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 甘肅省氣浮機

（一）基本概念 氣浮處理法就是向廢水中通人空氣， 并以微小氣泡形式從水中析出成為載體， 使廢水中的乳化油、 微小懸浮顆粒等污染粘附在氣泡上， 隨氣泡一起上浮到水 面，形成泡沫一氣、水、顆粒（油）三相混，通過收集泡沫或浮渣達到分離 雜質(zhì)、凈化廢水的。 浮選法主要用來處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除 的乳化油或相對密度接近于 1 的微小懸浮顆粒。 

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（二）氣浮的基本原理

1. 帶氣絮粒的上浮和氣浮表面負荷的關(guān)系粘附氣泡的絮粒在水中上浮時， 在宏觀上將受到重力 G浮力 F 等外力的影響。 帶 氣絮粒上浮時的速度由二定律可導出， 上浮速度取決于水和帶氣絮粒的密 度差，帶氣絮粒的直徑（或特征直徑）以及水的溫度、流態(tài)。如果帶帶氣絮粒中 氣泡所占比例越大則帶氣絮粒的密度就越??； 而其特征直徑則相應增大， 兩者的 這種變化可使上浮速度大大。
然而實際水流中； 帶氣絮粒大小不一， 而引起的阻力也不斷變化， 同時在氣浮中 外力還發(fā)生變化， 從而氣泡形成體和上浮速度也在不斷變化。 具體上浮速度可按 照實驗測定。 根據(jù)測定的上浮速度值可以確定氣浮的表面負荷。而上浮速度的 確定須根據(jù)的要求確定。

2. 水中絮粒向氣泡粘附 如前所述，氣浮處理法對水中污染物的主要分離對象， 大體兩種類型即混凝反
應的絮凝體和顆粒單體。 氣浮中氣泡對混凝絮體和顆粒單體的結(jié)合可以三 種，即氣泡托，氣泡裹攜和氣粒吸附。顯然，它們之間的裹攜和粘附力的 強弱，即氣、粒（包括絮廢體）結(jié)合的牢固程度與否，不與顆粒、絮凝體的形 狀關(guān)，更重要的受水、氣、粒三相界面性質(zhì)的影響。水中活性劑的含量，水中 的硬度，懸浮物的濃度， 都和氣泡的粘浮強度著密切的。 氣浮運行的好壞 和此根本的關(guān)聯(lián)。在實際中質(zhì)須水質(zhì)。

3. 水中氣泡的形成及其特性

形成氣泡的大小和強度取決于空氣釋放時各種用途條件和水的表面張力大小。（表面張力是大小相等方向相反， 分別在表面層相互部分的一對力， 它的方向總是與液面相切。）

01）氣泡半徑越小，泡內(nèi)所受附加壓強越大，泡內(nèi)空氣分子對氣泡膜的碰撞機 率也越多、越。因此要的微細泡，氣泡膜強度要。
02）氣泡小，浮速快，對水體的擾動小，不會撞碎絮粒。并且可增大氣泡和絮 粒碰撞機率。 但并非氣泡越細越好， 氣泡過細影響上浮速度， 因而氣浮池的大小

和工程造價。 此外投加一定量的表面活性劑， 可效水的表面張力系數(shù)， 加強氣泡膜牢度， r 也變小。

（3）向水中投加高溶解性機鹽，可使氣泡膜牢度削弱，而使氣泡容易破裂或并大。

4、表面活性劑和混凝劑在氣浮分離中的和影響

（1）表面活性影響 如水中缺少表面活性時， 小氣泡總突破泡壁與大泡并合的趨勢， 從而氣浮體。 此時就需要向水中投加起泡劑， 以氣浮操作中氣泡的。 所 謂起泡劑，大多數(shù)是由性一非性分子組成的表面活性劑， 表面活性劑的分子 結(jié)構(gòu)符號一般用 0 表示，圓頭端表示性基，易溶于水，伸向水中（因為水是強 性分子）；尾端表示非性基，為疏水基，伸人氣泡。由于同號電荷的相斥作 用，從而防止氣泡的兼并和破滅， 增強了泡沫性， 因而多數(shù)表面活性劑也是 起泡劑。

對機污染物含量不多的廢水進浮法處理時， 氣泡的分散度和泡沫的性 可能時是必須的 （例如飲用水的氣浮過濾） 。但是當其濃度過一定限度后由于 表面活性增多， 使水的表面張力減小， 水中污染粒子嚴重乳化， 表面電位高，此時水中含與污染粒子相同荷電性的表面活性物的則轉(zhuǎn)向反面， 這時 盡管起泡現(xiàn)象強烈，泡沫形成；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低。因此， 如何好水中表面活性的含量， 便成為氣浮處理需要探討的重要課題 。

