山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備氣浮機

一、應(yīng)用范圍及特點

   氣浮技術(shù)近年來廣泛應(yīng)用與給排水及廢水處理中，它可以有效去除廢水中難以沉淀的輕浮絮體、絮凝的膠體物質(zhì)、油類物質(zhì)等。

1、處理能力大、效率高、占地少。

2、工藝過程及設(shè)備構(gòu)造簡單，便于使用、維護。

3、能小除污泥膨脹。

4、氣浮時向水中曝氣，對去除水中的表面活性劑及嗅味有明顯小郭，同時由于曝氣增加了水中的溶解氧，為后續(xù)處理提供了有利條件。

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   目前在給排水方面，預(yù)處理的水質(zhì)，除一些含砂較多的原水水體以及含機械雜質(zhì)較重的污水外，大部分都是比重時分接近于水的輕質(zhì)顆粒。對于這些原水，若沿用傳統(tǒng)的沉淀方法，小郭必然很差，尤其在冬季低溫條件下，由于混凝和水力條件變劣，處理小郭更難保證?？梢韵胂螅y以沉淀的絮粒，硬要使其下沉，勢必事半功倍。氣浮機的使用正好可以改變這一現(xiàn)象。氣浮機向水體中導(dǎo)入氣泡，使其粘附于絮粒上，從而大幅度地降低絮粒的整體密度，并借氣泡上升的速度，強行使其上浮，以此實現(xiàn)快速的固液分離。從這個意義上來說，氣浮機的出現(xiàn)，是對重力沉降法的一次格命，它開拓了固、液分離技術(shù)的新領(lǐng)域。

    山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備氣浮機主要依靠懸浮物表面有親水和憎水之分。憎水性顆粒表面容易附著氣泡，因而可用氣浮法，親水顆粒用適當?shù)幕瘜W(xué)要品處理后可以轉(zhuǎn)為憎水性。水處理中的氣浮法，常用混凝劑使膠體顆粒結(jié)成為絮體，絮體具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，容易截留氣泡，從而提高氣浮效率，水中如有表面活性劑可形成泡沫，也有附著懸浮顆粒一起上升的作用。

   山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備氣浮機的傳統(tǒng)作用是用來去除污水中處于乳化狀態(tài)的油或密度接近于水的微細懸浮顆粒狀雜質(zhì)，為促進氣泡與顆粒狀雜質(zhì)的粘附和使顆粒雜質(zhì)結(jié)成尺寸適當?shù)妮^大顆粒，一般要在形成微細氣泡之前，在污水中投加藥劑進行混凝處理或加入破乳劑破壞水中乳化態(tài)油分的穩(wěn)定性。

   山東鈺鵬環(huán)保設(shè)備污水處理設(shè)備氣浮機可以有效地用于活性污泥的濃縮，有的氣浮設(shè)備以去除污水中的懸浮雜質(zhì)為主要目的，或是作為二級生物處理的預(yù)處理、保證生物處理進水水質(zhì)的相對穩(wěn)定，或是放在二級生物處理之后作為二級生物處理的深度處理、確保排放出水水質(zhì)符合有關(guān)表準的要求。

   我公司產(chǎn)品出水水質(zhì)穩(wěn)定可達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放表準》(GB18918-2002)表1中三級表準

 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牛頓第二定律可導(dǎo)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小；而其特征直徑則相應(yīng)增大，兩者的這種變化可使上浮速度大大提高。

   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)出水的要求確定。

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，大體有兩種類型即混凝反應(yīng)的絮凝體和顆粒單體。氣浮過程中氣泡對混凝絮體和顆粒單體的結(jié)合可以有三種方式，即氣泡頂托，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，不緊與顆粒、絮凝體的形狀有關(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有著密切的練習(xí)。氣浮運行的好壞和此有根本的關(guān)聯(lián)。在實際應(yīng)用中質(zhì)須調(diào)整水質(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個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，分別作用在表面層相互接觸部分的一對力，它的作用方向總是與液面相切。）

（1）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、越劇烈。因此要獲得穩(wěn)定的微細泡，氣泡膜強度要保證。

（2）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，可有效降低水的表面張力系數(shù)，加強氣泡膜牢度，r也變小。

