溶气气浮除油
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气浮的原理和种类总体来说,气浮是一个传统的工艺手段,其工作主要由四大部分完成:1,溶气过程 2释气过程3,溶气水和原水接触和分离的过程4,原水水质调整的过程。
气浮的发展也就是上述四个过程不断进步的结果。
1、基本概念气浮处理法就是向废水中通人空气,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上,随气泡一起上浮到水面,形成泡沫一气、水、颗粒(油)三相混合体,通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
浮选法主要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。
2、气浮的基本原理1、带气絮粒的上浮和气浮表面负荷的关系粘附气泡的絮粒在水中上浮时,在宏观上将受到重力G浮力F等外力的影响。
带气絮粒上浮时的速度由牛顿第二定律可导出,上浮速度取决于水和带气絮粒的密度差,带气絮粒的直径(或特征直径)以及水的温度、流态。
如果带带气絮粒中气泡所占比例越大则带气絮粒的密度就越小;而其特征直径则相应增大,两者的这种变化可使上浮速度大大提高。
然而实际水流中;带气絮粒大小不一,而引起的阻力也不断变化,同时在气浮中外力还发生变化,从而气泡形成体和上浮速度也在不断变化。
具体上浮速度可按照实验测定。
根据测定的上浮速度值可以确定气浮的表面负荷。
而上浮速度的确定须根据出水的要求确定。
2、水中絮粒向气泡粘附如前所述,气浮处理法对水中污染物的主要分离对象,大体有两种类型即混凝反应的絮凝体和颗粒单体。
气浮过程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合可以有三种方式,即气泡顶托,气泡裹携和气粒吸附。
显然,它们之间的裹携和粘附力的强弱,即气、粒(包括絮废体)结合的牢固程度与否,不仅与颗粒、絮凝体的形状有关,更重要的受水、气、粒三相界面性质的影响。
水中活性剂的含量,水中的硬度,悬浮物的浓度,都和气泡的粘浮强度有着密切的联系。
气浮运行的好坏和此有根本的关联。
在实际应用中质须调整水质。
.HS 型溶气气浮使用说明书..1、设备用途主要起固—液或液—液分离,同时可以降低COD、BOD、色度等,用于去除废水中的油类与悬浮物。
2、产品性能描述2.1、工作原理:溶气气浮设备通过溶气和释放系统在水中产生大量的微细气泡,使其粘附于废水中密度与水接近的污染物固体或液体微粒上,造成污染物整体密度小于水的状态,并依靠浮力作用使其上升至水面,形成浮渣的形式,通过刮渣机刮去水面的浮渣,去除悬浮物等污染物质, 从而达到净化水质的目的。
2.2、结构特点:溶气气浮整套设备集成化。
结构紧凑、占地面积小、安装运输方便,处理效果好,并采用了回水科技股份有限公司自主研发的高效释放器,释放效率高,产生的微气泡直径小,气泡量大,而且释放器不易堵塞。
2.3、系统组成:溶气气浮设备由七部分构成:加药反应絮凝部分、加压溶气释放部分、气浮分离部分、刮渣部分、出水调节部分、手动排泥部分、电器控制部分等。
2.4、设备构成:溶气气浮设备由气浮设备本体、溶气罐、调压阀、空压机、水泵、刮渣机、释放器、出水调节堰及相关仪表、工艺管、阀件、电气控制柜、操作平台等构成。
2.5、溶气系统:对于气浮设备系统,溶气系统好比是气浮设备的“心脏”,也是气浮设备最主要的部分。
溶气系统主要由水泵、阀门、溶气罐、释放器、空压机组成。
采用内循环方式,通过不间断的溶气和释放过程,达到一个动态的平衡系统。
