4水污染控制工程.pptx

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1、第四章第四章 自然上浮与气浮自然上浮与气浮第一节第一节 自然上浮自然上浮第二节第二节 气气 浮浮 自然上浮自然上浮 在重力作用下，利用污染物质与水之间自在重力作用下，利用污染物质与水之间自然存在的密度差，使其上浮至水面的过程称为然存在的密度差，使其上浮至水面的过程称为“自然上浮自然上浮”。如：油品的去除。如：油品的去除。气气 浮浮 利用在废水中产生的大量微小气泡作为载利用在废水中产生的大量微小气泡作为载体，使废水中微细的疏水性悬浮颗粒粘附于气体，使废水中微细的疏水性悬浮颗粒粘附于气泡上，随气泡上浮到水面形成泡沫层而加以去泡上，随气泡上浮到水面形成泡沫层而加以去除的过程则称为除的过程则称为“气浮

2、气浮”。第一节第一节 自然上浮自然上浮 处理对象：处理对象：主要为含油废水（密度小于主要为含油废水（密度小于1 1）。）。废水来源：废水来源：石石油油开开采采炼炼制制、煤煤化化工工、石石油油化化工工及及轻轻工工等等行业的生产过程中排放大量的含油废水。行业的生产过程中排放大量的含油废水。油品物理特性：油品物理特性：油油品品的的相相对对密密度度一一般般都都小小于于1 1，（除除重重焦焦油油相对密度为相对密度为1.11.1）。）。油在废水中存在的状态油在废水中存在的状态 悬浮状态悬浮状态：油油珠珠粒粒径径较较大大，靠靠其其与与水水的的密密度度差差，可可用用自自然上浮法分离。然上浮法分离。溶解状态溶解

3、状态：油在水中的溶解度很小，一般为几个油在水中的溶解度很小，一般为几个mg/Lmg/L；乳化状态乳化状态：油油珠珠粒粒径径0.50.525m25m，需需要要采采取取气气浮浮法法或或混混凝法分离。凝法分离。油品对环境的危害：油品对环境的危害：主要表现在对生态系统、植物、土壤、主要表现在对生态系统、植物、土壤、水体的严重影响。水体的严重影响。(形成油膜，影响空气、水及肥形成油膜，影响空气、水及肥料的迁移料的迁移)。资料表明，向水面排放。资料表明，向水面排放1 1吨油品，可形成吨油品，可形成5X105X106 6m m2 2油膜。油膜。有关标准有关标准中中“石油类石油类”油品通常自然上浮法分离，设备

4、为隔油池，油品通常自然上浮法分离，设备为隔油池，隔油池隔油池结构形式：结构形式：普通平流式隔油池普通平流式隔油池 斜板隔油池斜板隔油池 污水综合排放标准规定：石油类5，10，20 mg/L 动物性油类10，15，100 mg/L地表水环境质量标准规定：（5类）石油类4L/B4，H/B0.4H/B0.4 (8)(8)去除油粒的最小粒径去除油粒的最小粒径：100100150m150m。二、斜板隔油池二、斜板隔油池 为提高单位池容积的处理能力，采用斜板式为提高单位池容积的处理能力，采用斜板式隔油池。隔油池。（利用水油比重不同产生的压差自动排油利用水油比重不同产生的压差自动排油）斜板隔油池基本参数斜板

5、隔油池基本参数 (1)(1)上升流速：上升流速：0.2mm/s0.2mm/s (2)(2)停留时间：停留时间：不大于不大于0.5h0.5h (3)(3)去除油粒的最小粒径去除油粒的最小粒径为为60m60m。仅依靠油滴与水的密度差产生上浮而进行油、水分离，油的去除率一般为10-80%，隔油池出水仍含有一定数量的乳化油和附着在悬浮固体上的油分，一般难以直接达标。三、气浮法分离油三、气浮法分离油 气浮法分离效果好，出水含油量一般小于20mg/L。污水综合排放标准规定：石油类5，10，20 mg/L 动物性油类10，15，100 mg/L 地表水环境质量标准规定：（5类）石油类0.05，0.05，0.