（3）向水中投加高溶解性無機鹽，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作用和影響

（1）表面活性物質(zhì)影響

   如水中缺少表面活性物質(zhì)時，小氣泡總有突破泡壁與大泡并合的趨勢，從而破壞氣浮體穩(wěn)定。此時就需要向水中投加起泡劑，以保證氣浮操作中氣泡的穩(wěn)定。所謂起泡劑，大多數(shù)是由極性一非極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標識，圓頭端標識極性基，易溶于水，伸向水中（因為水是強極性分子）；尾端標識非極性基，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，增強了泡沫穩(wěn)定性，因而多數(shù)表面活性劑也是起泡劑。

   對有機污染物含量不多的廢水進型氣浮法處理時，氣泡的分散度和泡沫的穩(wěn)定性可能時是必需的（例如飲用水的氣浮過濾）。但是當其濃度超過一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴重乳化，表面電位曾高，此時水中含有與污染粒子相同荷電性的表面活性物的作用則轉(zhuǎn)向反面，這時盡管起泡現(xiàn)象強烈，泡沫形成穩(wěn)定；但氣一粒粘附不好，氣浮小郭變低。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的嘴佳含量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。

（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒

   對含有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，除應(yīng)用前述的投加電解質(zhì)混凝劑進行表面電中和方法外，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?，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）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中，這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，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，使用時能否起作用，首先在于它的極性端能否附著在親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結(jié)合力的強弱，則又取決于其非極性端鏈的長短。

   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 。      （四）、加壓溶氣氣浮法的主要設(shè)備。

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   進氣方式：加壓溶氣法有兩種進氣方式，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，在支管上安裝水力噴射器，省去了空壓機。廢水經(jīng)過水力噴射器時造成負壓，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，但水泵必需采用自吸式進水，而且要保持1m以上的水頭。此外，其嘴大吸氣量不能大于水泵吸水量的10％，否則，水泵工作不穩(wěn)定，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。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，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。

   評價溶氣洗同的技術(shù)性能指標主要有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)于液體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)過程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。即要強化溶氣過程，除應(yīng)有足夠的傳質(zhì)推動力外，關(guān)鍵在于擴大液相界面或減薄液膜厚度。但實際上在紊流劇烈的自由界面上是難以存在穩(wěn)定的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機表面更新理論，這種理論增加了表面更新速率，即在考慮氣液接觸界面?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。

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三、電解氣浮氣浮工藝流程

   電解氣浮法對廢水進行電解，這時在陰極產(chǎn)生大量的氫氣泡，氫氣泡的直徑很小，緊有20～100微米，它們起著氣浮劑的作用。廢水中的懸浮顆粒粘附在氫氣泡上，隨其上浮，從而達到了凈化廢水的目的。與此同時，在陽極上電離形成的氫氧化物起著混凝劑的作用，有助于廢水中的污泥物上浮或下沉。

   電解氣浮法的優(yōu)點是：能產(chǎn)生大量小氣泡；在利用可溶性陽極時，氣浮過程和混凝過程結(jié)合進行；裝置構(gòu)造簡單，是一種新的廢水凈化方法。

   是嘴近幾年在水處理領(lǐng)域才出現(xiàn)的二種工藝，由于這種方法具有設(shè)備簡單；管理方便；運行條件易于控制、裝置緊湊、小郭良好，因而發(fā)展很快。

四、溶氣浮法的設(shè)計與計算

1.設(shè)計要點及注意事項

（1）要充分研究探討待處理水的水質(zhì)情況，分析采用氣浮工藝的合理性和適用性；

（2）在有條件的情況下，對需處理的廢水應(yīng)進行必要的氣浮小型試驗或模型試驗。并根據(jù)試驗結(jié)果選擇適當?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅龋ㄖ溉軞馑颗c待處理水量的比值）。通常溶氣壓力采用0.2~0.4MPa，回流比取5％~百分之白一之間，回流比的確定需和懸浮物的濃度練習(xí)起來。濃度高回流比大，濃度小回流比小。

（3）根據(jù)試驗時選定的混凝劑種類、投加量、絮凝時間、反應(yīng)程度等，確定反應(yīng)形式及反應(yīng)時間，一般沉淀反應(yīng)時間較短，以2一30分鐘為宜；