溶气水是由气浮清水仓的清水通过回流泵提升至溶气罐,..在一定的压力下,压缩空气溶解在溶气罐内的水里而形成的气水混合体,;所需的溶解空气通过空压机提供,并由调压阀调节气体流量及压力。
整套溶气系统最大溶气量达10%,且气体溶解度为100%,使气体分散时的微气泡分散均匀,平均气泡直径小于30μm。
:2.6、刮渣系统方形设备采用专业设计的链条式刮渣机,圆形设备采用专业设计的电机式刮渣机,浮渣由刮板自动刮入浮渣槽,该刮渣机运转平稳,刮渣均匀,而且刮板高度可调,能更好的适应各种运行环境,降低泥渣含水率。
2. 1 气浮原理气浮法除油原理[1] 就是在含油污水中通过通入空气并使水中产生微气泡(有时还需加入浮选剂或混凝剂) ,使污水中粒径为0. 25~25μm的浮化油、分散油或水中悬浮颗粒附在气泡上,随气泡一起上浮到水面并加以回收的技术。
根据产生气泡的方法不同,气浮处理技术分为溶气气浮、叶轮式气浮和喷射式气浮 3 种。
我们采用的气浮除油技术是先进的射流式溶气系统,利用射流方式在水中产生大量的微气泡(气泡直径为20~30μm的占70 %以上) 。
射流式气浮法具有高效率、低能耗等优点。
射流式气浮除油技术的关键在于射水器和曝气头。
2.2 射水器结构射水器结构见图1。
含油污水经泵加压(约0. 4 MPa) 后高速进入射水器喷嘴,经过渐缩器进一步加速后在吸入室形成负压, 从而吸入空气。
空气和水在混合段进行充分混合,在扩散段减速后进入溶气罐。
图1 射水器结构 2.3 曝气头结构在射流式气浮法中关键是要形成足够数量的、大小合适的气泡,这主要取决于曝气头。
曝气头结构见图2。
图2 曝气头结构来自溶气系统的高压气- 水混合液在曝气头内压力得到释放,从而产生大量的气泡。
气泡大小可通过曝气头的可调间隙(见图2) 来进行调整。
3 气浮除油技术的应用与改进3. 1 现场使用效果在实验室完成气浮除油、加药浮选等试验后, 又在气浮除油机上进行了工业试验。
经过试验发现,该气浮除油机的除油效果良好,对COD 和酚也有一定的去除作用。
出水水质从外观上观察含油量明显下降,取样时外壁不再产生油污“挂壁” 现象。
3. 2 影响气浮法除油效果的因素(1) 废水本身含油的性质。
由于是利用了微气泡吸附力及气泡向上浮力,所以,油质愈轻,除油效果愈好;与水互溶性愈差,气浮效果愈好。
(2) 废水温度。
温度愈高, 气体的水溶性愈差;压力愈高,水溶性愈好。
在工作压力较高(0. 3 ~0.4 MPa) 时, 压力相对于水温影响更占主导。
另一方面,温度愈高,废水中油类粘度愈低,氢键等化学键力愈小,愈有利于废水中分散油及乳化油的去除。
气浮机的除油原理
随着石油工业的发展和利用,它给我们带来了大量的能源和一些环境问题。
这是因为在石油开采过程中,经常排放大量含油污水,现在已经形成了严重的污染。
当处理这类污水时,我们现在可以使用气浮机装置工艺来实现这一目标。
介绍一下设备的除油原理:
1、能够去除油污主要是在含油污水中,通过通入一定量的空气,从而在水中产生一些些微气泡。
在有些情况下,我们还可以加入一定量的浮选剂或者是混凝剂。
2、在这些气泡运动的过程中就可以将污水中所夹杂的一些粒径大小处于0.25到25μm范围内的浮化油、分散油以及水中悬浮颗粒等吸附在气泡上面,然后和气泡一起上浮到水面并加以回收的技术。
3、到目前为止,在处理这一类含油污水的过程中,技术算得上是一种较为先进且高能的处理技术了,该技术中运用的是先进的射流式溶气系统。
4、主要是通过射流方式在水中产生很多的的微气泡。
通常情况下,这些气泡的直径大小基本上是处于20至30μm范围内。
5、去除方法:
(1)先把这些含油污水经过加压处理之后,然后以较高的速度进入射水器喷嘴,然后在渐缩器的进一步处理加速之后。
