环保设备及应用——气浮设备.ppt

第三节 气浮设备气浮设备工作原理气浮设备工作原理:气浮设备是将空气以微小气泡形式通入水气浮设备是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水成水-气气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，形成浮渣层，从后，密度小于水即上浮水面，形成浮渣层，从水中分离出去。水中分离出去。污水处理技术中，气浮法应用于几方面：污水处理技术中，气浮法应用于几方面：1 1、石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离、石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离2 2、工业废水处理、工业废水处理3 3、污水中有用物质的回收、污水中有用物质的回收4 4、取取代代二二次次沉沉淀淀池池，特特别别是是用用于于易易于于产产生生活活性性污污泥泥膨膨胀的情况胀的情况5 5、剩余活性污泥的浓缩、剩余活性污泥的浓缩不适合处理不适合处理高浊浓度高浊浓度的原水的原水浮游物含量大于浮游物含量大于100mg/L100mg/L一、气浮设备类一、气浮设备类型型二、加压溶气气浮工艺的主要设备 三、加压溶气气浮工艺三、加压溶气气浮工艺类型四、气浮法在水处理中的应用四、气浮法在水处理中的应用按生产细微气泡的方法分按生产细微气泡的方法分电解气浮设备电解气浮设备布气气浮设备布气气浮设备 溶气气浮设备溶气气浮设备 气浮设备的类型气浮设备的类型 电电解解气气浮浮设设备备是是将将正正负负极极相相间间的的多多组组电电极极浸浸泡泡在在废废水水中中，当当通通以以直直流流电电时时，废废水水电电解解，正正负负两两级级间间产产生生的的氢氢和和氧氧的的细细小小气气泡泡粘粘附附于于悬悬浮浮物物上上，将将其其带带至至水水面面而达到分离的目的。而达到分离的目的。主要用途：主要用途：工工业业废废水水处处理理方方面面（除除BODBOD、氧氧化化、脱脱色色等等），处处理理水水量量约约在在1020m1020m3 3/h/h。特特别别适适用用于于脆脆弱弱絮絮状状悬悬浮浮物的去除。物的去除。优缺点：优缺点：去去除除污污染染物物范范围围广广，污污泥泥量量少少，占占地地少少。但但电电耗耗高高、操操作作运运行行管管理理复复杂杂及及电电极极结结垢垢等等问问题题，较较难难适适用用于于大大型生产。型生产。电解气浮设备电解气浮设备竖竖流流式式电电 解解 气气浮浮 设设备备 扩散板曝气气浮设备 叶轮气浮 设备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。布气气浮设备布气气浮设备 简单易行，但容易堵塞，简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。气浮效果不高。适用于处理水量不大适用于处理水量不大,污染污染物浓度高的废水。物浓度高的废水。水泵吸水管吸气浮设备 射流气浮设备布气气浮设备布气气浮设备 用于矿物浮选，也用于含油脂、羊毛用于矿物浮选，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。扩散板曝气气浮设备叶轮气浮设备膜片式微孔曝气器膜片式微孔曝气器膜片式微孔曝气器膜片式微孔曝气器 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气浮设备加压溶气气浮设备空空气气在在加加压压条条件件下下溶溶解解，常常压压下下使使过过饱饱和和空空气气以以微微小小气气泡形式释放出来。泡形式释放出来。特特点点：水水中中空空气气的的溶溶解解度度大大，能能提提供供足足够够的的微微气气泡泡气气泡泡粒粒径小、均匀。径小、均匀。缺缺点点：需需要要溶溶气气罐罐、空空压压机机或射流器、水泵等设备或射流器、水泵等设备真空气浮设备真空气浮设备空空气气在在常常压压下下溶溶解解，真空条件下释放。真空条件下释放。优点：优点：无压力设备无压力设备缺点：缺点：溶溶解解度度低低、气气泡泡释释放放有有限限，需需要要真真空空设设备备，运行维护困难。运行维护困难。