6、05，0.5，1.0 mg/L四、乳化油及破乳方法四、乳化油及破乳方法 1 1、乳化油、乳化油 来源：生产工艺需要制成的乳化液；来源：生产工艺需要制成的乳化液；洗涤剂清洗受油污染的机械产生的乳洗涤剂清洗受油污染的机械产生的乳化油废水化油废水 含油（可浮油）废水与含乳化剂的废含油（可浮油）废水与含乳化剂的废水在沟渠混合水在沟渠混合2 2、破乳方法、破乳方法 ：原理：原理：破坏稳定性（液滴表面的稳定薄膜），使油、水分离。方法：方法：投加换型乳化剂；盐类、酸类；表面活性剂；搅拌、震动、转动；过滤；改变温度；投加混凝剂。发展方向：发展方向：油珠粗粒化技术油珠粗粒化技术 研究思路：研究思路：根据根据St

7、ocksStocks公式，公式，udud2 2，如能增大油珠的粒如能增大油珠的粒径，可显著的提高油的自然上浮速度径，可显著的提高油的自然上浮速度u u，从而提，从而提高油的去除率。高油的去除率。第二节 气 浮 浮上法浮上法 是一种有效的固是一种有效的固-液或液液或液-液分离的方法。液分离的方法。常用于对那些颗粒密度接近或小于水常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。的细小颗粒的分离。固固-液分离液分离 液液-液分离液分离 气浮的定义气浮的定义 往水中通入空气，产生高度分散的微小气泡，往水中通入空气，产生高度分散的微小气泡，（有时还需要投加混凝剂或浮选剂），使水中的（有时还需要投加混凝

8、剂或浮选剂），使水中的悬浮物与空气泡粘附在一起，靠气泡的浮力悬浮物与空气泡粘附在一起，靠气泡的浮力（视（视密度密度11）一起上浮到水面，形成一起上浮到水面，形成浮渣浮渣而加以去除，而加以去除，实现固液或液液分离的过程。实现固液或液液分离的过程。固固-液分离液分离 液液-液分离液分离 气浮法的应用气浮法的应用 （1 1）分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；）分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；（2 2）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；（3 3）代替二沉池，分离和浓缩活性污泥；）代替二沉池，分离和浓缩活性污泥；（4 4）分分离离回回收收含含油油废废水水中中的的

9、悬悬浮浮油油及及乳乳化化油油，如食油工业废水中所含的油脂；如食油工业废水中所含的油脂；（靠自然沉降或自然上浮难以去除的）（靠自然沉降或自然上浮难以去除的）（5 5）分分离离表表面面活活性性物物质质和和金金属属离离子子（加加浮浮选选剂）。剂）。一、气浮的基本原理一、气浮的基本原理（一）（一）实现气浮分离的实现气浮分离的必要条件必要条件 A A、必须向水中提供足够数量的微细气泡。、必须向水中提供足够数量的微细气泡。（气泡理想尺寸为（气泡理想尺寸为151530m30m）B B、必须使悬浮物呈悬浮状态、必须使悬浮物呈悬浮状态 C C、必必须须使使气气泡泡与与悬悬浮浮物物产产生生粘粘附附作作用用，从从而

10、附着于气泡上浮升。而附着于气泡上浮升。（悬浮物具有疏水性质）（悬浮物具有疏水性质）（二）气浮过程（二）气浮过程 A A、气泡产生气泡产生 B B、气泡与颗粒（固体或液体）附着气泡与颗粒（固体或液体）附着 C C、上浮分离上浮分离（三）气泡的产生（三）气泡的产生 （1 1）产生微细气泡的方法）产生微细气泡的方法 A A、电解法、电解法 B B、分散空气法、分散空气法 C C、溶解空气再释放法、溶解空气再释放法（2 2）电解法电解法 向水中通入向水中通入5 510V10V直流电，废水电解产生直流电，废水电解产生H H2 2、O O2 2和和COCO2 2等，等，气泡微细，密度小，气泡微细，密度小，

