体打碎情况较少，溶气罐小，但溶气量少。图5-1中的c图为（部分）回流溶气流程。即将部分气浮池出水回流加压，入流废水则直接加入气浮池，此流程的特点是：废水中的脆弱絮体不会被打碎，混凝剂和气泡得到充分利用，节能，设备工作条件好（溶气罐很干净）但气浮池较前两种流程大。目前在水处理工程中，以部分回流c应用最为广泛。黏附微气泡颗粒的上升速度大小服从斯托科斯定律，

4、即颗粒的上升速率取决于颗粒的粒径(d)，密度(ρs)以及液体密度(ρ0)和粘滞度(μ)等参数。其表达形式为:（7-1）由斯托科斯定律可知：黏附于悬浮颗粒上的气泡越多，颗粒与水的密度差(ρs-ρ0)就越大，悬浮颗粒的特征直径也越大，两者都使的悬浮颗粒上浮颗粒速度增加，从而提高故也分离的效果。水中悬浮颗粒浓度越高，气浮时需要的微细气泡数量越多，通常以气固比（A/S）表示单位质量的悬浮颗粒需要的空气量。无量纲，气固比可以按照下式计算：（7-2）式中：──气固比，g（释放的空气）/g（悬浮固体）；Si──入流中的悬浮固体浓度，mg/L；Qr──加压水回流量，L/d；Q──污水流量，L/d

5、；Sa──某一温度时的空气溶解度（可查下表得到）。温度（℃）0102030Sa(mL/L)29.222.818.715.7P──绝对压力（MPa）；f──压力为P时水中的空气溶解系数，通常采用0.5；1.3──1mL的空气在0℃的质量，mg；气固比与操作压力、悬浮固体浓度及性质有关，一般为0.005～0.06。当悬浮固体浓度较高时取上限，例如，剩余污泥气浮浓缩时，气固比一般采用0.03～0.04，气固比不同，即水中空气量不同，将影响出水水质和浮渣的含固率，也影响到成本费用。气固比对浮渣含固率及气固比对悬浮固体浓度的影响见图：图5-2气固比对浮渣固体浓度和出水悬浮固体浓度的影响由图

6、5-2可以看到，在一定范围内，气浮效果是随气固比的增大而增大的，即气固比越大，出水悬浮固体浓度越低，浮渣的固体浓度越高。三实验装置及仪器试剂湖水，硫酸铝Al2（SO4）3    烘箱，分析天平，水桶，三角烧杯，称量瓶，滤纸气浮实验装置一套5-3压力溶气气浮实验装置1.吸水池2.水泵3.溶气罐4.空气压缩机5.气浮池6.溶气释放器7.进水阀8.调压阀9.进气阀10.压力表11.水位计12.玻璃转子流量计四实验步骤1．首先检查气浮实验装置是否完好。2．把清水加到回流加压水箱至有效水深的90％高度。3．在废水配水箱中加注湖水80%左右，再加少许污染严重的废水。开启底部搅拌泵搅拌10mi

7、n后取样测定原水SS(测三个平行样)。同时配置500mL混凝剂于混凝罐中，搅拌混合，暂时不打开混凝剂阀门。投加Al2（SO4）3的量为50～60mg/L。4．启动进水泵，向气浮池中注入废水。5．开启空压机加压，使溶气罐内压力（表压）为0.3Mpa左右。待气浮池中的水位淹没（黑色）释放器，打开加压水阀门至最大流量的1/2处，释放溶气水至气浮池中（此时表压会降低，注意随时调节压力在0.29～0.3Mpa）。同时调节空气进入量不超过流量计的1/2。6．待溶气水在气浮池中释放并形成大量微