第2章 污水处理典型设备设计——气浮池

在叶轮的搅动下，空气被粉 碎成细小的气泡，并与水充 分混合成为水气混合体，甩 出导向叶片之外，在池体内 平稳地垂直上升，进行浮选
（2）剪切气泡气浮法
剪切气泡气浮法适用于处理水量不大、但污 染物质浓度较高的废水； 用于除油时除油效果达80%左右。
3.溶解空气气浮法
原理：
使空气在一定压力下溶于水中呈过饱和状态，
1－加压泵 2－压力溶气罐 3－减压阀 4－分离区 5－刮渣机 6－水位调节器 7－压力表 8－放气阀
刮 渣 设 备
二 加压溶气气浮的基本原理
1 空气在水中的溶解度与压力及温度的关系
在一定范围内，温度越低，压力越大，溶解度越大。一定 温度下，溶解度与压力成正比 空气从水中析出：气泡核的形成过程与气泡的增长过程 。 同样的溶解空气，形成的气泡核数量越多，则形成的气泡 直径越小，气浮处理效果越好。
颗粒—气泡”复合体的上浮速度
g ( rL - rS) d u= 18m
2
2 接触吸附原理
在三相接触点上，三个界面 的张力总是处于平衡状态：
LS＋LGcos＝GS
界面能 E=σ ·S σ ：界面张力，N/cm2； S ：界面面积，cm2。
在气泡与颗粒附着前，单位界面面积上的界面能之和为： 附着后，单位面积上的界面能：W2=σ 其界面能降低的数值为： W=W1－W2=σLS+σLG－GS 将LS＋LGcos＝GS代入上式得：
第2章污水处理典型设备设计 2.8 气浮池
第三节 气浮设备
一 气浮类型
Air Flotation
教学内容
电解气浮法：原理和设备 分散空气气浮法：原理和设备 溶解空气气浮法：原理和设备
重点
二 加压溶气浮上法的基本原理 难点 三 压力溶气气浮法系统的组成和设计 难点
概述
1气浮的定义
在水中形成微小气泡，使水中的悬浮 物与微小气泡粘附在一起形成密度小于水 漂浮絮体，絮体上浮至水面形成浮渣被刮 除，实现固液分离。
部分废水溶气气浮法 它是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接进入气浮池，装置如下图 所示。
1－加压泵 2－压力溶气罐 3－减压阀 4－分离区 5－刮渣机 6－水位调节器 7－压力表 8－放气阀
③部分回流加压溶气流程
入流废水直 接进入气浮 池，将部分 澄清液进行 回流加压
部分回流溶气气浮法 将部分出水进行回流，加压后送入气浮池，而废水则直接送入气浮池 中，其装置如下图所示。
然后减压条件下析出溶解空气，形成微气泡。
分类：
⑴溶气真空气浮
⑵加压溶气气浮
⑴真空气浮
原理：
空气在常压下溶于水中，在负压下析出
特点： 常压下溶解，溶解度小，气泡的释放量小； 设备密闭，运行维护都较困难，生产中应用不 多。
⑵加压溶气气浮
原理： 加压下溶于水中，在常压下析出 主要设备： 空气饱和设备，空气释放设备，气浮池等 流程：
挤开气泡与颗粒之间 水膜所做的功
W1=σ LS+σ
LG
GS
W＝
LG(1-cos)
△W越大，颗粒与气泡粘附得越牢固
W＝
LG(1
－ cos)
讨论： ① 当 θ →0°， cosθ →1 ，△E→0 ，颗粒不能与气泡相粘 附，颗粒完全被水润湿，不能用气浮法分离； ② 当θ →180°，cosθ →-1，△E→2σ LG,颗粒不被水润湿 时，与气泡粘附紧密，最易于用气浮法去除；
③ 当 θ <90°时，颗粒表面仍是亲水性占优势，不容易气 浮分离; ④ 当 θ >90°时，颗粒表面疏水性占优势，容易气浮分离。
1 电解气浮法
特点：
气泡微细，适用于脆弱的絮状悬浮物；
电耗较高、电极板易结垢，操作管理复杂。
目前主要用于小规模（10-20m3/h）的工业废 水处理
2 分散空气气浮法
特点：适用于矿物浮选及含油脂、羊毛表
面活性剂的废水初级处理。 分类： 微孔曝气气浮法 剪切气泡气浮法（叶轮气浮法）
(1)微孔曝气气浮法
原理：压缩空气通过具有细孔隙的扩散板
或微孔管，使空气以细小气泡的形式进入
水中。
优点：简单易行 缺点：微孔板（管）容易堵塞， 气泡较大，效果不高。
（2）剪切气泡气浮法
• 原理：将空气引入一个高速旋转的叶轮附近，
通过叶轮的高速剪切运动，将空气吸入并切
割粉碎为细小气泡。
叶轮高速旋转时，在 盖板下形成负压，从 空气管吸入空气
空气释放设备 1－加压泵 2－压力溶气罐 3－减压阀 4－溶气释放器 5－分离区 6－刮渣机
7－水位调节器 8－压力表 9－放气阀 10－排水区 11－浮渣室
②部分加压溶气流程
特点：部分入流废水 进行加压溶气，其余 部分直接进入气浮池。 优点：节省电能，溶 气水量与溶气罐的容 积比全溶气方式小。 缺点：如提供同样的 空气量，就必须在较 高的压力下运行。
④ 密度接近于1的工业废水的预处理；
⑤ 剩余污泥浓缩
一 气浮类型
1 电解气浮法 (electrolyzed flotation) 2 分散空气气浮法 (diffused air flotation) 3 溶解空气气浮法 （dissolved air flotation）
1 电解气浮法
原理： 正负电极侵入水中，向水中通入直流电，废水 电解产生H2、O2微细气泡。
2 实现气浮分离的必要条件
A、必须向水中提供足够数量的细微气泡。 （气泡理想尺寸为15～30μ m） B、必须使悬浮物呈悬浮状态 C、必须使气泡与悬浮物产生粘附作用。 （悬浮物具有疏水性质）
3 气浮法的应用
固液或液液分离：
① 含油废水的油水分离；
② 回收有用物质：如纸浆、细小纤维等；
③ 代替二沉池：不易沉淀或易膨胀的活性污泥；
全加压溶气流程
部分加压溶气流程
回流加压溶气流程，最常用。
Βιβλιοθήκη Baidu全加压溶气流程
0.3～ 0.5MPa

全部原水由泵压 入溶气罐； 用空压机或射流 器向溶气罐压入 空气进行溶气； 然后经减压释放 装置进入气浮池 进行固液分离。

全部废水溶气气浮法 其装置如下图所示，系统组成包括空气饱和设备、空气释放设备、气浮 将全部废水进行加压溶气，再经减压释放装置进入气浮池，进行气浮分离。 池、除渣设备等。 空气 饱和 设备 加压水泵供水和空气压缩机供 除渣设备 气到溶气罐，两者充分混合接 触，空气在压力下溶入水中。 气浮池