11、直径约直径约101060m60m，浮升过程中不会引浮升过程中不会引起水流紊动，浮载能力大，特别起水流紊动，浮载能力大，特别适用于脆弱絮凝体的分离适用于脆弱絮凝体的分离。（气泡理想尺寸为（气泡理想尺寸为151530m30m）表面负荷通常低于表面负荷通常低于4m4m3 3/m/m2 2.h.h。铝板或钢板作阳极铝板或钢板作阳极，会溶蚀产生的，会溶蚀产生的FeFe2+2+和和AlAl3+3+具有混凝具有混凝特性，有利于水中悬浮物的去除。特性，有利于水中悬浮物的去除。缺点：缺点：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（10-2

12、04m10-204m3 3/h/h）的工业废水处理。）的工业废水处理。电解气浮电解气浮（3 3）分散空气法分散空气法 微孔气浮法微孔气浮法 叶轮气浮法叶轮气浮法 利用射流器或水泵吸入和分散空气利用射流器或水泵吸入和分散空气 微孔气浮法（充气气浮法）微孔气浮法（充气气浮法）通通过过由由素素烧烧陶陶瓷瓷、粉粉末末冶冶金金或或塑塑料料制制成成的的微微孔板（管）孔板（管），将压缩空气分散为小气泡。，将压缩空气分散为小气泡。气泡尺寸：气泡尺寸：较大（直径较大（直径1 110mm10mm）缺点：缺点：微孔板（管）容易堵塞。微孔板（管）容易堵塞。叶轮气浮法叶轮气浮法 将空气引入一个高速旋转的叶轮附近，通过将

13、空气引入一个高速旋转的叶轮附近，通过叶轮的高速剪切运动，将空气吸入并分散为小气叶轮的高速剪切运动，将空气吸入并分散为小气泡，泡，气泡直径气泡直径1mm1mm左右左右。特点特点：适用于悬浮物浓度较高的废水，：适用于悬浮物浓度较高的废水，如用于洗煤废水及含油脂、羊毛等废水的处如用于洗煤废水及含油脂、羊毛等废水的处理，也可用于含表面活性剂的废水泡沫浮上理，也可用于含表面活性剂的废水泡沫浮上分离，设备不容易堵塞。分离，设备不容易堵塞。利用射流器或水泵吸入和分散空气利用射流器或水泵吸入和分散空气 特点：特点：设备简单，但受设备和工作条件的限设备简单，但受设备和工作条件的限制，吸气量不大，一般不超过水量的

14、制，吸气量不大，一般不超过水量的10%10%（V%V%）。）。（4 4）溶气气浮）溶气气浮 溶气气浮是使空气在一定压力下溶于水中并溶气气浮是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，然后骤然减压释放，这时溶解的空呈饱和状态，然后骤然减压释放，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。特点：特点：气泡直径约为气泡直径约为2020100m100m；可人为控制气泡与废水的接触时间；可人为控制气泡与废水的接触时间；净化效果比分散空气法好，应用广泛。净化效果比分散空气法好，应用广泛。根据根据气泡从水中析出时所处的压力不同气泡从水中析出时所处的压力不同，溶，溶气

15、气浮又可分：气气浮又可分：a a、溶气真空气浮溶气真空气浮：空气在常压或加压下溶于水中，在负压空气在常压或加压下溶于水中，在负压下析出；下析出；b b、加压溶气气浮加压溶气气浮：空气在加压下溶于水中，在常压下析出。空气在加压下溶于水中，在常压下析出。A A、溶气真空气浮、溶气真空气浮 特点：特点：气浮池在负压下运行；气浮池在负压下运行；溶溶气气压压力力比比加加压压溶溶气气低，能耗较小；低，能耗较小；缺点：缺点：气气浮浮池池结结构构复复杂杂，设设备备密密闭闭，运运行行维维护护都都较较困难，生产中应用不多。困难，生产中应用不多。B B、加压溶气气浮、加压溶气气浮 使空气在加压的条件下溶解于水，使空