（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒 對含細分散親水性顆粒雜質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處 理時，除前述的投加電解質(zhì)混凝劑進行表面電中和外， 還可向水中投加 （或水中存在） 浮選劑，也可使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷裕?并能夠與氣泡粘附。當浮選劑（亦屬二親分子組成的表面活性物） 的性端被吸附在親水性顆 粒表面后，其非性端則朝向水中， 這樣具親水性表面的即轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷裕?從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。

浮選劑的種類很多， 使用時能否起， 先在于它的性端能否附著在親水性 污染表面，而其與氣泡結(jié)合力的強弱，則又取決于其非性端鏈的長短。 如分離洗煤廢水中煤粉時所采用的浮選劑為脫酚輕油、 中油、柴油、煤油或松油 等 。

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2. 溶氣氣浮

根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、 性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓的不同， 基本 流程以下三種。

（1）流程溶氣氣浮法 流程溶氣氣浮法是將部廢水用水泵加壓， 在泵前或泵后注入空氣。 在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中， 然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。 廢水中形成許多小 氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而逸面， 在水面上形成浮渣。 用刮板將浮 渣連浮渣槽 , 經(jīng)浮渣管池外 , 處理后的廢水通過溢流堰和管。

流程溶氣氣浮法的優(yōu)點： ①溶氣量大，了油?；驊腋☆w粒與氣泡的機 會；②在處理水量相同的條件下， 它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小， 從 而了基建投資。 但由于部廢水經(jīng)過壓力泵， 所以了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大， 因此投資和運轉(zhuǎn)動力消耗 較大。

（2）部分溶氣氣浮法 部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣， 其余廢水直接氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。 其特點為：①較流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小， 故動力 消耗低；②壓力泵所造成的乳化油量較流程溶氣氣浮法低： ③氣浮池的大小與 流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。

（3）部分回流溶氣氣浮法 部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后回流進行加壓和溶氣， 減壓后直接進 入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮?；亓髁恳话銥楹蛷U水的25％～100％。其特點為：①加壓的水量少，動力消耗??；②氣浮中不促進乳化；③礬花形成好，中絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。 為 了氣浮的處理效果， 往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑， 投加量因水質(zhì)不同 而異，一般由試驗確定。

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（四）、加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備。

進氣 加壓溶氣法兩種進氣， 即泵前進氣和泵后進氣。 泵前進氣， 這 是由水泵壓水管引出一支管返回吸水管， 在支管上安裝水力器， 省去了空壓 機。廢水經(jīng)過水力器時造成負壓，將空氣吸人與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水 泵送人溶氣罐。此法比較簡便，水氣混合均勻，但水泵必須采用自吸式進水，而 且要保持 1m以上的水頭。此外，其吸氣量不能大于水泵吸水量的 10％，否 則，水泵工作不，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。 泵后進氣，一般是在壓水管上通人壓 縮空氣。這種使水泵工作， 而且不必要求在正壓下工作， 但需要由空氣 壓縮機供給空氣。 評價溶氣的技術(shù)性能指標主要兩個即溶氣效率和單位能耗。 到目前為止雙 膜理論解釋氣體傳質(zhì)于還是比較接近于實際的。 根據(jù)雙膜理論， 對于難溶氣 體決定傳質(zhì)的主要阻力來自液膜， 而氣膜中的傳質(zhì)阻力與之相比， 可以忽略 而不計。即要強化溶氣， 除應足夠的傳質(zhì)推動力外， 關(guān)鍵在于擴大液相界 面或減薄液膜厚度。但實際上在紊流的界面上是難以存在的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機表面更新理論， 這種理論了表面更新速率， 即在考慮 氣液界面?zhèn)髻|(zhì)時， 引入了氣相、 液相在單位時間內(nèi)因渦流擴散而流入氣、 液 更新界面的傳質(zhì)因素，從而使理論和實際更為接近。