(2)吸入室内形成负压,从而吸入空气,然后空气和水在混合段进行充分混合,然后在扩散段减速后进入溶气罐,从而达到除油的目
的。
在气浮过程中,需要形成大量微细而均匀的气泡,才能作为载体与被浮物质粘附达到气浮分离的目的。
微气泡量越多则气泡与被浮物质的接触、粘附机会也越多,有利于提高气浮效果。
气泡的分散必是控制气浮效果的主要因素之一。
加压溶气气浮法处理乳化油
气浮是通过产生大量微气泡,粘附在水中密度接近水的固体或液体上,形成密度小于水的浮体,上浮至水面形成浮渣,然后对浮渣分离的方法。
通常用于处理乳化油,也用于浓缩污泥。
根据气泡产生方式可分为充气气浮法、电解气浮法、加压溶气气浮法等三种。
充气气浮法实施简单,采用气泵+气泡分散装置就可以实现,但气泡较大,分散不均,气浮效果较差。
电解气浮法是采用电解污水产生氢气和氧气的微气泡,实现气浮,同时脱色杀菌,但电解气浮耗电量大,一般很少使用。
加压溶气气浮法是最常用的气浮法,可采用先加压溶气然后常压气浮,或先常压然后负压气浮,其中又以加压溶气常压气浮更常用。
加压溶气气浮法的流程是:采用加压泵为压力罐中的污水加压,然后通过减压阀,进入气浮池,同时刮渣机/刮油机在气浮池上部刮走浮渣或浮油。
压力罐的压力保持在0.2-0.4MPa。
乳化油是因表面活性剂或乳化剂而被乳化分散在水中的稳定的乳化油滴,不易通过普通隔油池去除。
加压溶气气浮可通过分散均匀的微细气泡沾附在乳化油滴的界面,从而把乳化油滴携带至水面,再通过刮油设备刮除液面的油污。
处理过程通常需要加入混凝剂,加入量根据试验确定。
例如:某食品加工厂排放的油脂污水经隔油池处理后,主要污染物浓度为:CODcr 3000mg/L,BOD5 2000mg/L,SS 400mg/L,动植物油850mg/L;经加压溶气气浮处理后,污染物浓度可降为:CODcr 1400mg/L,BOD5 950mg/L,SS 150mg/L,动植物油150mg/L。
油脂去除率80%左右。
加压溶气气浮法是处理乳化油的有效方法。
溶气气浮机除油原理溶气气浮机是一种广泛应用于污水处理和工业废水处理领域的设备。
除油是溶气气浮机的重要功能之一,它利用物理和化学原理,将废水中的油脂和油滴从水相中分离出来。
本文将详细介绍溶气气浮机除油的原理,主要包括产生微气泡、浮选剂或混凝剂以及吸附并上浮等方面。
1、产生微气泡溶气气浮机产生微气泡的原理主要是通过将空气引入废水中,并在特定的条件下进行溶气和释气。
首先,将废水引入溶气罐中,同时将空气通过鼓风机引入罐内。
在一定的压力作用下,空气与废水充分接触并溶解。
然后,将溶气废水引入气浮槽中,通过降低压力使得溶解在废水中的空气迅速释放出来,形成微小的气泡。
这些微气泡与废水中的油滴和悬浮物相互作用,进而实现油水分离。
2、浮选剂或混凝剂浮选剂或混凝剂在溶气气浮机除油过程中起到关键作用。
浮选剂是一种表面活性剂,能够降低油滴和微气泡之间的界面张力,使油滴更容易附着在微气泡上。
同时,浮选剂还能够改变微气泡和油滴之间的相互作用力,使得微气泡更容易上浮到水面。
混凝剂则是一种化学物质,能够通过化学反应使得废水中的悬浮物凝聚成较大的颗粒,易于通过气浮方式分离出来。
常用的混凝剂包括聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)等。
在溶气气浮机除油过程中,通常会根据废水的实际情况选择合适的浮选剂或混凝剂。
3、吸附并上浮吸附并上浮是溶气气浮机除油的核心原理之一。
当微气泡与油滴相遇时,由于微气泡表面具有亲水性,油滴会迅速附着在微气泡上形成油-气泡复合体。