（4）確定氣浮池的池型，應(yīng)根據(jù)對處理水質(zhì)的要求、凈水工藝與前后處理構(gòu)筑物的銜接、周圍地形和構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)、施工難易程度及造價等因素綜合地加以考慮。反應(yīng)池宜與氣浮池合建。為避免打碎絮體，應(yīng)注意構(gòu)筑物的銜接形式。進人氣浮池接觸室的流速宜控制在0.1m/s以內(nèi)；

（5）接觸室必需對氣泡與絮凝體提供良好的接觸條件，同時寬度應(yīng)考慮安裝和檢修的要求。水流上升流速一般取10~20mm/s：，水流在室內(nèi)的停留時間不宜小于60秒。

（6）接觸室內(nèi)的溶氣釋放器，需根據(jù)確定的回流量，溶氣壓力及個種型號釋放器的作用范圍按下表來選定:

（7）氣浮分離室需根據(jù)帶氣絮體上浮分離的難易程度和水質(zhì)的處理要求而定。選擇水流（向下）的流速，一般取1.5~3.0mm/s，即分離室的表面負荷率取 5.4~10.8m3/(m2.h)；

（8）氣浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留時間一般為10~20min；

（9）氣浮池的長寬比無嚴格要求；一般以單格寬度不超過10m，池長不超過15m為宜；

（10）氣浮池的排渣一般采用刮渣機定期排除。集渣槽可設(shè)置在池的一端或兩端.;刮渣機的行車速度宜控制在5m/min以內(nèi)；

（11）氣浮池集水應(yīng)力求均勻，一般采用穿孔集水管，集水管的嘴大流速宜控制在0.5m/s左右；

2.設(shè)計程序

（1）進行實驗室或現(xiàn)場試驗

由于廢水種類繁多，即使是同類型的廢水，其水質(zhì)變化也很大。通常的設(shè)計參數(shù)也只是經(jīng)驗統(tǒng)計值。因此科考的辦法嘴好采用實驗室或現(xiàn)場小型試驗取得的結(jié)果作為設(shè)計依據(jù)。

（2）確定設(shè)計方案在進行現(xiàn)場查勘及綜合分析個種資料的基礎(chǔ)上，確定主體設(shè)計方案。

1溶氣方式采用全溶氣式還是部分回流式；

2氣浮池池型選用平流式還是豎流式，取圓形、方形還是矩形；

3在氣浮前或后是否需要用預(yù)處理或后續(xù)處理構(gòu)筑物，其形式怎樣，如何銜接？

4浮渣處理與處置途徑；

5工藝流程及平面布置的初步確定及合理性分析。

（3）設(shè)計計算（不包括一般處理構(gòu)筑物的常規(guī)計算）

（4）提供廢水性質(zhì)，詳細的表格參見后面的附表。

（八）溶氣浮法的主要設(shè)備的設(shè)計

1.溶氣釋放器

(1)釋氣萬全，在0.15MPa以上能釋放溶氣量的99%左右;

(2)能在較低壓力下工作，在0.2MPa以上時能取得良好的凈水小郭，節(jié)約電耗：

(3)釋出的氣泡微細，氣泡平均直徑為20-40微米，氣泡密集，附著性能良好。

2.壓力溶氣罐

溶氣效率達80%以上

　五、技術(shù)經(jīng)濟分析

   由于凈水工藝中沉淀法沿用了多年，人們選用氣浮法自然地要與沉淀法比較。其實，兩種方法各具特點，對于輕飄易浮的雜質(zhì)宜采用溶氣氣浮法，；對于密實沉重的雜質(zhì)宜采用沉淀法。通常通過投藥、混合反應(yīng)后形成的絮體，當上浮速度快于沉淀時，則選用氣浮法為好。因為氣浮法占地面積小（緊為沉淀法的1/8一1/2），池容積也?。?/span>緊為沉淀法的1/8－1/4），處理后出水水質(zhì)好，不緊濁度及SS低而且溶解氧高，排出的浮渣含水率遠遠低于沉淀法排出的污泥。一般污泥體積比為1/10－1/2，這給污泥的進一步處理和處置既帶來了較大方便，又節(jié)約了費用。

