物理處理技術(shù)——?dú)飧〕?/h1>

來(lái)源：東隆  日期：2014-05-20

    一、工藝概述

    氣浮是向水中通入空氣，以微小氣泡形式析出而成為載體，氣泡與細(xì)小懸浮物之間互相黏附，形成水--氣--固三相體系，浮懸體依靠氣泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，從而使水中的懸浮物質(zhì)得以分離。對(duì)那些難以形成沉淀的輕浮絮體更有效。而且在曝氣充氧過(guò)程中，可以去色。臭并增加水中的溶解氧，更利于去除有機(jī)物。
    水中通入氣后，并非任何懸浮物都能和氣泡黏附，黏附力的強(qiáng)弱取決于顆粒的表面性質(zhì)及水、氣、固三相界面的相互作用。由于絮粒與微氣泡帶有一定的憎水性能，它們的比表面又很大，并且有剩余的自由界面能，因此，它們都有相互吸附而降低各自表面能的傾向。在恒定的水力條件下，具有足夠動(dòng)能的微氣泡和絮粒相互撞擊時(shí)，彼此擠開(kāi)對(duì)方結(jié)合力較弱的外層水膜而靠近，相互通過(guò)分子間的范德華引力而黏附，與各種物質(zhì)的表面特性有很大的關(guān)系。絮粒的網(wǎng)篩、包卷和架橋作用、微氣泡與微絮粒之間的共聚作用及表面活性劑的參與作用使原先黏附不牢固、上浮緩慢的絮粒因此而得到改善，從而提高氣浮凈水的效果。為了說(shuō)明不同物質(zhì)與氣泡黏附的難易程度，可利用接觸角來(lái)反映。接觸角是氣、液、固三相界面上處于平衡狀態(tài)時(shí)由界面張力所形成的。設(shè)有同一液體，分別和具有不同表面特征的固體物接觸時(shí)，可出現(xiàn)兩大類(lèi)型的氣、液、固三相界面上的平衡狀態(tài)。
    通常把親水的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)，這種物質(zhì)不易與氣泡黏附；而把不易與水接觸的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)，這種物質(zhì)容易與氣泡黏附，可直接用氣浮法去除。對(duì)于細(xì)小的親水性顆粒，若用氣浮法進(jìn)行分離，要投加浮選劑，使去除物質(zhì)變成疏水性，才可與氣泡黏附。浮選劑大多數(shù)由極性--非極性分子所組成，其分子結(jié)構(gòu)一般圓頭端表示極性基，易溶于水；尾端表示非極性基，具有疏水性。例如，肥皂的有用成分硬脂酸C17H35COOH，它的C17H35是疏水性的非極性端；而COOH是親水性的極性端，所以也可將極性--非極性分子叫兩親分子，即對(duì)親水性和疏水性物質(zhì)都親密的意思。浮選劑的極性基能選擇性被親水物質(zhì)所吸附，非極性基則朝向水，這樣，親水性物質(zhì)的表面就被轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡上，然后隨氣泡一起上浮至水面形成浮渣而被出去。但由于界面電現(xiàn)象，水質(zhì)各種離子或兩親分子的作用產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，污染物質(zhì)帶有電荷，減少了液體的表面張力，形成了穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，而不利于除去。因此，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要破乳，即通過(guò)投加混凝劑或絮凝劑使穩(wěn)定的分散體系脫穩(wěn)。
在運(yùn)行過(guò)程中，考慮某些因素的變化，可能會(huì)因溶液發(fā)泡而影響效果，要在短時(shí)間內(nèi)迅速消泡，需要投加消泡劑。消泡劑液體在溶液表面鋪展時(shí)，使液膜破裂，泡沫破壞。常用的消泡劑是合成消泡劑，可以是不溶于水的低表面張力的液體有機(jī)消泡劑，也可以是有機(jī)硅類(lèi)。
    氣浮池（室）一般分為單室或雙室兩種，前者是液體的溶氣和雜質(zhì)的去除在一個(gè)室內(nèi)發(fā)生，后者由入流和分離兩個(gè)部分組成，入流部分產(chǎn)生氣泡病黏附顆粒，實(shí)現(xiàn)微氣泡與絮凝物混合、碰撞、黏附，它能否形成具有良好上浮性。脫水性與穩(wěn)定性的帶電絮粒，將直接影響氣浮凈水的效果。分離部分的功能是確保一定的容積來(lái)完成氣泡與水質(zhì)基質(zhì)的充分混合、接觸、黏附以及帶氣絮粒與清水的分離。使水得到澄清。

