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史上最全的气浮技术全解析

北极星环保网来源:环保新课堂2018/2/9 9:02:09我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:气浮技术 污水处理工艺 废水处理

(B)溶气释放系统。它一般是由释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压,使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来,并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。

对溶气释放器的具体要求是:

充分地减压消能,保证溶人水中的气体能充分地全部释放出来;

消能要符合气体释出的规律,保证气泡的微细度,增加气泡的个数,增大与杂质粘附的表面积,防止微气泡之间的相互碰撞而使气泡扩大;

创造释气水与待处理水中絮凝体良好的粘附条件,避免水流冲击,确保气泡能迅速均匀地与待处理水混合,提高"捕捉"机率;

为了迅速地消能,必须缩小水流通道,故必须要有防止水流通道堵塞的措施;

构造力求简单,材质要坚固、耐腐蚀,同时要便于加工、制造与拆装,尽量减少可动部件,确保运行稳定、可靠;

溶气释放器的主要工艺参数为:释放器前管道流速:1m/s以下,释放器的出口流速以0.4~0.5m/s为宜;冲洗时狭窄缝隙的张开度为5mm;每个释放器的作用范围30~100cm。

(C)气浮分离系统。它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积,使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附,以保证带气絮凝体与清水分离。

评价溶气系统的技术性能指标主要有两个即溶气效率和单位能耗。到目前为止双膜理论解释气体传质于液体还是比较接近于实际的。根据双膜理论,对于难溶气体决定传质过程的主要阻力来自液膜,而气膜中的传质阻力与之相比,可以忽略而不计。即要强化溶气过程,除应有足够的传质推动力外,关键在于扩大液相界面或减薄液膜厚度。

但实际上在紊流剧烈的自由界面上是难以存在稳定的层流膜。因此便出现了随机表面更新理论,这种理论增加了表面更新速率,即在考虑气液接触界面传质时,引入了气相、液相在单位时间内因涡流扩散而流入气、液更新界面的传质因素,从而使理论和实际更为接近。

(三)电解气浮气浮工艺

电解气浮法对废水进行电解,这时在阴极产生大量的氢气泡,氢气泡的直径很小,仅有20~100微米,它们起着气浮剂的作用。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上,随其上浮,从而达到了净化废水的目的。与此同时,在阳极上电离形成的氢氧化物起着混凝剂的作用,有助于废水中的污泥物上浮或下沉。

电解气浮法的优点是:能产生大量小气泡;在利用可溶性阳极时,气浮过程和混凝过程结合进行;装置构造简单,是一种新的废水净化方法。

这是最近几年在水处理领域才出现的二种工艺,由于这种方法具有设备简单;管理方便;运行条件易于控制、装置紧凑、效果良好,因而发展很快。

(四)生物、化学气浮工艺

生物气浮法:该法利用微生物的作用产生气体,与水中的悬浮絮体充分接触,使水中悬浮絮体粘附在微气泡上,随气泡一起浮到水面,形成浮渣并刮去浮渣,从而净化水质。

化学气浮:利用某些化含物在废水中产生气体的反应原理进行的,反应生成的气体在释放过程中形成微小气泡,吸附在固体颗粒表面,使固体顺粒向浪面浮大,从而使固液分离。化学气浮法作选矿、医药和废水处理工程中都用应用。在国内的油田污水的处理中化学气浮法使用几乎没有,本课题就是要优选化学气浮法的条件和药剂体系,对油田水处理的方法进行改进,以求达到比较理想的效果。

(五)气浮技术的展望

由于净水工艺中沉淀法沿用了多年,人们选用气浮法自然地要与沉淀法比较。其实,两种方法各具特点,对于轻飘易浮的杂质宜采用溶气气浮法,;对于密实沉重的杂质宜采用沉淀法。通常通过投药、混合反应后形成的絮体,当上浮速度快于沉淀时,则选用气浮法为好。