溶气气浮设备溶气气浮设备 真空气浮设备真空气浮设备RFRF型组合气浮设备型组合气浮设备 ZSQFZSQFZSQFZSQF型气浮处理机型气浮处理机型气浮处理机型气浮处理机压力溶气压力溶气气浮系统气浮系统的组成的组成压力溶气系统压力溶气系统气气 浮浮 池池 空气释放系统空气释放系统压力溶气罐压力溶气罐溶气释放装置溶气释放装置加压水泵加压水泵附属设备附属设备溶气水管路溶气水管路空气供给设备空气供给设备压力溶气系统压力溶气系统压力溶气罐压力溶气罐附属设备附属设备加压水泵加压水泵空气供给设备空气供给设备 加加压压水水泵泵的的作作用用是是提提升升污污水水，将将水水、气气以以一一定定压压力力送送至至压压力力溶溶气气罐罐，其其压压力力的的选选择择应应考考虑虑溶溶气气罐罐压压力力和和管管路路系系统统的的水水力力损损失失两部分。两部分。压力溶气系统压力溶气系统压力溶气罐压力溶气罐附属设备附属设备加压水泵加压水泵空气供给设备空气供给设备压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。溶溶气气罐罐的的形形式式有有多多种种，如如图图10-4310-43所所示示，其其中中以以罐罐内内填填充充填填料料的溶气罐效率最高。的溶气罐效率最高。图10-43压力溶气罐压力溶气罐压力溶气系统压力溶气系统压力溶气罐压力溶气罐附属设备附属设备加压水泵加压水泵 影影响响填填料料溶溶气气罐罐效效率率的的主主要因素为：要因素为：填料特性填料特性填料层高度填料层高度罐内液位高罐内液位高布水方式布水方式温度温度 填填料料溶溶气气罐罐的的主主要要工工艺艺参参数为：数为：过过 流流 密密 度度：25005000 25005000 m m3 3/m/m2 2dd填料层高度：填料层高度：0.81.3m0.81.3m液液位位的的控控制制高高：0.61.0m0.61.0m（从罐底计）（从罐底计）溶气罐承压能力：溶气罐承压能力：0.6MPa0.6MPa空气供给设备空气供给设备压力溶气系统压力溶气系统加压水泵加压水泵压力溶气罐压力溶气罐空气供给设备空气供给设备附属设备附属设备水泵压水管装水泵压水管装射流器挟气式射流器挟气式空压机供气式空压机供气式溶气方式有三种溶气方式有三种水泵吸气式在经济和安全方面都不理水泵吸气式在经济和安全方面都不理想，已很少使用。想，已很少使用。空压机供气是较早使用的一种供气方空压机供气是较早使用的一种供气方式，使用较广泛，其优点是能耗相对式，使用较广泛，其优点是能耗相对较低。较低。压力管装射流器进行溶气的优点是不压力管装射流器进行溶气的优点是不需另设空压机，没有空压机带来的油需另设空压机，没有空压机带来的油污染和噪声。污染和噪声。水水 泵泵 吸吸 气气 式式图10-44图10-45图10-46 空空气气释释放放系系统统是是由由溶溶气气释释放放装装置置和和溶溶气气水水管管路路组成。组成。溶溶气气释释放放装装置置的的功功能能是是将将压压力力容容器器水水减减压压，使使溶溶气气水水中中的的气气体体以以微微气气泡泡的的形形式式释释放放出出来来，并并能能迅迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常常用用的的溶溶气气释释放放装装置置有有减减压压阀阀、溶溶气气释释放放喷喷嘴嘴、释放器等。释放器等。空气释放系统空气释放系统溶气释放器溶气释放器平流式气浮池 气气浮浮池池的的功功能能是是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悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。目目前前最最常常用用，其其反反应应池池与与气气浮浮池池合合建建。废废水水进进入入反反应应池池完完全全混混合合后后，经经挡挡板板底底部部进进入入气气浮浮接接触触室室以以延延长长絮絮体体与与气气泡泡的的接接触触时时间间，然然后后由由接接触触室室上上部部进进入入分分离离室室进进行行固固液液分分离离。池池面面浮浮渣渣由由刮刮渣渣机机刮刮入入集集渣渣槽槽，清水由底部集水槽排出。清水由底部集水槽排出。平平流流式式气气浮浮池池的的优优点点是是池池深深浅浅、造造价价低低、构造简单、运行方便。构造简单、运行方便。缺点是分离部分的容积利用率不高等。缺点是分离部分的容积利用率不高等。气浮池的有效水深通常为气浮池的有效水深通常为2.02.5m2.02.5m，一般以单格宽度不超过，一般以单格宽度不超过10m10m，长度不超过长度不超过15m15m为宜。为宜。废废水水在在反反应应池池中中的的停停留留时时间间与与混混凝凝剂剂种种类类、投投加加量量、反反应应形形式式等等因因素素有有关关，一一般般为为515min515min。