这些复合体由于密度小于水,会逐渐上浮到水面形成浮渣。
通过定期刮除或撇除浮渣,即可实现废水中的油脂和油滴的有效分离。
4、应用场景溶气气浮机除油原理的应用场景非常广泛,包括石油化工、机械制造、食品加工、制药等行业产生的工业废水处理,以及市政污水处理等领域。
在工业废水处理中,溶气气浮机可以针对含有乳化油、油脂、石油类污染物的废水进行除油处理。
在市政污水处理中,溶气气浮机可以用于处理含动植物油脂的废水以及含油类污染物的雨水等。
溶气气浮技术溶气气浮技术是一种常见的水处理方法,主要用于去除水中悬浮物、油脂、颗粒物等杂质。
其基本原理是通过将气体溶解到水中,形成微小气泡,利用气泡的上升浮力将杂质物质带到水面上,从而实现杂质的分离和去除。
溶气气浮技术的工作过程大致分为三个阶段:气体溶解阶段、气泡生成阶段和气泡上浮阶段。
在气体溶解阶段,将空气或其他适宜的气体通入水中,通过一系列的气体液体接触,使气体分子溶解到水中。
一般情况下,需要使用压力来增加气体在水中的溶解度,常见的方法有压力溶解和溢流溶解两种方式。
在气泡生成阶段,当水中的气体溶解度达到一定程度时,通过减压或其他方式突然释放压力,使溶解的气体迅速析出,形成微小气泡。
气泡的大小和分布均匀程度对溶气气浮效果有很大影响,因此需要控制气泡的生成条件,如减压速度、水中气体浓度等。
在气泡上浮阶段,生成的气泡由于浮力的作用,开始上升到水面。
在上升的过程中,气泡会与水中的杂质发生接触和附着,形成气团。
气团中的杂质随着气泡上浮到水面,形成浮渣,然后通过刮板或其他装置将浮渣从水面上清除。
溶气气浮技术在水处理领域具有广泛的应用。
它可以有效去除水中的悬浮物和颗粒物,提高水的透明度和浊度,净化水质。
同时,溶气气浮技术还可以去除水中的油脂和有机物,适用于工业废水处理、污水处理厂的预处理等环境中。
溶气气浮技术相对于传统的沉淀和过滤技术具有一定的优势。
首先,溶气气浮技术不需要使用化学药剂,减少了对环境的污染。
其次,溶气气浮技术处理效果好,可以快速去除水中的杂质,提高水质。
此外,溶气气浮技术的设备结构简单,操作维护方便。
然而,溶气气浮技术也存在一些局限性。
首先,溶气气浮技术对水质的要求较高,特别是对水中溶解气体的稳定性和浓度要求较严格。
其次,溶气气浮技术对设备的要求较高,需要控制气体的溶解和释放过程,以及气泡的生成和上升过程。
此外,在处理含有大量油脂和有机物的水时,溶气气浮技术的效果可能不理想。
溶气气浮技术是一种常用的水处理方法,通过将气体溶解到水中,形成微小气泡,利用气泡的上升浮力将杂质物质带到水面上,从而实现杂质的分离和去除。
溶气气浮操作规程
通过向废水中加入混凝剂PAC和助凝剂PAM去除废水中的悬浮物、油类及胶体,保证后续生物处理单元正常稳定的运行。
1,开气浮池控制进水压力为0.5Mpa左右,溶气压力为0.4Mpa 左右,关闭时,先关小进水阀,把进水压力控制在0.3 Mpa左右,在停溶气系统。
2,空压机每天白班要定时排油,要经常清洗滤芯,加油要有记录。
3,经常观察PAC、PAM的流量及和废水的混凝情况,要及时清理混凝池内的浮渣,如果浮渣很厚要停系统放空清理,以免影响混凝效果。
4,调节流量后要观察气浮池液位,过高,水会流入刮渣槽内,过低,刮渣机刮不到浮渣。
可通过调节出水管控制气浮池液面高度。
5,经常观察计量槽两边出水,保证进入两个系统的水量一致,如果不一样可通过调节出水管控制流量。
6,经常观察磷盐、甲醇两边流量,确保两边平衡。
7,经常观察气浮内末端矾花颗粒大小,出水是否浑浊,结合进水SS并做混凝实验,调整PAC、PAM的用量。
8,气浮池刮渣机按设定时间间隔定期启动,刮除浮渣至排渣池。
9,经常观察各设备运行情况,发现故障及时排除.