16、气在加压的条件下溶解于水，然后将压力骤减至常压而使过饱和的空气然后将压力骤减至常压而使过饱和的空气以微细气泡的形式释放出来。以微细气泡的形式释放出来。按按溶气水不同溶气水不同分为三种基本流程：分为三种基本流程：全部进水溶气全部进水溶气 部分进水溶气部分进水溶气 部分处理水溶气部分处理水溶气全部进水溶气全部进水溶气 全部原水由泵加压至全部原水由泵加压至0.30.30.5MPa0.5MPa，压入溶，压入溶气罐，用空压机或射流器向溶气罐压入空气进行气罐，用空压机或射流器向溶气罐压入空气进行溶气，然后经减压释放装置进入气浮池进行固液溶气，然后经减压释放装置进入气浮池进行固液分离。分离。部分进水溶气部分

17、进水溶气 部分原水进行压力溶气部分原水进行压力溶气 ，其余部分直接，其余部分直接进入气浮池。进入气浮池。部分处理水回流溶气部分处理水回流溶气 无论何种流程，其主要设备有加压泵、溶气罐和气浮池。无论何种流程，其主要设备有加压泵、溶气罐和气浮池。三种溶气方式比较：三种溶气方式比较：（1 1）与与全全部部进进水水溶溶气气相相比比，部部分分进进水水溶溶气气和和出出水水回回流流溶溶气气两两种种方方式式用用于于加加压压溶溶气气的的水水量量只只分分别别占占总总水水量量的的303035%35%和和101020%20%；更更节节能能；设备容积大大减小。设备容积大大减小。（2 2）在在相相同同能能耗耗下下，溶溶气

18、气压压力力可可大大大大提提高高，形成的气泡更小，更均匀，更能得到充分利用；形成的气泡更小，更均匀，更能得到充分利用；（3 3）当当采采用用混混凝凝气气浮浮时时，能能够够充充分分利利用用混混凝剂，减少投药量，并避免絮凝体破坏。凝剂，减少投药量，并避免絮凝体破坏。工程实例 压力溶气相关知识：压力溶气相关知识：溶溶气气量量、析析出出气气泡泡大大小小及及气气泡泡均均匀匀性性与与压压力力、温温度度、溶溶气气时时间间、溶溶气气罐罐及及释释放放器构造等因素有关。器构造等因素有关。A A、溶气压力：、溶气压力：空气在水中的溶解度空气在水中的溶解度V V与压力与压力p p的关系符合的关系符合亨利定律亨利定律。压

19、力越高，空气溶解度越大，动力消耗压力越高，空气溶解度越大，动力消耗也越大，对设备要求也越高。也越大，对设备要求也越高。温度越高，空气溶解度越小。温度越高，空气溶解度越小。一定温度下，溶解度与压力成正比。一定温度下，溶解度与压力成正比。B B、溶气量：、溶气量：生产上生产上溶气时间溶气时间一般采用一般采用2 24min4min。水中空气含量约为饱和含量的水中空气含量约为饱和含量的50-60%50-60%。为保证气浮效果，为保证气浮效果，设计空气量设计空气量应按理论量的应按理论量的125%125%计。计。C C、加压泵、加压泵 提升废水、给废水加压。提升废水、给废水加压。（溶气压力溶气压力0.30