为为避避免免打打碎碎絮絮体体，废废水水经经挡挡板板底底部部进进入入气气浮浮接接触触室室时时的的流流速速应应小小于于0.1m/s0.1m/s。废废水水在在接接触触室中的上升流速一般为室中的上升流速一般为1020mm/s1020mm/s，停留时间应大于停留时间应大于60s60s。竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。缺点是与反应池较难衔接，容积利用率较低。有经验表明，当处理水量大于150200m3/h，废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。气气 浮浮 池池 竖流式气浮池竖流式气浮池图图10-47图图10-48特点：电耗高，但气浮池容积小。特特点点：省省电电，溶溶气气罐罐小小。但但若若溶溶解解空空气气多多，需加大溶气罐压力。需加大溶气罐压力。特点特点：适用于适用于SSSS高的原水，但气浮池容积大。高的原水，但气浮池容积大。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 一一般般的的疏疏水水性性或或亲亲水水性性的的物物质质，均均需需投投加加化化学学药药剂剂，以以改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质，增增加加气气泡泡与与颗颗粒粒的的吸吸附附。这这些些化化学学药剂分为下述几类：药剂分为下述几类：混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂 各各种种无无机机或或有有机机高高分分子子混混凝凝剂剂，它它不不仅仅可可以以改改变变污污水水中中的的悬悬浮浮颗颗粒粒的的亲亲水水性性能能，而而且且还还能能使使污污水水中中的的细细小小颗颗粒粒絮絮凝凝成成较较大大的的絮絮状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。浮选剂大多数由极性浮选剂大多数由极性-非极性分子组成。非极性分子组成。当当浮浮选选剂剂的的极极性性基基被被吸吸附附在在亲亲水水性性悬悬浮浮颗颗粒粒的的表表面面后后，非非极极性性基基则则朝朝向向水水中中，这这样样就就可可以以使使亲亲水水性性物物质质转转化化为为疏疏水水性性物物质质，从从而而能能使使其其与与微微细细气气泡泡相相粘粘附附。图图10-4210-42表表示示亲亲水水性性悬悬浮浮颗颗粒粒在在加加入入极极性性-非非极极性性物物质质后后转化为疏水性与微小气泡粘附的情形。转化为疏水性与微小气泡粘附的情形。浮浮选选剂剂的的种种类类有有松松香香油油、石石油油、表表面面活活性剂、硬脂酸盐等。性剂、硬脂酸盐等。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 一一般般的的疏疏水水性性或或亲亲水水性性的的物物质质，均均需需投投加加化化学学药药剂剂，以以改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质，增增加加气气泡泡与与颗颗粒粒的的吸吸附附。这这些些化化学学药剂分为下述几类：药剂分为下述几类：混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂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 一一般般的的疏疏水水性性或或亲亲水水性性的的物物质质，均均需需投投加加化化学学药药剂剂，以以改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质，增增加加气气泡泡与与颗颗粒粒的的吸吸附附。这这些些化化学学药剂分为下述几类：药剂分为下述几类：混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂 作作用用是是提提高高悬悬浮浮颗颗粒粒表表面面的的水水密密性性，以以提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。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 一一般般的的疏疏水水性性或或亲亲水水性性的的物物质质，均均需需投投加加化化学学药药剂剂，以以改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质，增增加加气气泡泡与与颗颗粒粒的的吸吸附附。