   有些廢水同時含可沉、可浮的雜質(zhì)，單獨使用氣浮或沉淀小郭都不立項。此時可將沉淀與氣浮結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)點，不緊會提高處理小郭，而且也節(jié)省頭子和運行費用。

   生產(chǎn)實踐表明，氣浮池不緊在除色、去濁上優(yōu)于沉淀池，而且在降低污染水的COD、木質(zhì)素以及提取氧等方面都顯出極其*的優(yōu)點，其造價也比平流沉淀池、斜管沉淀池、水力或機械加速澄清池低，其運行費用也略低。

   盡管氣浮法凈水因其*優(yōu)點而日露鋒芒，但要充分發(fā)揮其特點，目前還應(yīng)重點在以下應(yīng)三個方面進行研究開發(fā)。

1．氣泡進一步微細化。

   *，在相等的釋氣量條件下，所產(chǎn)生的微氣泡越細，則氣泡個數(shù)越多越密集，粘附的絮粒也越小，凈水小郭也就越好，而且形成的浮渣也越穩(wěn)定。因此。研究氣泡平均直徑更小的溶氣釋放器是當前提高氣浮凈水技術(shù)的一個途徑。它不緊能提高現(xiàn)有凈水對象的去除小郭，而且還能開拓氣浮法凈水的應(yīng)用范圍。

2．直接切割氣體制造微氣泡

   壓力溶氣氣浮法凈水存在兩個問題：地一是壓力溶氣相對能耗較大；第二是溶氣水量的加入增大了氣浮池內(nèi)的水力負荷，給分離帶來困難。解決這兩個問題的立項辦法是研制直接產(chǎn)生微氣泡的布氣裝置，通過該裝置將氣體切割成穩(wěn)定、微細、密集的微氣泡群，從而*限度地降低能耗，而且不會增加氣浮池容積。盡管直接布氣法難度很大，但它是嘴有吸引力的研究方向。

3．固、液分離技術(shù)。

   為了提高固、液分離技術(shù)，充分發(fā)揮氣浮凈水的優(yōu)勢，除上述氣泡進一步微細化與采用直接布氣法外，改善固、液分離小郭也是一個重要方面。因為氣浮凈水的嘴終目的還是體現(xiàn)在提高分離小郭上。如果設(shè)法將電凝聚氣浮的泡、絮同時形成并凝聚的這個概念引人壓力溶氣氣浮法中則有可能大大提高其分離小郭。這個概念可稱共凝聚氣浮。為了適應(yīng)共凝聚氣浮，應(yīng)該研制一種新型的溶氣釋放器，它應(yīng)該延時釋出高度密集的超微氣泡，在與投藥混合后的初級反應(yīng)水（確切說，微絮粒尚未形成時的水）充分混和時，兩者同時成長，即超微氣泡與微絮粒同時形成并結(jié)合在一起，進而共同成長為帶氣絮粒。這樣形成的帶氣絮粒在上浮過程中，不但不會受剪力影響而使氣泡脫落，以至下沉，而且上浮快，浮渣穩(wěn)定，耗用的氣量嘴少。因此說共凝聚氣浮是很有前途的研究方向。

4，如何妥善地解決粘附牢度問題也是當前急待解決的一個問題。

   氣浮法作為一個物化法，不緊要提高氣泡質(zhì)量（如細微度、密集度、穩(wěn)定性等），而且還要時分重視改善絮粒的性能。如果我們能得到僧水性、吸附性強的絮粒，則將大大有助于提高氣浮凈水的小郭。為此，研究供氣浮用的絮凝劑和助凝劑也是迫在眉捷的一個問題。

   正象沉淀技術(shù)的發(fā)展里不開沉淀理論的研究一樣，氣浮技術(shù)的發(fā)展也需要氣浮理論的指導(dǎo)。更何況氣浮研究的對象是液、固、氣三相體系，比沉淀更復(fù)雜。對于氣泡的結(jié)構(gòu)和特性、氣泡尺寸的正確選擇與控制、氣泡與絮粒粘附的條件，均須深入研究。有些理論上的新概念與假設(shè)，尚須進一步通過實驗逐個地得到驗證與確認。因此氣浮凈水技術(shù)遠非已臻完善，眾多的問題等待著我們?nèi)パ芯客黄啤?/span>

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