20、.30.5MPa0.5MPa ）D D、压力溶气罐：、压力溶气罐：溶气罐溶气罐是一个耐压密封钢罐，空气是一个耐压密封钢罐，空气与水在罐内混合、溶解。与水在罐内混合、溶解。为了提高溶气量和速度，增大容积为了提高溶气量和速度，增大容积利用系率，罐内利用系率，罐内常设若干隔板或填料常设若干隔板或填料。影响溶气罐效率影响溶气罐效率的的主要因素主要因素是：填是：填料特性、填料层高度、罐内液位高度、料特性、填料层高度、罐内液位高度、布水方式和温度等。布水方式和温度等。填料溶气罐的填料溶气罐的主要工艺参数主要工艺参数：过流密度：过流密度：2500-5000 m2500-5000 m3 3/m/m2.2.d

21、d；填料高度：填料高度：0.8-1.3m 0.8-1.3m；液位高度：液位高度：0.6-1.0m0.6-1.0m（从罐底计）；（从罐底计）；承压能力：大于承压能力：大于0.6MPa 0.6MPa；工作压力：工作压力：0.30.30.5MPa 0.5MPa。溶气罐供气方式溶气罐供气方式：a a、采用水泵吸水管上吸入空气；采用水泵吸水管上吸入空气；b b、在在水水泵泵加加压压管管上上设设置置射射流流器器吸吸入入空气；空气；c c、采用空气压缩机供气。采用空气压缩机供气。GOTO 54 a a、采用水泵吸水管上吸入空气；采用水泵吸水管上吸入空气；BACKb b、在水泵加压管上设置射流器吸入空气；在水

22、泵加压管上设置射流器吸入空气；BACKc c、采用空气压缩机供气。采用空气压缩机供气。BACK E E、溶气水减压释放装置：、溶气水减压释放装置：（溶气释放器）（溶气释放器）作用：作用：使溶气水迅速减压、消能，释放空气产生微使溶气水迅速减压、消能，释放空气产生微气泡。气泡。工作原理：工作原理：溶气水经过减压释放装置，反复地受到溶气水经过减压释放装置，反复地受到收缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速收缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中溶解的空气以极细的气泡释放出来。消失，水中溶解的空气以极细的气泡释放出来。第一阶段：气泡的产生第一阶段：气泡的产生 目前已有多种形式

23、的减压释目前已有多种形式的减压释放装置在使用中，如针形阀，放装置在使用中，如针形阀，WRCWRC喷嘴、喷嘴、TSTS型（型（TJTJ型）释放器、型）释放器、普通截止阀等。普通截止阀等。空气从水中析出的过程：空气从水中析出的过程：气泡核的形成过程；气泡核的形成过程；气泡的增长过程。气泡的增长过程。第一个步骤起决定性作用，第一个步骤起决定性作用，能否形成稳定分散的气能否形成稳定分散的气泡泡取决于废水的取决于废水的表面张力表面张力。因为形成气泡意味着增大水气界面积，所以表面张因为形成气泡意味着增大水气界面积，所以表面张力越小，越容易形成稳定的气泡，气泡直径也越小。力越小，越容易形成稳定的气泡，气泡直

24、径也越小。第一阶段：气泡的产生第一阶段：气泡的产生 溶气释放气泡的大小溶气释放气泡的大小可由下式计算：可由下式计算：r=2 r=2LG LG/(p/(p1 1-p-p2 2)式中：式中：rr析出气泡的最小半径，析出气泡的最小半径，cmcm；p p1 1、p p2 2分分别别为为溶溶气气水水释释放放前前后后的的压压力力，1010-5-5N/cmN/cm2 2；LGLG气水界面张力气水界面张力 由上式可见，由上式可见，p p1 1增大，增大，r r减小减小，但提高溶气压，但提高溶气压力，将使能耗增大，而且对溶气设备的材质要求力，将使能耗增大，而且对溶气设备的材质要求也更高，故也更高，故p p1 1