这这些些化化学学药剂分为下述几类：药剂分为下述几类：混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂 作作用用是是暂暂时时或或永永久久性性地地抑抑制制某某些些物物质质的的浮浮上上性性能能，而而又又不不妨妨碍碍需需要要去去除除的的悬悬浮浮颗颗粒粒的上浮，如石灰、硫化钠等。的上浮，如石灰、硫化钠等。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 一一般般的的疏疏水水性性或或亲亲水水性性的的物物质质，均均需需投投加加化化学学药药剂剂，以以改改变变颗颗粒粒的的表表面面性性质质，增增加加气气泡泡与与颗颗粒粒的的吸吸附附。这这些些化化学学药剂分为下述几类：药剂分为下述几类：混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂 主主要要是是调调节节污污水水的的pHpH值值，改改进进和和提提高高气气泡泡在在水水中中的的分分散散度度以以及及提提高高悬悬浮浮颗颗粒粒与与气气泡泡的粘附能力，如各种酸、碱等。的粘附能力，如各种酸、碱等。双罐三泵加药装置双罐三泵加药装置1.1.出料管出料管 2.2.搅拌机搅拌机 3.3.溶液罐溶液罐 4.4.压力表压力表 5.5.安全阀安全阀 6.6.计量泵计量泵 7.7.管线支架管线支架 8.8.泵进口管线阀泵进口管线阀 9.9.液位计液位计1.1.1.1.当有试验资料时，可用下述公当有试验资料时，可用下述公当有试验资料时，可用下述公当有试验资料时，可用下述公 式计算：式计算：式计算：式计算：式中：式中：式中：式中：q q q qv v v v:气浮池设计水量，气浮池设计水量，m m3 3/h/h；RRRR:试验条件下的回流比，试验条件下的回流比，%；a a a ac c c c:试验条件下的释气量，试验条件下的释气量，L/mL/m3 3；:水温校正系数，取水温校正系数，取1.1-1.31.1-1.3（主要考虑水的粘滞度影响，（主要考虑水的粘滞度影响，试验时水温与冬季水温相差大试验时水温与冬季水温相差大 者取高值）。者取高值）。2.2.2.2.当无试验资料时，可根据气固比当无试验资料时，可根据气固比当无试验资料时，可根据气固比当无试验资料时，可根据气固比（A/SA/SA/SA/S）进行估算，计算式如下：）进行估算，计算式如下：）进行估算，计算式如下：）进行估算，计算式如下：式中：式中：A/S:A/S:A/S:A/S:气固比（气固比（g g释放的气体释放的气体/g/g悬悬 浮固体），浮固体），0.005-0.0600.005-0.060，一般为，一般为 0.005-0.0060.005-0.006。当悬浮固体浓度较高当悬浮固体浓度较高 时取上限，如剩余污泥气浮浓缩时，时取上限，如剩余污泥气浮浓缩时，气固比采用气固比采用0.03-0.040.03-0.04；1.3:1.3:1.3:1.3:1mL1mL空气的重量，空气的重量，mgmg；c c c ca:a:a:a:某一温度下的空气溶解度；某一温度下的空气溶解度；f:f:f:f:压力为压力为p p时，水中的空气溶解系数，时，水中的空气溶解系数，0.5:0.5:0.5:0.5:0.80.8（通常（通常0.50.5）；）；p p p p0:0:0:0:表压，表压，kPakPa；q q q qvRvRvRvR:加压水回流量，加压水回流量，m m3 3/h/h；q q q qv v v v:设计水量，设计水量，m m3 3/h/h；SiSiSiSi :入流废水的悬浮固体浓度，入流废水的悬浮固体浓度，mg/Lmg/L。压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量 溶气罐直径溶气罐直径D Dd d选定过流密度选定过流密度I I后，溶气罐直径按下式计算：后，溶气罐直径按下式计算：对于空罐对于空罐对于空罐对于空罐I I I I选用选用选用选用 1000-2000m1000-2000m3 3/(m/(m2 2d)d)，对填料罐对填料罐对填料罐对填料罐I I I I选用选用选用选用 2500-5000 m2500-5000 m3 3/(m/(m2 2d)d)。