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气浮的原理和种类（一）对有机污染物含量不多的废水进行气浮法处理时，气泡的分散度和泡沫的稳定性可能时是必须的（例如饮用水的 气浮过滤）。但是 当其浓度超过一定限度后由于表面活性物质增多，使水的表面张力减小，水中污染粒子严重乳化，表面电位增高，此时水中含有与 污染粒子相同荷 电性的表面活性物的作用则转向反面，这时尽管起泡现象强烈，泡沫形成稳定；但气一粒粘附不好，气浮效果变低 。因此，如何掌握好水中表面活性物质的最佳含 量，便成为气浮处理需要探讨的重要课题之一。 （2）混凝剂投加产生的带电絮粒 对含有细分散亲水性颗粒杂 质（例如纸浆、煤泥等）的工业废水，采用气浮法处理时，除应用前述的投加电解质混凝剂进行表面电 中和方法外，还可向水中投加（或水中存在）浮选剂，也可使 颗粒的亲水性表面改变为疏水性，并能够与气泡粘附。当浮选剂（亦 属二亲分子组成的表面活性物）的极性端被吸附在亲水性颗粒表面后，其非极性端则朝向水中， 这样具有亲水性表面的物质即转变 为疏水性，从而能够与气泡粘附，并随其上浮到水面。 浮选剂的种类很多，使用时 能否起作用，首先在于它的极性端能否附着在 亲水性污染物质表面，而其与气泡结合力的强弱，则又取决于其非极性端链的长短。 如分离洗煤废水中煤粉时所 采用的浮选剂为脱酚轻油、中油、柴油、煤油或松油等 3 气浮工艺的形式 气浮净水工艺已开发出多种 形式。按其产生气泡方式可分为：布气法气浮（包括转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等）电 解气浮法；生化气浮法（包括生物产气气浮法，化学产气气浮）；溶解空气气浮（包括真空气浮法，压力气浮法的全溶气式、部分 溶气式及部分回流溶气式）。 （一）布气气浮 布气气浮是利用机械剪切 力，将混合于水中的空气碎成细小的气泡，以进行气浮的方法。按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为 ：水泵吸水管吸气浮、射流气浮、扩散板曝气浮选以及叶轮 气浮等四种。 1、水泵吸水管吸人空气气浮 这是最简单的一种气浮方 法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空气量不宜过多， 一般不大于吸水量的10%（按体积计），否则将 破坏 水泵吸水管的负压工作。另外，气泡在水泵内被破碎的不够完全，粒度大，气浮效果不好，这种方法用于处理通过除油池后的 含油废水，除油效率一般为50%~65%。 2、射流气浮 采用以水带气射流器向废水 中混入空气进行气浮的方法。射流器由喷嘴射出的高速水流使吸人室形成负压，并从吸气管吸人空气， 在水气混合体进入喉管段后进行激烈的能量交换，空气被粉碎 成微小气泡，然后直人扩散段，动能转化为势能，进一步压缩气泡、 增大了空气在水中的溶解度，最终进入气浮池中进行气水分离。射流器各部位的尺寸及有关参 数，一般都是通过试验来确定其最佳 尺寸的。 3、扩散板曝气气浮 这种布气浮比较传统，压缩 空气通过具有微细孔隙的扩散板或扩散管，使空气以细小气泡的形式进入水中，但由于扩散装置的微孔 过小易于堵塞。若微孔板孔径过大，必须投加表面活性剂，方 可形成可利用的微小气泡，从而导致该种方法使用受到限制。但近年 研制、开发的弹性膜微孔曝气器，克服了扩散装置微孔易堵或孔径大等缺点，用微孔弹性材料制 成的微孔盘起到扩张、关闭作用。 4、叶轮气浮 叶轮在电机的驱动下高速旋 转，在盖板下形成负压吸入空气，废水由盖板上的小孔进入， 对有机污染物含量不多的废水进行气浮法处理时，气泡的分散度和泡沫的稳定性可能时是必须的（例如饮用水的 气浮过滤）。但是 当其浓度超过一定限度后由于表面活性物质增多，使水的表面张力减小，水中污染粒子严重乳化，表面电位增高，此时水中含有与 污染粒子相同荷 电性的表面活性物的作用则转向反面，这时尽管起泡现象强烈，泡沫形成稳定；但气一粒粘附不好，气浮效果变低 。因此，如何掌握好水中表面活性物质的最佳含 量，便成为气浮处理需要探讨的重要课题之一。 （2）混凝剂投加产生的带电絮粒 对含有细分散亲水性颗粒杂 质（例如纸浆、煤泥等）的工业废水，采用气浮法处理时，除应用前述的投加电解质混凝剂进行表面电 中和方法外，还可向水中投加（或水中存在）浮选剂，也可使 颗粒的亲水性表面改变为疏水性，并能够与气泡粘附。当浮选剂（亦 属二亲分子组成的表面活性物）的极性端被吸附在亲水性颗粒表面后，其非极性端则朝向水中， 这样具有亲水性表面的物质即转变 为疏水性，从而能够与气泡粘附，并随其上浮到水面。 浮选剂的种类很多，使用时 能否起作用，首先在于它的极性端能否附着在 亲水性污染物质表面，而其与气泡结合力的强弱，则又取决于其非极性端链的长短。 如分离洗煤废水中煤粉时所 采用的浮选剂为脱酚轻油、中油、柴油、煤油或松油等 3 气浮工艺的形式 气浮净水工艺已开发出多种 形式。按其产生气泡方式可分为：布气法气浮（包括转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等）电 解气浮法；生化气浮法（包括生物产气气浮法，化学产气气浮）；溶解空气气浮（包括真空气浮法，压力气浮法的全溶气式、部分 溶气式及部分回流溶气式）。 （一）布气气浮 布气气浮是利用机械剪切 力，将混合于水中的空气碎成细小的气泡，以进行气浮的方法。按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为 ：水泵吸水管吸气浮、射流气浮、扩散板曝气浮选以及叶轮 气浮等四种。 