25、值的选取应适当值的选取应适当(0.3-0.5MPa)(0.3-0.5MPa)。需要着重指出的是：需要着重指出的是：在气浮过程中需要形成大量细微而均匀的气泡作为在气浮过程中需要形成大量细微而均匀的气泡作为载体，载体，因此，气浮效果的好坏在很大程度上取决于水中因此，气浮效果的好坏在很大程度上取决于水中空气的溶解量和饱和度以及气泡的分散程度和稳定性。空气的溶解量和饱和度以及气泡的分散程度和稳定性。(1)(1)气泡量越多，分散度越高，它们与污染物质粘附气泡量越多，分散度越高，它们与污染物质粘附的机会也越多。的机会也越多。（表面积大）（表面积大）(2)(2)气泡应有一定程度的稳定性气泡应有一定程度的稳定

26、性，但过于稳定的泡沫，但过于稳定的泡沫也难于运送和脱水，因而也难于运送和脱水，因而稳定时间以数分钟为宜稳定时间以数分钟为宜。知识回顾：知识回顾：气浮过程：（三个阶段）气浮过程：（三个阶段）第一阶段第一阶段 气泡的产生气泡的产生 压力溶气水的制备压力溶气水的制备 A A、溶气压力、溶气压力 （加压泵）（加压泵）B B、溶气量、溶气时间、溶气量、溶气时间 （空气压缩机）（空气压缩机）C C、加压泵、加压泵 （提升废水、给废水加压）（提升废水、给废水加压）D D、压力溶气罐、压力溶气罐 E E、溶气水减压释放装置、溶气水减压释放装置第二阶段第二阶段 悬浮物与气泡的附着悬浮物与气泡的附着（四）悬浮物与

27、气泡的附着（四）悬浮物与气泡的附着 实实现现气气浮浮分分离离的的过过程程的的必必要要条条件件是是使使污污染染物物质能粘附在气泡上。质能粘附在气泡上。悬浮物与气泡附着悬浮物与气泡附着涉及到气、液、固（液）三相介涉及到气、液、固（液）三相介质的问题。质的问题。当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介质共存的情况下，每两相之间的界面上都存在着各自的质共存的情况下，每两相之间的界面上都存在着各自的界面张力和界面能，界面能和表面能一样，可用下式表界面张力和界面能，界面能和表面能一样，可用下式表示：示：E=S E=S 式中：式中：界面张力，界面张力，N/cm

28、N/cm2 2；S S 界面面积，界面面积，cmcm2 2。界面能和界面张力界面能和界面张力一样也有降低到最小的趋势。当一样也有降低到最小的趋势。当废水中有气泡存在时，悬浮颗粒就力图粘附在气泡上而废水中有气泡存在时，悬浮颗粒就力图粘附在气泡上而降低其界面能。降低其界面能。悬浮物与气泡附着机理悬浮物与气泡附着机理 当废水中有气泡存在时，并非所有的颗粒都能粘附当废水中有气泡存在时，并非所有的颗粒都能粘附上去，它们上去，它们能否与气泡粘附取决于水对该颗粒能否与气泡粘附取决于水对该颗粒的表面性的表面性质质(即颗粒即颗粒的润湿性的润湿性)。一般规律：一般规律：疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗疏水性颗粒

29、易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与气泡粘附。粒难以与气泡粘附。容易被水润湿的物质称为容易被水润湿的物质称为亲水性物质亲水性物质.难于被水润湿的物质称为难于被水润湿的物质称为疏水性物质疏水性物质。颗粒的润湿程度颗粒的润湿程度常用气、液、固三相间互相常用气、液、固三相间互相接触时所形成的接触时所形成的接触角接触角的大小来解释。在静止状的大小来解释。在静止状态下，当气、液、固三相接触时，在气态下，当气、液、固三相接触时，在气-液界面液界面张力线和固张力线和固-液界面张力线之间的夹角（对着液液界面张力线之间的夹角（对着液相的），称为平衡接触角，用相的），称为平衡接触角，用表示。表示。（图示）（图示）90