溶气罐高溶气罐高h h：式中：式中：h h1 1-罐顶、底封头高度罐顶、底封头高度 （根据罐直径而定），（根据罐直径而定），m m；h h2 2-布水区高度，布水区高度，一般取一般取0.2-0.3m0.2-0.3m；h h3 3-贮水区高度，贮水区高度，一般取一般取1.0m1.0m；h h4 4-填料层高度，当采用阶梯环填料层高度，当采用阶梯环 时，可取时，可取1.0-1.3m1.0-1.3m。压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量接触池的表面积接触池的表面积AcAc选定接触室中水流的上升流速选定接触室中水流的上升流速v vc c后，按下式计算：后，按下式计算：接触室的容积一般应按停留时间接触室的容积一般应按停留时间大于大于大于大于60s60s60s60s进行复核。进行复核。分离室的表面积分离室的表面积AsAs选定分离速度（分离室的向下平均水流速度）选定分离速度（分离室的向下平均水流速度）v vs s后按下式计算：后按下式计算：对矩形池子分离室的对矩形池子分离室的长宽比一般取长宽比一般取长宽比一般取长宽比一般取1:1-2:11:1-2:11:1-2:11:1-2:1。气浮池的净容积气浮池的净容积V V选定池的平均水深选定池的平均水深H H（指分离室深），按下式计算：（指分离室深），按下式计算：同时以池内停留时间（同时以池内停留时间（t t）进行校核，一般要求）进行校核，一般要求t t t t为为为为10-20min10-20min10-20min10-20min。压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算压力溶气浮上法的设计计算气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量气浮所需空气量操作步骤：操作步骤：1 1运转前需检查水泵、空压机、阀门等是否完好，清水运转前需检查水泵、空压机、阀门等是否完好，清水箱是否灌满水，并备好处理药物。箱是否灌满水，并备好处理药物。2 2启动空压机，当罐内压力达到启动空压机，当罐内压力达到0.3-0.4MPa0.3-0.4MPa时，开启阀时，开启阀门向气浮释放溶气水。门向气浮释放溶气水。3 3当气浮池水面出现大量泡沫时表示溶气系统已进入正当气浮池水面出现大量泡沫时表示溶气系统已进入正常工作状态，此时可开启污水泵，调整常工作状态，此时可开启污水泵，调整PHPH值及加药量对值及加药量对废水进行处理。废水进行处理。4 4调整清水排放阀开启程度，使气浮池的液位保持低于调整清水排放阀开启程度，使气浮池的液位保持低于排泥堰排泥堰7-10 cm7-10 cm左右，当浮渣厚度达左右，当浮渣厚度达7-10 cm7-10 cm左右时，减少左右时，减少清水排放量，待气浮池水位上升至排泥堰高度时，启动刮清水排放量，待气浮池水位上升至排泥堰高度时，启动刮泥行车刮泥，排泥完毕，降低水位运行。泥行车刮泥，排泥完毕，降低水位运行。5 5停机时，将浮渣刮清，先停污水泵，后停回流泵及空停机时，将浮渣刮清，先停污水泵，后停回流泵及空压机，关闭各阀门并做好清洁工作。压机，关闭各阀门并做好清洁工作。气浮法在水处理中的应用气浮法在水处理中的应用废水：废水：含含油油废废水水（石石油油化化工工、机机械械加加工工、食食品品工工业业废废水水等等）：悬悬浮浮油油（1010,隔隔油油池池）乳乳化化油油（1010,一一般般0.1-20.1-2 气气浮浮）溶溶解解性性 造造纸纸厂厂白白水水回回收收纤纤维维：时时间间短短，SSSS去去除率除率9090以上，以上，CODCOD去除率去除率8080，浮渣浓度，浮渣浓度5 5。染染色色废废水水等等 毛毛纺纺工工业业洗洗毛毛废废水水羊羊毛毛脂脂及及洗洗涤涤剂剂 浓缩污泥（效果比沉淀法高）浓缩污泥（效果比沉淀法高）给水：给水：高高含含藻藻水水源源的的净净化化：武武汉汉东东湖湖水水厂厂，气气浮浮替替代代沉淀，藻类去除率达沉淀，藻类去除率达8080以上。以上。低温、低浊水的净化：沈阳市自来水厂。低温、低浊水的净化：沈阳市自来水厂。对对受受污污染染水水体体的的净净化化：对对水水体体产产生生曝曝气气，减减轻轻嗅味与色度。嗅味与色度。优优点点：处处理理能能力力比比沉沉淀淀池池高高，气气浮浮污污泥泥浓浓度度高高，可可以以同同时时去去除除多多种种污污染染物物（表表面面活活性性剂剂、嗅味物质等）嗅味物质等）缺点：耗电、维修缺点：耗电、维修