水的氣浮技術.ppt

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1、第八章氣浮氣浮的基本原理氣浮的分類與特點氣浮法在廢水處理中的應用8.1氣浮的基本原理1、基本概念利用高度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，從而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣設備自水面刮除泡沫，實現(xiàn)固液或液液分離的過程稱為氣浮。懸浮顆粒與氣泡粘附的原理：水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質。顆粒表面易被水濕潤，該顆粒屬親水性；如不易被水濕潤，屬疏水性。親水性與疏水性可用氣、液、固三相接觸時形成的接觸角大小來解釋。在氣、液、固三相接觸時，固、液界面張力線和氣液張力線之間的夾

2、角稱為濕潤接觸角以θ表示。為了便于討論，氣、液、固體顆粒三相分別用1，2，3表示。如圖所示。如θ<90?為親水性顆粒，不易與氣泡粘附，θ>90??為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。在氣、液、固相接觸時，三個界面張力總是平衡的。以σ表示界面張力，有：σ1.3=σ1.2cos(180?－θ)+σ2.3(2-11-17)式中：σ1.3——水、固界面張力；σ1.2——液、氣界面張力；σ2.3——氣、固界面張力；θ——接觸角。水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為W1=σ1.3十σ1.2，而粘附后則減為W2=σ2.3界面能減少的數(shù)值為：?W

3、＝W1—W2＝σ1.3十σ1.2一σ2.3（2—11—18)將式(2—11—17)代入式(2—11—18)得；?W＝σ1.2(1-cosθ)親水性和疏水性物質的接觸，當θ→0?，即顆粒完全被水濕潤cosθ→l，?W→0，顆粒不與氣泡粘附，就不宜用氣浮法處理。當θ→180?，顆粒完全不被水濕潤，cosθ→-1，?W→2σ1.2，顆粒易于與氣泡粘附，宜于氣浮法處理。此外如σ1.2很小，?W亦小，也不利于氣泡與顆粒的粘附。親水性和疏水性物質的接觸2．投加化學藥劑對氣浮效果的促進作用(1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性(2)利用混凝劑脫穩(wěn)以油

4、的顆粒為例，表面活性物質的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍了一層負電荷，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了ζ-電位，不僅阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。(3)投加浮選劑改變顆粒表面性質8.2氣浮的分類與特點根據(jù)氣泡產(chǎn)生的方式氣浮法分為：電解氣浮法；散氣氣浮法：擴散板曝氣氣浮、葉輪氣浮。溶氣氣浮法：溶氣真空氣浮加壓溶氣氣?。喝軞饬鞒?、部分溶氣流程、回流加壓溶氣流程。8.2.1電解氣浮法8．2．1．1工作原理電解氣浮法是用不溶性陽極和陰極，通以直流電，直接將廢水電解。陽極和陰極產(chǎn)生氫氣和氧的微細氣泡，將廢

5、水中的污染物顆?；蛳冉?jīng)混凝處理所形成的絮凝體粘附而上浮至水面，生成泡沫層，然后將泡沫刮除，實現(xiàn)分離去除污染物質。在直流電作用下，正負兩極產(chǎn)生的氫和氧的微氣泡，將廢水中呈顆粒狀的污染物帶至水面以進行固液分離。8.2.1.2.電解氣浮法的氣浮裝置1、豎流式電解氣浮池（圖8—4）2、平流式電解氣浮池（圖8—5）平流式電解氣浮裝置的工藝設計①電流板塊數(shù)式中：B——電解池的寬度，mml——極板面與池壁的凈距，取100mme——極板凈距，mm；e=15~20mmφ——極板厚度，mm；δ=6~10mm②電極作用表面積（8—7）式中：Q——廢水設計流

6、量，m3/h。E——比流量，A·h/m3i——電極電流密度，A/m3③極板面積（8—8）④極板高度b=h1（氣浮分離室澄清層高度）極板長度L=A/b（m）⑤電極室長度L2=L+2l（m）（8—9）⑥電極室總高度H=h1+h2+h3（8—10）式中：h1——澄清層高度m，取1.0~1.5mh2——浮渣層高度m，取0.4~0.5mh3——保護高度m，取0.3~0.5m⑦電極室容積V1=BHL2（m3）⑧分離室容積V2=Qt，t——氣浮分離時間，試驗定，一般為0.3~0.75h⑨電解氣浮池容積V=V1+V2（m3）8.2.2散氣氣浮法8.2

7、.2.1微孔曝氣氣浮法（圖8—6）8.2.2.2剪切氣泡氣浮法（1）葉輪氣浮設備構造（圖8—7、8）2）葉輪氣浮池的設計總容積W=αQt（m3）式中：Q——處理廢水量，m3/mint——氣浮時間，為16~20minα——系數(shù)一般1.1~1.4總面積式中：h——氣浮池工作水深1.5~2m，而<3m式中：H——氣浮池中的靜水壓力ρ——氣水混合體的容重，0.67kg/L式中：φ——壓力系數(shù)，等于0.2~0.3U——葉輪的圓周線速度10~15m/s每座氣浮池的表面積f（m2）采用正方形，邊長L=6D（D——葉輪直徑200~400mm）所以：f

8、=36D2氣浮池數(shù)目一個葉輪能吸入的水氣混合體量q為：式中：α——曝氣系數(shù)，試驗確定，可取0.35葉輪轉速葉輪所需功率式中：η約等于0.2~0.38.2.3溶氣氣浮法根據(jù)氣泡析出時所處壓力不同，溶氣氣浮法分為：溶氣真空氣