10,释放器是溶气气浮的关键,发现堵塞及时检修,以保证处理效果。
11,定期打开气浮底部的放空阀,清除积泥,严重时应停机清泥。
溶气气浮操作说明溶气气浮操作说明1:引言溶气气浮是一种常用的水处理技术,用于去除水中的悬浮颗粒、浮油和溶解有机物。
本文档旨在提供详细的操作说明,以确保操作人员正确使用溶气气浮设备。
2:设备介绍2.1 溶气气浮设备组成:溶气装置、气浮池、浮渣收集装置等。
2.2 溶气装置工作原理:通过溶解气体进入水中,产生微小气泡,在气浮池中与悬浮物质接触,使其浮起,从而实现分离。
3:操作准备3.1 确保设备正常工作,检查溶气装置、气浮池、浮渣收集装置等是否完好。
3.2 检查气浮池水位是否合适,若不足需补充水。
3.3 准备溶气剂,确保溶气剂的质量符合要求。
4:操作步骤4.1 打开溶气气浮设备的电源开关,并检查设备运行状态是否正常。
4.2 打开气浮池进水阀,确保水流量符合要求。
4.3 打开溶气装置的气体开关,控制溶气量在合适范围内。
4.4 根据实际情况,适时调节溶气装置的气泡大小和分布均匀度。
4.5 观察气浮池内悬浮颗粒和浮油的情况,确保其能够有效地被捕集和去除。
4.6 定期清理浮渣收集装置,防止堵塞影响操作效果。
5:操作注意事项5.1 操作人员应熟悉设备使用方法,严格按照操作规程操作。
5.2 操作过程中应注意安全,避免发生溶气泄漏、设备故障或意外伤害。
5.3 定期检查设备运行状况,如发现异常及时处理或报修。
5.4 操作结束后,关闭设备电源,清理操作区域并做好设备保养。
附件:1:设备布置图纸2:溶气气浮设备操作流程图法律名词及注释:1:水污染防治法:指对水资源进行保护、合理利用、污染防治等方面的法律规定。
2:排污许可证:指根据水污染防治法规定,对排放污染物的单位进行许可管理的证书。
溶气气浮除油是通过释放溶于水中的细小而分散的气泡粘附污水中经过混凝剂凝聚的分散油和悬浮物成为漂浮物,从而使油和悬浮物从污水中得到分离。
这一过程大体由四个步骤完成:向处理水中投加混凝剂;使污水中微细油粒及悬浮物凝聚成为大的含油絮凝体;溶入空气的水减压释放出大量分散的细微气泡;细微气泡与油及悬浮物组成的絮凝体碰撞粘附;粘附的絮凝体在气泡的带动下,漂浮于处理水的表面,从而完成油和悬浮物与水分离的目的。
1、空气溶解程度空气溶解于处理水中的量,用空气对水的溶解度来表示,影响溶解度的因素主要是污水的压力和温度。
与压力成正比,与温度变化成反比,而溶解速度则与空气和水的接触界面有关。
通常用溶解效率来表示空气溶解程度的高低。
2、污水中油珠等物质与气泡黏附的条件污水中油珠等物质能否与气泡黏附,取决于该物质能够被污水润湿的程度。
疏水性物质易于被气泡粘附。
对于亲水性物质,必须向水中投加混凝脱稳剂,使其表面改变为疏水性方能与气泡粘附。
3、气泡的分散性与气浮除油效果在气浮过程中,需要形成大量微细而均匀的气泡,才能作为载体与被浮物质粘附达到气浮分离的目的。
微气泡量越多则气泡与被浮物质的接触、粘附机会也越多,有利于提高气浮效果。
气泡的分散性是控制气浮效果的主要因素之一。
