第十章污水的物理处理6节

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1、第六节第六节 气浮池气浮池 水和废水的浮上法处理是将水和废水的浮上法处理是将空气以微小气泡形式空气以微小气泡形式通入水中通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形形成水成水- -气气- -颗粒三相混合体系颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。 由此可知，浮上法处理工艺必须满足下述由此可知，浮上法处理工艺必须满足下述基本条基本条件：件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使

2、污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。 污水处理技术中，浮上法固污水处理技术中，浮上法固- -液或液液或液- -液分离技术液分离技术应用的几方面：应用的几方面：石油、化工及机械制造业中的石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离含油污水的油水分离工业废水处理工业废水处理污水中有用物质的回收污水中有用物质的回收取代二次沉淀池，特别是用于易于产生活性污泥膨取代二次沉淀池，特别是用于易于产生活性污泥膨胀的情况胀的情况剩于活性污泥的浓缩剩于活性污泥的浓缩按生产细微气泡的方法分按生产细微气泡的方法分微气泡曝微气泡曝气浮上法气浮上法 剪切

3、气泡剪切气泡浮上法浮上法 加压溶气加压溶气浮上法浮上法真空真空浮上法浮上法电解浮上法电解浮上法分散空气浮上法分散空气浮上法 溶解空气浮上法溶解空气浮上法 浮上法的类型浮上法的类型 电解废水可同时产生电解废水可同时产生三种作用三种作用：电解氧化还原电解氧化还原电解混凝电解混凝电气浮电气浮电电 解解 浮浮 上上 法法 电解浮上法是将正负极相间的多组电极浸泡在废电解浮上法是将正负极相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，水中，当通以直流电时，废水电解，正负两级间正负两级间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其，将其带至水面而达到分离的目的。带至水

4、面而达到分离的目的。 电解浮上法产生的气泡小于其他方法产生的电解浮上法产生的气泡小于其他方法产生的气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上法的法的表面负荷通常低于表面负荷通常低于4m4m3 3/m/m2 2h h。 电解浮上法主要用于工业废水处理方面电解浮上法主要用于工业废水处理方面，处，处理水量约在理水量约在1020m1020m3 3/h/h。由于电耗高、操作运。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢问题，难用于大型生产。行管理复杂及电极结垢问题，难用于大型生产。电电 解解 浮浮 上上 法法 电电 解解 浮浮 上上 法法 微气泡曝气浮上法微气泡曝气

5、浮上法剪切气泡浮上法剪切气泡浮上法压缩空气引入到靠近池底压缩空气引入到靠近池底处的微孔板，并被微孔板处的微孔板，并被微孔板的微孔分散成细小气泡。的微孔分散成细小气泡。将空气引入到一个高速旋将空气引入到一个高速旋转混合器或叶轮机的附近，转混合器或叶轮机的附近，通过高速旋转混合器的高通过高速旋转混合器的高速剪切，将引入的空气切割速剪切，将引入的空气切割成细小气泡。成细小气泡。分散空气浮上法用于矿物浮选，也用于含油脂、羊毛分散空气浮上法用于矿物浮选，也用于含油脂、羊毛等污水的初级处理及含有大量表面活性剂的污水。等污水的初级处理及含有大量表面活性剂的污水。分散空气浮上法分散空气浮上法 微气泡曝气浮上法

6、微气泡曝气浮上法剪切气泡浮上法剪切气泡浮上法从溶解空气和从溶解空气和析出条件来看析出条件来看加压溶气浮上法：加压溶气浮上法：空气在加压条件下空气在加压条件下溶解，常压下使过溶解，常压下使过饱和空气以微小气饱和空气以微小气泡形式释放出来。泡形式释放出来。需要溶气罐、空压需要溶气罐、空压机或射流器、水泵机或射流器、水泵等设备等设备真空浮上法：真空浮上法：空气在常压下溶解，空气在常压下溶解，真空条件下释放。真空条件下释放。优点：无压力设备优点：无压力设备缺点：缺点：溶解度低、气泡释放溶解度低、气泡释放有限，需要真空设备，有限，需要真空设备，运行维护困难。运行维护困难。溶解空气浮上法溶解空气浮上法 真

