《水处理工程气浮》ppt课件

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1、第五章气浮(Flotation)1气浮是一种固－液和液－液分离的方法。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒给水处理中除藻等废水处理中去除纤维、悬浮物、油类、脂肪等第1节理论基础2一、界面张力和润湿接触角任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力。3气气浮的情况涉及：气、水、固三相介质，每两相之间都存在界面张力。水气水粒气粒：润湿接触角>90,疏水性,易于气浮<90,亲水性粒三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。4二、悬浮物与气泡的附着条件按照物理化学的热力学理论,

2、任何体系均存在力图使界面能减少为最小的趋势。界面能W=σSS：界面面积;σ：界面张力附着前:W1=σ水气+σ水粒（假设S为1）附着后:W2=σ气粒5界面能的减少△Ｗ=σ水气+σ水粒－σ气粒水气水粒气粒三个力之间的关系：σ水粒=σ气粒+σ水气COS(180-θ)△Ｗ=σ水气(1-COSθ)悬浮物与气泡附着的条件：△Ｗ>0△Ｗ越大，推动力越大，越易气浮。6θ0,COSθ1,△Ｗ=0不能气浮θ<90,COSθ<1,△Ｗ<σ水气颗粒附着不牢--亲水性θ>90,△Ｗ>σ水气易气浮―疏水性θ180,△Ｗ=2σ水气最易被气浮(2)同时,COSθ＝（σ气粒－σ水粒）/σ

3、水气水中颗粒θ与表面张力σ水气有关。σ水气增加，θ增大,有利于气浮7例如：石油废水中表面活性物质含量少,σ水气大,乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。而煤气洗涤水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多，σ水气小，直接气浮效果差。8气泡与颗粒的粘附形式气-颗粒吸附气泡顶托气泡裹夹9对于亲水性颗粒的气浮，表面需改性为疏水性→投加浮选剂（松香油、煤油、脂肪酸）10三、气泡的稳定性气浮中要求气泡具有一定的分散度和稳定性。气泡粒径在100左右为好。空气从水中析出过程分两个步骤：气泡核的形成气泡的增长11洁净水中：气泡常不能达到气浮要求的极细分散度。洁净水表面张力大，气泡有自动降

4、低表面自由能的倾向，即气泡合并。稳定性不好。缺乏表面活性物质的保护，气泡易破灭。12加入起泡剂（一种表面活性物质），保护气泡的稳定性。有机物含量不多的废水气浮时，气泡的稳定性可能成为重要的影响因素。适当表面活性剂是必要的。气13但表面活性物质过多此时，尽管气泡稳定，但颗粒－气泡附着不好。表面张力σ水气降低污染粒子严重乳化，表面电位增高。如何控制最佳的投加量？影响三个因素：稳定性、表面张力、乳化效果14四、乳化现象与脱乳疏水性颗粒易气浮，但多数情况下并不好。乳化现象以油粒为例：表面活性物质存在：非极性端吸附在油粒，极性端则伸向水中→乳化油→极性端电离后带电→双电层现象→

5、稳定体系（阻碍细小油珠之间，油珠和气泡之间的粘附）油COO-HO-H15亲水性固体粉末（固体乳化剂）存在：如粉砂、粘土等一小部分与油接触，大部分为水润湿。16带电的稳定体系是不利于气浮的，应→脱稳、破乳→投加混凝剂→压缩双电层→降低电位混凝剂：硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁等17第2节气浮分类与工艺过程一、气浮分类1.电解气浮法：直流电的电解作用下:阳极产生氢气，阴极产生氧气，微气泡。气泡小于溶气法和散气法。1819具有多种作用：除BOD、氧化、脱色等去除污染物范围广污泥量少，占地少。但电耗大。202.散气气浮法：扩散板曝气气浮叶轮气浮法简单易行，但容易堵塞，气浮效果不

6、高。21叶轮气浮法适用于处理水量不大，污染物浓度高的废水。223.溶气气浮法溶气真空气浮加压溶气气浮23二、加压溶气气浮工艺组成：空气释放系统、气浮池、压力溶气系统24气浮工艺全溶气法：电耗高，但气浮池容积小。全溶气方式加压溶气气浮法流程25部分溶气法：省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大溶气罐压力。部分溶气方式加压溶气气浮法流程26回流加压溶气法：适用于SS高的原水，但气浮池容积大。回流加压溶气气浮法流程27特点：水中空气的溶解度大，能提供足够的微气泡。气泡粒径小（20～100um）、均匀。设备流程简单28工艺组成：空气释放系统、气浮池、压力溶气系统2.加压溶气气浮

7、工艺的主要设备29压力溶气系统：加压水泵压力溶气罐空气供给设备其他附属设备30加压水泵：提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。加压泵压力应适当，过高：溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气多，会促进微气泡的聚集，不利气浮；太低：增加溶气水量，气浮池容积增加。31压力溶气罐：使水与空气充分接触，促进空气溶解。形式多样。32空气在水中的溶解度遵循亨利定律：V＝KTP（L-气/m3-水,或g-气/m3-水）P：空气所受的绝对压力，以mmHg计KT：溶解常数，与温度有关33空气在水中的溶解量与加压时间的关系34一般水中空气含量约为饱和含量的