油田采出水,也称油田污水,一般指从地下采出的含水原油“采出液”经电脱水,分离出的水称为油田污水一、油田采出水废水处理工艺概述由于采油方法、原油特性、地质条件的不同,油田采出水的水质差异较大,但其也有共性的成分,例如:①含油量高,一般在1000mg/l以上;②悬浮物含量高,颗粒细小,沉降缓慢;③矿化度高,一般在 1000mg/l 以上,高的达14×104 mg/l,加速了水处理设备的腐蚀;④结垢离子浓度高,含有Ca2+,Mg2+,Ba2+等;⑤COD 浓度高,其中有机成分较多。
由油田污水的特点可知,除油是该废水处理的重要环节。
原油废水中以浮油、分散油、和乳化油为主。
目前多采用两级除油法,即一级重力除油,二级混凝破乳除油。
一级重力除油主要设备有立式除油罐、斜板隔油沉淀池及粗粒化除油罐。
该级主要用于去除绝大部分浮油及大部分分散油。
二级混凝破乳除油加混凝破乳剂(主要有铝盐、铁盐两种无机混凝剂,有机聚合物破乳剂)反应8~10min,使乳化油凝聚成分散油(即外观为絮花状)。
依靠气浮方法使破乳后的分散油浮起,完成油水分离。
传统水处理工艺中,这一段为混凝沉淀。
根据油田回用水标准,其SS﹤3mg/l,Oil﹤5mg/l,气浮出水(或混凝沉淀出水)均达不到此标准,因此还须进行过滤等深度处理。
若外排,COD超标时,还须生化处理。
传统的油田污水处理中,混凝破乳除油这一段,采用混凝沉淀。
由上面废水性质分析可知,其主要杂质油比重接近于水,浮油在液面上,分散油及乳化油在水中呈现相对稳定的状态,其自然沉降时间长达2~3小时,一次性投资大。
该法对于大油粒、乳化程度小的废水油一定去除效果,但对于乳化程度高的废水,其去除效果不佳,去除效率很低。
用气浮工艺替代沉淀工艺时,其负荷达7~10m3/m2.h,其面积为沉淀的1/7~1/8,QF型停留时间只有5分钟、SF型为30分钟,相反沉淀为2-3小时,而油田污水水温较高,约35℃﹤a℃﹤45℃,水质夏季易恶化,严重影响出水水质。
用气浮工艺替代沉淀,虽然电耗有所增加,但因气浮对于SS去除率极高,对于分散油的去除率也很高(﹥90%),因此较沉淀相比,大大减轻了废水后续处理的负荷。
从整体平衡考虑,虽电耗有所增加,但降低了基建投资,减少了污水站的占地面积。
油田污水在处于二次、三次采油期时,回流水中含油大量阴离子聚丙烯酰胺,水的粘度增大,油水分离更加缓慢,因大量表面活性剂的加入,使油水乳化程度更加严重,用传统的混凝破乳沉淀的方法已很难适应废水的变化。
用气浮,加上高效破乳剂,才是该类废水的最佳、最经济的处理方法。
现在许多油田已开始动用稠油储量,扩大了蒸汽驱采规模稠油废水中含油量更达(4000-10000mg/l),温度更高,稠油相对体积质量与质量与水接近(≥0.95),因而重力分离已十分困难,QF型气浮及SF型气浮因其卓越的处理效果,成为处理该段废水的首选。
气浮理论工艺(上半部)第一编气浮工艺气浮处理法就是向废水中通人空气,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上,随气泡一起上浮到水面,形成泡沫一气、水、颗粒(油)三相混合体,通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