7、空浮上法真空浮上法加压溶气气浮加压溶气气浮加压溶气浮上法的基本原理空气在水中的溶解度与压力的关系空气在水中的溶解度与压力的关系空气在水中的空气在水中的溶解度的表示溶解度的表示单位体积水单位体积水溶液中溶入溶液中溶入的空气的空气重量重量: :g(g(气气)/m)/m3 3( (水水) )单位体积水单位体积水溶液中溶入溶液中溶入的空气的空气体积体积: :mLmL( (气气)/L()/L(水水) )空气在纯水中的饱和溶解度 空气在水中的溶解度与空气在水中的溶解度与温度、压力有关温度、压力有关。 在一定范围内在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大，温度越低、压力越大，其溶解度越大。 一定温度下

8、，溶解度与压力成正比。一定温度下，溶解度与压力成正比。 空气从水中析出的过程分两个步骤，即空气从水中析出的过程分两个步骤，即气泡的形成过程气泡的形成过程与与气泡的增长过程气泡的增长过程。 气泡核气泡核的形成过程是起着决定性作用，有了相当数量的气的形成过程是起着决定性作用，有了相当数量的气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。从溶气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。从溶气气浮上的要求来看，应当在这个过程中形成数目众多的气泡核，气浮上的要求来看，应当在这个过程中形成数目众多的气泡核，因为同样的溶解空气，如形成的因为同样的溶解空气，如形成的气泡核的数量越多气泡核的数量越多，则

9、形成的，则形成的气泡的直径也就越小，就越气泡的直径也就越小，就越有利于浮上工艺有利于浮上工艺的要求。的要求。 液体液体表面分子表面分子所受的分子引力所受的分子引力与液体与液体内部分子内部分子所受的分子引力不所受的分子引力不同，表面分子所受的作用力是不平同，表面分子所受的作用力是不平衡的，这不平衡的力有把表面分子衡的，这不平衡的力有把表面分子拉向液体内部、缩小液体表面积拉向液体内部、缩小液体表面积的的趋势，这种力称为趋势，这种力称为流体的表面张力流体的表面张力。 要使表面分子不被拉向液体内要使表面分子不被拉向液体内部，就需要克服液体内部分子的吸部，就需要克服液体内部分子的吸引力而作功，可见液体引

10、力而作功，可见液体表层分子具表层分子具有更多的能量有更多的能量，这种能量称，这种能量称表面能表面能。 在气浮过程中，存在着在气浮过程中，存在着液、气、液、气、颗粒三相介质颗粒三相介质，在各个不同介质的，在各个不同介质的表面也都因受力不平衡而产生表面也都因受力不平衡而产生表面表面张力张力（称界面张力），即具有表面（称界面张力），即具有表面能（称界面能）。能（称界面能）。气泡与悬浮颗粒粘附的条件 界面能界面能E与界面张力的关系如下：与界面张力的关系如下： 式中：式中： - - 界面张力系数；界面张力系数；S - S - 界面面积。界面面积。 气泡未与悬浮颗粒气泡未与悬浮颗粒粘附之前粘附之前，颗粒与

11、气泡的单位面积上的界面能分别为，颗粒与气泡的单位面积上的界面能分别为水水- -粒粒1 1和和水水- -气气1 1，这时单位面积上的界面能之和，这时单位面积上的界面能之和E E1 1为：为： 当气泡与悬浮颗粒粘附后当气泡与悬浮颗粒粘附后，界面能缩小，粘附面的单位面积上的界面能，界面能缩小，粘附面的单位面积上的界面能E E2 2及及其缩小值其缩小值EE分别为：分别为： 这部分能量差即为挤开气泡和颗粒之间的水膜所作的功，此值越大，气泡与这部分能量差即为挤开气泡和颗粒之间的水膜所作的功，此值越大，气泡与颗粒粘附得越牢固。颗粒粘附得越牢固。 水中的悬浮颗粒是否能与气泡粘附，与水、气、颗粒间的界面能有关。