30、 90 90者为疏水性物质。者为疏水性物质。从从图图中中物物质质与与水水接接触触面面积积的的大大小小清清楚楚地地看看出出，不不论论物物质质的的润润湿湿性性如如何何，在在三三相相接接触触点点上上，三三个个界面的张力总是处于平衡状态，界面的张力总是处于平衡状态，即：即：LSLS=LGLGcos(180-)+cos(180-)+GSGS （1 1）当气泡与颗粒共存于水中时当气泡与颗粒共存于水中时:在在气气泡泡与与颗颗粒粒附附着着前前，单单位位界界面面面面积积上上的的界界面能之和为：面能之和为：E E1 1=LSLS+LGLG，附附着着后后，单单位位附附着着面面积积上上的的界界面面能能W W2 2=G

31、SGS，其界面能降低的数值为：其界面能降低的数值为：E=EE=E1 1-E-E2 2=LSLS+LGLG-GSGS （2 2）将式（将式（1 1）代入式（）代入式（2 2），整理得：），整理得：E=E=LGLG（1-cos1-cos）（3 3）由式（由式（3 3）可见：）可见：WW越大，越有利于颗粒与气泡粘附。越大，越有利于颗粒与气泡粘附。讨论：讨论：当当颗颗粒粒完完全全被被水水润润湿湿时时，00，cos1cos1，E0E0，颗颗粒粒不不能能与与气气泡泡相相粘粘附附，因因此此也也就就不不能能用用气气浮浮法分离；法分离；当当颗颗粒粒完完全全不不被被水水润润湿湿时时，180180，cos-cos-

32、1 1，E2E2LGLG,颗颗粒粒与与气气泡泡粘粘附附紧紧密密，最最易易于于用用气气浮浮法法去去除；除；当当909090时时，coscos为为负负值值，EE继继续续增增大大，在在此此范范围围内内，颗颗粒粒表表面面疏疏水水性性占占优优势势，粘粘附附容容易易且且稳稳定定，容容易气浮分离；易气浮分离；对对LGLG值很小的体系，值很小的体系，EE很小，很小，不利于不利于气泡与颗气泡与颗粒的粘附。粒的粘附。综上所述：综上所述：气气浮浮法法只只适适宜宜于于去去除除水水中中的的疏疏水水性性颗颗粒粒，如乳化油；如乳化油；对对于于亲亲水水性性颗颗粒粒（如如纸纸浆浆纤纤维维、煤煤粒粒、重重金金属属离离子子等等），

33、就就必必须须投投加加合合适适的的药药剂剂（浮浮选选剂剂），改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质（即即改改善善颗颗粒粒表表面面的的亲亲水水性能），同样可用气浮法分离。性能），同样可用气浮法分离。对对于于颗颗粒粒很很细细小小的的微微粒粒，直直接接气气浮浮效效果果较较差，可投加混凝剂以提高其气浮效果。差，可投加混凝剂以提高其气浮效果。悬浮物与气泡附着的基本形式：悬浮物与气泡附着的基本形式：气泡在颗粒表面析出；气泡在颗粒表面析出；（大量气泡包裹颗粒）（大量气泡包裹颗粒）气泡与颗粒吸附；气泡与颗粒吸附；絮体中裹夹气泡。絮体中裹夹气泡。气泡在颗粒表面析出气泡在颗粒表面析出 气泡与颗粒吸附气泡与颗粒吸附 絮

34、体中裹夹气泡絮体中裹夹气泡 化学药剂的投加对气浮效果的影响：化学药剂的投加对气浮效果的影响：除疏水性很强的物质，除疏水性很强的物质，一般的疏水性或亲水一般的疏水性或亲水性物质需要投加化学药剂，性物质需要投加化学药剂，以改变颗粒的表面性以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。质，增加气泡与颗粒的吸附。（1）混凝剂 （2）浮选剂（极性-非极性分子）（3）助凝剂 （4）抑制剂 （5）调节剂（主要是调节pH值）二、气浮池二、气浮池 气气浮浮池池的的功功能能：提提供供一一定定的的容容积积和和池池表表面面积积，使使微微气气泡泡与与水水中中悬悬浮浮颗颗粒粒充充分分混混合合、接接触触、黏黏附附，并使带气颗