因为气浮法占地面积小(仅为沉淀法的1/8-1/2),池容积也小(仅为沉淀法的1/8-1/4),处理后出水水质好,不仅浊度及SS低而且溶解氧高,排出的浮渣含水率远远低于沉淀法排出的污泥。一般污泥体积比为1/10-1/2,这给污泥的进一步处理和处置既带来了较大方便,又节约了费用。

有些废水同时含可沉、可浮的杂质,单独使用气浮或沉淀效果都不理想。此时可将沉淀与气浮结合,发挥各自优点,不仅会提高处理效果,而且也节省投资和运行费用。

生产实践表明,气浮池不仅在除色、去浊上优于沉淀池,而且在降低污染水的COD、木质素以及提取氧等方面都显出极其独特的优点,其造价也比平流沉淀池、斜管沉淀池、水力或机械加速澄清池低,其运行费用也略低。

尽管气浮法净水因其独特优点而日露锋芒,但要充分发挥其特点,目前还应重点在以下应三个方面进行研究开发。

1.气泡进一步微细化。

众所周知,在相等的释气量条件下,所产生的微气泡越细,则气泡个数越多越密集,粘附的絮粒也越小,净水效果也就越好,而且形成的浮渣也越稳定。因此。研究气泡平均直径更小的溶气释放器是当前提高气浮净水技术的一个途径。它不仅能提高现有净水对象的去除效果,而且还能开拓气浮法净水的应用范围。

2.直接切割气体制造微气泡

压力溶气气浮法净水存在两个问题:第一是压力溶气相对能耗较大;第二是溶气水量的加入增大了气浮池内的水力负荷,给分离带来困难。解决这两个问题的理想办法是研制直接产生微气泡的布气装置,通过该装置将气体切割成稳定、微细、密集的微气泡群,从而极大限度地降低能耗,而且不会增加气浮池容积。尽管直接布气法难度很大,但它是最有吸引力的研究方向。

3.固、液分离技术。

为了提高固、液分离技术,充分发挥气浮净水的优势,除上述气泡进一步微细化与采用直接布气法外,改善固、液分离效果也是一个重要方面。因为气浮净水的最终目的还是体现在提高分离效果上。如果设法将电凝聚气浮的泡、絮同时形成并凝聚的这个概念引人压力溶气气浮法中则有可能大大提高其分离效果。

这个概念可称共凝聚气浮。为了适应共凝聚气浮,应该研制一种新型的溶气释放器,它应该延时释出高度密集的超微气泡,在与投药混合后的初级反应水(确切说,微絮粒尚未形成时的水)充分混和时,两者同时成长,即超微气泡与微絮粒同时形成并结合在一起,进而共同成长为带气絮粒。这样形成的带气絮粒在上浮过程中,不但不会受剪力影响而使气泡脱落,以至下沉,而且上浮快,浮渣稳定,耗用的气量最少。

因此说共凝聚气浮是很有前途的研究方向。

4,如何妥善地解决粘附牢度问题也是当前急待解决的一个问题。

气浮法作为一个物化法,不仅要提高气泡质量(如细微度、密集度、稳定性等),而且还要十分重视改善絮粒的性能。如果我们能得到僧水性、吸附性强的絮粒,则将大大有助于提高气浮净水的效果。为此,研究供气浮用的絮凝剂和助凝剂也是迫在眉捷的一个问题。

例如沉淀技术的发展离不开沉淀理论的研究一样,气浮技术的发展也需要气浮理论的指导。更何况气浮研究的对象是液、固、气三相体系,比沉淀更复杂。对于气泡的结构和特性、气泡尺寸的正确选择与控制、气泡与絮粒粘附的条件,均须深入研究。有些理论上的新概念与假设,尚须进一步通过实验逐个地得到验证与确认。因此气浮净水技术远非已臻完善,众多的问题等待着我们去研究突破。

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