（五）加壓溶氣氣浮工藝流程 加壓溶氣氣浮法在為。 目前壓力氣氣浮法為。 與其 他相比，它具以下優(yōu)點：
在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數(shù)量多，能夠確保氣浮效果；溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，產(chǎn)生的氣泡不微細、粒度均勻、密集度大、而且 上浮， 對擾動微小， 因此特別適用于對疏松絮凝體、 顆粒的固液分 離； 工藝及設(shè)備比較簡單，便于、； 特別是部分回流式，處理效果顯 著、，并能較大地節(jié)約能耗。水泵自調(diào)節(jié)池將原水到反應池。 絮凝劑在吸水管上 ( 泵前) 投入，并經(jīng)葉輪混 合于反應池中進行絮凝， 根據(jù)廢水的性質(zhì)不同反應池的強度和反應時間應所調(diào) 整。反應后的絮凝水氣浮池的區(qū)， 與來自溶氣釋放器釋出的溶氣水相混 合，此時水中的絮粒和微氣泡相互碰撞粘附， 形成帶氣絮粒而上浮， 并在分離區(qū) 進行固液分離， 浮至水面的泥渣由刮渣機刮至排渣槽。 清水則由穿孔集水管 匯集至集水槽后出流。 部分清水經(jīng)由回泵加壓后溶氣罐， 在罐內(nèi)與來自 空壓機的壓縮空氣相互溶解，飽和溶氣水從罐底通過管道輸向釋放器。 壓力溶氣氣浮法工藝主要由三部分組成， 即壓力溶氣、 溶氣釋放及氣浮 分離。
1.壓力溶氣。它包括水泵、空壓機、壓力溶氣罐及其它附屬設(shè)備。其中壓力

溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。 采用空壓機供氣的溶氣是目前的壓力溶氣。 氣浮法所需 空氣量較少， 可選用功率小的空壓機， 并采取間歇運行。 此外空壓機供氣還 可以水泵的壓力不致大的損朱。一般水泵至溶氣罐的壓力約 0.5MPa，因 此可以節(jié)省能耗。

2.溶氣釋放。 它一般是由釋放器 （或穿孔管、減壓閥）及溶氣水管路所組成。

溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、 減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡 的形式釋放出來，并能迅速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。 對溶氣釋放器的具體要求是：充分地減壓消能，溶人水中的氣體能充分地部釋放出來；消能要符合氣體釋出的規(guī)律，氣泡的微細度，氣泡的個數(shù)，增大與雜質(zhì)粘附的表面積，防止微氣泡之間的相互碰撞而使氣泡擴大；創(chuàng)造釋氣水與待處理水中絮凝體良好的粘附條件，避免水流沖擊，確保氣泡 能迅速均勻地與待處理水混合， " " 機率；

為了迅速地消能， 必須縮小水流通道， 故必須要防止水流通道堵塞的措施； 構(gòu)造力求簡單，材質(zhì)要堅固、，同時要便于加工、與拆裝，盡量可動部件，確保運行、可靠； 溶氣釋放器的主要工藝參數(shù)為：釋放器前管道流速： 1m/s 以下，釋放器的出口流速以 0.4 ～０.5m／s 為宜；沖洗時狹窄縫隙的張開度為 5mm；每個釋放器的 范圍 30~100cm。

3. 氣浮分離。 它一般可分為三種類型即平流式、 豎流式及綜合式。 其功能是 確保一定的容積與池的表面積， 使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、 、粘附， 以帶氣絮凝體與清水分離。

下面以平流式氣浮池為例分析帶氣絮凝體上浮分離的運動狀態(tài)。 帶氣絮粒在室內(nèi)通過浮力、 重力與水流阻力的平衡后， 取得了向上的升 速 U 上。分離區(qū)后， 又受到兩個力的： 一是水流擴散后由水平推力所產(chǎn) 生的水平向流速 U 推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向速 U下。這兩種流速的 合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除， 或是隨水流挾出。 至于其中 上升或下降的速度則視合成速度 U 合在縱軸上投影的大小。 該速度影響了氣浮 的處理效果。 絮凝體的大小， 氣泡的大小， 氣浮池體中水流向下的速度三者直接 影響合成向上速度。 合成向上的速度越大， 氣浮的去除效率越高， 氣浮池體的就 越小，整個工程造價越低。要使上浮效果好，先在池體中盡量 U下。它可 用擴大底部出流面積或的均勻度實現(xiàn)， 隨著底部的均勻集流、 出流，水 池未端 U 平約為零，這利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離； 如要提前 實現(xiàn)上浮去除， 應盡量 u 平，這可用擴大氣浮池橫斷面的來實現(xiàn)。 接著要處理好絮凝體的大小， 通過加藥混合， 和絮凝反應來完成， 應注意控制以下幾 個點，藥劑的品種， 投藥量，藥劑和污水的混合時間和混合強度， 藥劑的投加點， 藥劑和污水的反應時間和反應強度， 產(chǎn)生的絮凝體的大小。 另外還要控制溶氣系 統(tǒng)中氣泡的大小。

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豎流式氣浮池分離區(qū)中顆粒的運動狀態(tài)與平流式相似。但其水平向分速要小得 多、而且隨徑向距離的，斷面迅速擴展， u 平迅速變小。特別是豎流式的流 速方向改不大， 絮凝體主要受到向上水流推動力的慣性， 顆粒的向上分 速增大，使得帶氣絮凝體與水體的分離條件比平流式要*得多。  

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