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氣浮法
一、概述及原理:
氣浮是一種有效的固液、液液分離方法,是高濃度有機(jī)廢水處理中不可缺少的處理方法。它是利用高度分散的微細(xì)氣泡作為載體去黏附廢水中的污染物,利用其密度小于水的特性,使其上浮到水面,最終達(dá)到去除目的,也稱(chēng)氣泡上浮法。氣浮法處理工藝必須滿(mǎn)足下述基本條件:
1、必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡;
2、必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài);
3、必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生黏附的作用;
有上述三個(gè)條件,才能完成氣浮處理。
氣浮法常用于污水中顆粒相對(duì)密度接近或小于1的細(xì)小顆粒的分離,在水處理中,氣浮法廣泛應(yīng)用于:
1、分離水中的細(xì)小懸浮物、藻類(lèi)及微絮體。
2、回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì),如造紙廠(chǎng)廢水中的制漿纖維及填料等。
3、代替二次沉淀池,分離和濃縮剩余活性污泥,特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理過(guò)程。
4、分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油。
5、分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的目的物,如表面活性物質(zhì)和金屬離子等。
二、分類(lèi):
氣浮法可分為:散氣氣浮、電解氣浮、溶氣氣浮。
A、散氣氣浮散氣氣浮是利用機(jī)械剪切力,將混合于水中的空氣粉碎成細(xì)微氣泡以進(jìn)行氣浮的方法。按粉碎的方法不同,散氣氣浮又分為:射流氣浮、擴(kuò)散曝氣氣浮和剪切力氣浮三種。
1、射流氣浮是利用射流器喉管中高速水流形成的負(fù)壓或真空,造成大量空氣被吸入,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合,空氣被粉碎成細(xì)微氣泡。進(jìn)入擴(kuò)散段后,壓強(qiáng)增大,壓縮氣泡,增大了空氣在水中的溶解度,隨后進(jìn)入氣浮池。
2、擴(kuò)散曝氣氣浮是利用擴(kuò)散板(或微孔擴(kuò)散裝置)的微孔將壓縮空氣分散成細(xì)小氣泡的一種方法,擴(kuò)散曝氣氣浮的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,但也存在空氣擴(kuò)散裝置的微孔易堵賽、氣泡較大、氣泡效果不高的缺點(diǎn)。
3、剪切氣浮是將空氣通過(guò)空氣管引入高速旋轉(zhuǎn)葉輪附件,依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)在固定蓋板下形成的負(fù)壓,把空氣吸入廢水中,空氣與循環(huán)水流被葉輪充分?jǐn)嚢韬颓懈畛蔀榧?xì)小的氣泡。在浮力的作用下,氣泡上浮,形成泡沫不斷被緩慢旋轉(zhuǎn)的刮板刮出槽外。剪切氣泡氣浮法適用于處理水量不大、污染物濃度較高的廢水,用于除油時(shí),除油效果在80%左右。
B、電解氣浮電解氣浮是在直流電的作用下,用不溶性陽(yáng)極和陰極直接電解廢水,在正負(fù)極間產(chǎn)生氫和氧的微小氣泡,而將廢水中的細(xì)小顆粒黏附,并上升帶至水面以固液分離的一種方法。這種方法不僅能夠?qū)U水中的細(xì)微懸浮顆粒和乳化油與氣泡黏附而浮出,還有氧化、脫色、和殺菌的作用,而且對(duì)水中金屬離子和某些溶解有機(jī)物也有同樣凈化效果。電解氣浮法具有去除污染物范圍廣、泥渣量小、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn),但能耗較大。
C、溶氣氣浮溶氣氣浮是一種使空氣在一定壓力作用下溶解于水并達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),后經(jīng)減壓,使溶解于水中的空氣以微細(xì)氣泡形式從水中逸出,從而形成溶氣氣浮的一種方法。溶氣氣浮形成的氣泡細(xì)小,初始粒度在80um左右,因而溶氣氣浮的凈化效果較好。
溶氣氣浮有加壓溶氣氣浮和真空氣浮兩種類(lèi)型:
1、真空氣浮法污水經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后先進(jìn)入曝氣室,由機(jī)械曝氣設(shè)備預(yù)報(bào)器,使污水中的溶氣量接近于常壓下的飽和值。未溶空氣在脫氣井脫除,然后污水被提升到分離區(qū)。由于浮上分離池壓力低于常壓,因此預(yù)先溶于水中的空氣就以非常細(xì)小的氣泡溢出來(lái),污水中的懸浮顆粒與水中逸出的細(xì)小氣泡相黏附,并上浮至浮渣層,旋轉(zhuǎn)的刮渣板把浮渣刮至集渣槽,然后進(jìn)入出渣室。
2、加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法是目前最常用的氣浮法,根據(jù)加壓溶氣水的來(lái)源不同又可分為全溶氣氣浮、部分溶氣氣浮和回流加壓溶氣氣浮三種基本流程。
(1)全溶氣氣浮法是將全部入流廢水進(jìn)行加壓溶氣,再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離的一種流程。
(2)部分溶氣氣浮法是將部分入流廢水進(jìn)行加壓溶氣,其余部分廢水與加壓溶氣廢水一起直接進(jìn)入氣浮池,利用部分加壓溶氣水的減壓釋放微小氣泡對(duì)全部廢水進(jìn)行固液分離。
(3)回流加壓溶氣氣浮是將部分處理后的清潔水回流加壓溶氣,該處理的廢水則全部進(jìn)入氣浮池。由于該流程加壓溶氣水為處理后的清潔水,對(duì)加壓溶氣和減壓釋氣過(guò)程均有利,因此回流加壓溶氣氣浮法成為目前最常見(jiàn)的氣浮處理工藝。氣浮池按進(jìn)水方式分為平流式和豎流式兩種。平流式氣浮池是通過(guò)反應(yīng)池的廢水從氣浮池底部進(jìn)入接觸區(qū),廢水顆粒物在接觸區(qū)與微氣泡充分接觸后沿導(dǎo)流板進(jìn)入氣浮分離區(qū),渣水分離。浮在水面的浮渣用刮渣機(jī)刮入渣槽,處理后的水從池底集水管排出。該池優(yōu)點(diǎn)是池身淺、造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)是分離部分的容積利用率不高。氣浮池底部可同時(shí)設(shè)置污泥斗,以排出顆粒相對(duì)密度較大、沒(méi)有與氣泡黏附上浮的沉淀污泥。
豎流式氣浮池其基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央水流向四周擴(kuò)展,水力條件好。缺點(diǎn)是氣浮池與反應(yīng)池較難銜接,容積利用率低。經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)處理水量大于150~200m3/h時(shí),廢水中的懸浮固體濃度較高時(shí),宜采用次法。