    二、氣浮法的分類(lèi)

    根據(jù)氣泡產(chǎn)生方法的不同，水處理的氣浮法分為兩種：

    1、布?xì)鈿飧》?nbsp;  利用機(jī)械剪切力，將混合于水中的空氣粉碎成細(xì)小氣泡。如射流氣浮、葉輪氣浮。

    2、溶氣氣浮法   在一定壓力下使空氣溶解于水中并達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，再減壓釋放，使溶于水中的氣泡以微氣泡的形式從水中逸出，起到氣浮的作用。根據(jù)氣泡析出的壓力分為壓力溶氣氣浮和溶氣真空氣浮。常采用壓力溶氣氣浮，其形成的氣泡粒度很小，初粒度為80μm左右。因?yàn)殡S著壓力的增大，空氣在水質(zhì)的溶解度不斷增加，氣泡量可滿足氣浮的要求，再經(jīng)減壓釋放，氣泡平穩(wěn)、細(xì)小，凈化效果好。同時(shí)氣泡與水的接觸時(shí)間可以人為控制，造價(jià)低，管理方便，將原水全部加壓送入密閉溶氣罐，同時(shí)空氣通過(guò)空壓機(jī)也送入壓力溶氣罐，在罐內(nèi)氣、水在壓力作用下充分接觸，空氣溶解于水中。溶氣水通過(guò)氣浮分離室經(jīng)溶氣釋放器減壓消能迫使氣泡以微氣泡的形式穩(wěn)定釋放，黏附于水中的雜質(zhì)一起上浮到水面，刮渣機(jī)將浮渣送入集渣口，清水由氣浮池下部收集后出流。但在全加壓過(guò)程中，釋放器的急劇消能會(huì)破壞水中的絮體，影響凈化效果。此時(shí)可采用出水中的20%～50%的水回流加壓，原水直接進(jìn)入氣浮池。

    壓力溶氣氣浮法的裝置由三部分構(gòu)成：

    1、 壓力溶氣系統(tǒng)  包括供氣和溶氣罐，通氣方式有水泵吸氣式、空壓機(jī)和射流溶氣式。其中空壓機(jī)組好，其供氣穩(wěn)定，保證水泵在高效率條件下工作，具有節(jié)能效果。溶氣罐的作用是讓空氣充分溶解于水中，便于通過(guò)釋放器送入氣浮池。

    2、溶氣釋放裝置   即溶氣釋放器，應(yīng)使溶入的空氣完全釋出，且均勻、穩(wěn)定、微細(xì)、密集，易于雜質(zhì)黏附。常用的有同濟(jì)大學(xué)的TS型、TJ型、TV型，釋放器的數(shù)量可根據(jù)釋放器的性能及溶氣水的回流量來(lái)確定。

    3、氣浮分離系統(tǒng)   指氣浮法和刮渣設(shè)備�？刹捎闷搅魇�、豎流式和綜合式三種，關(guān)鍵是考慮到水流的合理銜接。一般情況下絮凝池與氣浮池合建以隔墻導(dǎo)流。浮渣采用定期刮渣或溢渣，對(duì)刮渣機(jī)贏注意控制行車(chē)的速度及刮板深度，避免影響到出水水質(zhì)。浮選劑的種類(lèi)很多，如煤油產(chǎn)品、脂肪酸及其鹽類(lèi)、松香油等，使用中注意不破壞凈水效果與浮油層。對(duì)已裝有溶氣罐液位自動(dòng)控制裝置的，則需注意設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。

    三、氣浮池的類(lèi)型

    1、平流式氣浮法   指的是反應(yīng)池和氣浮池合建的形式。污水進(jìn)入反應(yīng)池完成反應(yīng)后，將水流導(dǎo)向底部，以便從下部進(jìn)入氣浮池，延長(zhǎng)絮體與氣泡的接觸時(shí)間，地面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水管收集。其具有池身淺，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便等特點(diǎn)。

    2、豎流式氣浮池   接觸池在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件比平流式單側(cè)出流好，利于后續(xù)構(gòu)筑物的配合，但與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率低。

    3、組合式氣浮池   有氣浮--反應(yīng)一體式、氣浮--沉淀一體式和氣浮--過(guò)濾一體式三種。

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