浮选法主要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度近于1的微小悬浮颗粒。
气浮法广泛应用于含油废水处理。
含油废水经隔油池处理,只能去除颗粒大于30~50微米的油珠。
小于这个粒径的油珠具有很大的稳定性,不易合并变大迅速上浮,称为乳化油。
乳化油易粘附于气泡,增加其上浮速度,例如粒径为1.5微米的油珠,上浮速度不大于0. 001mm/s,粘附在气泡上后,上浮速度可达0.9mm/s即上浮速度增加900倍。
因此,在含油废水处理中常把浮选处理置于隔油池的后面,作为进一步去除乳化油的措施。
(一)基本概念气浮是当分离水中的油类、纤维、藻类以及一些比重接近1的悬浮物,或提取水中有用物质,而传统的重力沉淀法达不到分离这些物质目的。
所谓气浮是将水、悬浮物和气泡这样一个多相体系中含有的疏水性污染粒子,或者附有表面活性物的亲水性污染粒子,有选择地从废水中吸附到气泡上,以泡沫形式从水中分离除去的一种操作过程。
其实质是气泡和粒子间进行的物理吸附,并形成气浮体上浮分离。
这也称为起泡气浮。
起泡气浮的机理如图所示。
利用气浮技术去除水中某些溶解污染物(溶解油)或呈胶体状的物质(乳化油);此时污染物在水中呈均相系。
但是以分子态或离子态混溶于水中的污染物在气浮前必须经过化学处理,将其转化为不溶性固体物或可沉淀(上浮)胶团物,成为微细颗粒,然后再进行气粒结合,予以分离。
综上,水的气浮处理实质上是一个气粒吸附与浮渣分离的过程。
它首先是将空气泡通人有污染杂质的污水中,形成水一气一粒三相混合系,微小气泡成为载体,气泡从水中析出过程时粘附水中的污染物质,形成气一粒结合的气浮体,以泡沫形式浮升到水面,从而使污染杂质从污水中分离出去。
(二)气浮的基本原理1、带气絮粒的上浮速度粘附气泡的絮粒在水中上浮时,在宏观上将受到重力F重浮力F浮阻力F阻等外力的影响。
带气絮粒上浮时的速度由牛顿第二定律可导出由上述诸式可看出v取决于水和带气絮粒的密度差,带气絮粒的直径(或特征直径)以及水的温度、流态。
如果带带气絮粒中气泡所占比例越大则带气絮粒的密度就越小;而其特征直径则相应增大,两者的这种变化可使上浮速度大大提高。
然而实际水流中;带气絮粒大小不一,而引起的阻力也不断变化,同时在气浮中外力还发生变化,从而气泡形成体和上浮速度也在不断变化。
2、水中絮粒向气泡粘附如前所述,气浮处理法对水中污染物的主要分离对象,大体有两种类型即混凝反应的絮凝体和颗粒单体。
气浮过程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合可以有三种方式,即气泡顶托,气泡裹携和气粒吸附。
显然,它们之间的裹携和粘附力的强弱,即气、粒(包括絮废体)结合的牢固程度与否,不仅与颗粒、絮凝体的形状有关,更重要的受水、气、粒三相界面性质的影响。
气浮操作中气粒结合的三种方式(1)界面张力、接触角和体系界面自由能气浮的过程中,存在气、水里、粒三相混合体系。
混合系中不同介质的相表面上都因受力不均衡。
一旦气泡与颗粒接触,由于界面张力作用就会产生表面吸附作用。