35、粒与水分离。并使带气颗粒与水分离。与与普普通通沉沉淀淀池池构构造造基基本本相相同同，分分平平流流式式和和竖竖流式两种。流式两种。第三阶段第三阶段 颗粒物的上浮、分离过程颗粒物的上浮、分离过程（一）平流式气浮池（一）平流式气浮池 混凝池与气浮池合建。混凝池与气浮池合建。入流速度小于入流速度小于0.1m/s0.1m/s基本参数：基本参数：池深一般为池深一般为1.5-2.5m1.5-2.5m，保护高度可取，保护高度可取0.5m0.5m。池长与池宽比不小于池长与池宽比不小于3.03.0。池深与池宽之比大于池深与池宽之比大于0.30.3。接触室：接触室：上升流速上升流速10-20mm/s10-20mm/

36、s，停留时间，停留时间60s60s。分离室：分离室：表面负荷通常取表面负荷通常取5-10m5-10m3 3/m/m2 2hh。停留时间为停留时间为30-40min30-40min。集水管流速小于集水管流速小于0.5m/s0.5m/s。刮渣刮渣速度小于速度小于5m/min5m/min。清水室：清水室：（二）竖流式气浮池（二）竖流式气浮池 池高可取4-5m，长宽或直径一般在9-10m以内。中央进水室、刮渣板和刮泥耙都安装在中心转轴上，依靠电机驱动匀速旋转。研究进展：研究进展：1、分离技术新型气浮池：高效浅层气浮池。2、溶气水释放装置 气泡大小 3、浮渣分离设备 刮渣机结构与工作原理 原水由中心旋转

37、接头进入，经布水机构布水，布水机构的移动速度与进水流速相同，此为“零速原理”的设备特征体现，这一原理的应用是本系统的技术关键之一，使得悬浮絮体颗粒与水体的分离是在一种相对静止状态下进行。浮渣收集装置在自转的同时，和中心布水机构等随行走装置以与进水流速一致的速度沿池旋转，连续清除表面的浮渣，并依靠重力作用将其排放到中央静止部分。经处理后得到的清水由集水管排出，集水管和中心布水机构与行走装置一起沿池旋转，原水的气浮分离时间就是设备的运行周期；安装在布水机构上的刮板能够连续地将池底及池壁上的沉泥刮集到污泥斗中，定期排放。行走装置和浮渣收集装置分别由调速电机驱动，经中心回转配电装置供电。技术特点1、采

38、用“浅层理论”、“零速原理”进行设计；2、停留时间35min；3、池深不超过700mm；4、表面负荷高达812m3/m2h，出水悬浮物含量可低于50mg/L；5、微小气泡直径约为30微米；6、出渣含固率可高达34%；7、具有多项调节功能，能适应水质水量的变化；8、微细气泡与絮体颗粒的黏附发生在包括接触区在内的整个气浮分离的全过程；9、浮渣瞬时清除，隔离排出，对水体的扰动非常小；10、设备在运转过程中自动对池底的沉泥进行清洁；习题：习题：1 1、微微气气泡泡与与悬悬浮浮颗颗粒粒相相粘粘附附的的基基本本条条件件是是什什么么？有有哪哪些些影影响响因因素素？如如何何改改善善微微气泡与颗粒的粘附性能？气泡与颗粒的粘附性能？2 2、加加压压溶溶气气气气浮浮的的基基本本原原理理是是什什么么？有有哪哪几几种种基基本本流流程程与与溶溶气气方方式式？各各有有哪哪些些特点？特点？