1、水泵吸水管吸人空气气浮 这是最简单的一种气浮方 法。由于水泵工作特性的限制，吸人的空气量不宜过多， 一般不大于吸水量的10%（按体积计），否则将 破坏 水泵吸水管的负压工作。另外，气泡在水泵内被破碎的不够完全，粒度大，气浮效果不好，这种方法用于处理通过除油池后的 含油废水，除油效率一般为50%~65%。 2、射流气浮 采用以水带气射流器向废水 中混入空气进行气浮的方法。射流器由喷嘴射出的高速水流使吸人室形成负压，并从吸气管吸人空气， 在水气混合体进入喉管段后进行激烈的能量交换，空气被粉碎 成微小气泡，然后直人扩散段，动能转化为势能，进一步压缩气泡、 增大了空气在水中的溶解度，最终进入气浮池中进行气水分离。射流器各部位的尺寸及有关参 数，一般都是通过试验来确定其最佳 尺寸的。 3、扩散板曝气气浮 这种布气浮比较传统，压缩 空气通过具有微细孔隙的扩散板或扩散管，使空气以细小气泡的形式进入水中，但由于扩散装置的微孔 过小易于堵塞。若微孔板孔径过大，必须投加表面活性剂，方 可形成可利用的微小气泡，从而导致该种方法使用受到限制。但近年 研制、开发的弹性膜微孔曝气器，克服了扩散装置微孔易堵或孔径大等缺点，用微孔弹性材料制 成的微孔盘起到扩张、关闭作用。 4、叶轮气浮 叶轮在电机的驱动下高速旋 转，在盖板下形成负压吸入空气，废水由盖板上的小孔进入， 在叶轮的搅动下，空气被粉碎 成细小的气泡，并与水充分混合成水气混合体经整流板稳流后，在池体内平稳地垂直上升，进行气浮 。形成的泡沫不断地被缓慢转动的刮板刮出槽外。 叶轮直径一般多为200~400mm，最大不超过600~700mm。叶轮的转速多采用900～ 1500r／min，圆周线速度则为10～15m/s。气浮池充水深度与吸气量 有关一般为1.5～2.0m但不超过3m。叶轮与导向叶片间的间距 也能够影响吸气量的大小，实践证明，此间距超过8mm将使进气量大大降低。 这种气浮设备适用于处理水 量小，而污染物质浓度高的废水。除油效果一般可达80％左右，布气气浮的优点是 设备简单，易于实 现。但其主要的缺点是空气被粉碎的不够充分，形成的气泡粒度较大，一般都不小于0.1mm。这样，在供气量一定的条 件下，气泡 的表面积小，而且由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的接触时间短，这些因素都使布气浮达不到高效的去除效 果。 （二）溶气气浮 根据废水中所含悬浮物的种 类、性质、处理水净化程度和加压方式的不同，基本流程有以下三种。 （１）全流程溶气气浮法 全流程溶气气浮法是将全部 废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送 人气浮池。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮 物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽,经 浮渣管排出池外,处理后的废水通过溢流堰和出 水管排出。 全流程溶气气浮法的优点：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶 气气浮法所需的气浮池 小，从而减少了基建投资。但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力 泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消 耗较大。 （2）部分溶气气浮法 部分溶气气浮法是取部分废 水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池并在气浮池中与溶气废水混合。其特点为：①较全流程溶气气 浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；②压力泵所造成的乳化油量较全流程溶气气浮法低：③气浮池的大小与全流程溶气气浮法相 同，但较部分回流溶气气浮法小。 （三）部分回流溶气气浮法 部分回流溶气气浮法是取一 部分除油后出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合和气浮。 回流量一般为含油废水的25％～100％。其特点为：①加压的水量少，动力消耗省；②气浮过程中不促进乳化；③矾花形成好，出水 中絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。 为了提高气浮的处理效果，往 往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量因水质不 同而异，一般由试验确定。 （四）加压溶气气浮法的主要设备 1．进气方式 加压溶气法有两种进气方式， 即泵前进气和泵后进气。 泵前进气，这是由水泵压水 管引出一支管返回吸水管，在支 管上安装水力喷射器，省去了空压机。废水经过水力喷射器时造成负压，将空气吸人与废水混合后，经吸水管、水泵送人溶气罐。 此 法比较简便，水气混合均匀，但水泵必须采用自吸式进水，而且要保持1m以上的水头。此外，其最大 吸气量不能大于水泵吸水 量的10％，否则，水泵工作不稳定，会产生气蚀现象。 泵后进气，一般是在压水管上 通人压缩空气。这种方法使水泵工作稳定， 而且不必要求在正压下工作，但需要由空气压缩机供给空气。 评价溶气系统的技术性能指 标主要有两个即溶气效率和单位能耗。到目前为止双膜理论解释气体传质于液体还是比较接近于实际的 。根据双膜理论，对于难溶气体决定传质过程的主 |