三相的吸附界面构成的交界线,为润湿周边。
在相界面交界线处,通过润湿周边(即相界面交界线)所作的水、粒界面张力作用线与水、气界面张力作用线的交角,为润湿接触角(θ)。
三相界面张力作用平衡时决定了润湿周边的位置,同时也决定了接触角(θ)的大小。
存在于水中的不同表面性质的颗粒,其润湿接触角大小亦异。
通常将θ>90°的称为疏水表面,易于为气泡粘附,而θ<90°的称为亲水表面,不易为气泡所粘附。
水、气泡和水中颗粒杂质构成的多相混合液中存在着体系界面自由能(w),体系自由能(w)本能地存在着有力图减至最小的趋势,从而导致多相混合系中的分散相间蕴藏着自然并合的能量、使分散相总表面积减小。
已知,界面能(w)等于,w=ơ╳S式中:S--界面面积(cm2)。
当颗粒尚未与气泡粘附之前,在颗粒和气泡的单位面积(S=1)上的界面能分别为ƠLs x1及ƠLg x1,这时单位面积上的界面能之和为:W1=ƠLs+ ƠLg(N/m)在颗粒与气泡粘附后、界面能减少了。
此时粘附面的单位面积上的界面能为。
W2=ƠLs(N/m)因此,界面能的减少值(ΔW)为:ΔW =W1-W2=ƠLs+ ƠLg-Ơgs可见,在气浮过程气粒吸附的前后,为了克服颗粒表面水化膜,完成气粒结合生成气浮体,在体系中所储备的推动力即多相混合系中能量发生变化。
ΔW 值越大,吸附推动力越大,易于气浮处理;反之,则不易于气浮处理。
(2)气一粒结合体的亲水吸附和疏水吸附由于水中颗粒表面性质的不同,所构成的气一粒结合体的粘附情况也不同。
亲水性颗粒润湿接触角(θ)小,气粒两相接触面积小,气浮体结合不牢,易脱落,此为亲水吸附。
疏水性颗粒的接触角(θ)大,气浮体结合牢固,为疏水吸附。
其结合力的大小,可通过下式表述。
当三相界面间润湿接触角处于相对平衡状态时,三相界面张力的平衡关系式是:ƠLs=ƠLg xcos(180°-θ)+Ơgs将上式代人式ΔW =W1-W2=ƠLs+ ƠLg-Ơgs加以整理后可得ΔW =ƠLg(1-coaθ)从式中可知当θ→0,cosθ→1,则(1-cosθ)→0,此时这种物质不易与气泡粘附,不能用气浮法去除。
当θ→0,cosθ→1,则(1-cosθ)→2此时这种物质易于与气泡粘附,宜于用气浮法去除。
在接触角0<90°的条件下,式ƠLs=ƠLg xcos(180°-θ)+Ơgs 则为:ƠLg xcosθ=Ơgs - ƠLs上式表明,水中颗粒的润湿接触角θ随水的表面张力ƠLg的不同而变化的。
增大水的表面张力ƠLg,可以使接触角增加,有利于气粒结合。
反之,则有碍于气粒结合,不能形成牢固结合的气粒气浮体,水中杂质颗粒在泡沫中的富集浓度降低,处理效果变差。
由此可知,通过调整增大废水的表面张力ƠLg值,用以强化气一粒固着性,以提高悬浮粒子对气泡载体的粘附能力。
同时若水中含有能使水的表面张力减小的表面活性物质将是不利的,特别是过多的表面活性物质将导致气浮失败。
3.水中气泡的形成及其特性气泡形成的大小和强度取决于空气释放时各种用途条件和水的表面张力大小。
表面张力是大小相等方向相反,分别作用在表面层相互接触部分的一对力,它的作用方向总是与液面相切,表面张力T的大小正比于表面层的长度LT=α·L。