「今科」欢迎来电咨询 新疆电解凝聚气浮实验装置设备

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气浮设备在污水处理领域的应用
（一）气浮原理
气浮设备是一类向水中加入空气，使空气以高度分散的微小气泡形式作为载体将水中的悬浮颗粒载浮于水面，从而实现固-液和液-液分离的水处理设备。
（二）主要适用场合
在水处理技术中，气浮不宜用于高浊度原水的处理。一般来说，气浮设备主要应用在如下场合：
①用于处理低浊、含藻类及一些浮游生物的饮用水处理工艺中(一般原水常年悬浮物含量在100mg/L以下)。
②用于石油、化工及机械制造业中的含油(包括乳化油)污水的油水分离中。
③用于有机及无机污水的物化处理工艺中。
④用于污水中有用物资的回收，如造纸厂污水中纸浆纤维及填料的回收工艺。
⑤水源受到一定污染及色度高、溶解氧低的原水。
⑥用于污水处理厂剩余污泥的浓缩处理工艺。
在水处理工艺中采用的气浮设备，按水中产生气泡的方式不同可分为布气气浮设备、溶气气浮设备和电解气浮设备等几种类型，生产中常用加压溶气气浮。

加压溶气气浮设备
（一）加压溶气气浮设备原理
加压溶气气浮设备是将原水加压，同时加入空气，使空气溶解于水，然后骤然减至常压，溶解于水的空气以微小气泡(气泡直径约为20-100um左右)从水中析出，将水中的悬浮颗粒浮于水面，从而实现污染物的气浮分离。
（二）加压溶气气浮设备分类
根据溶气水的来源，可将溶气设备分为全部加压溶气气浮、部分加压溶气气浮和回流加压溶气气浮三种形式。
气浮设备在污水处理领域的应用
①全部加压溶气流程 如图3-11所示。是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固液分离。其特点是电耗高，气浮池容积小。
②部分加压溶气流程 如图3-12所示。该流程是将部分废水进行加压溶气，其余废水直接送入气浮池。其特点是电耗少，溶气罐的容积较小。但因部分废水加压溶气所能提供的空气量较少，若想提供与全溶气相同的空气量，则必须加大溶气罐的压力。
③回流加压溶气流程 如图3-13所示。该流程将部分出水进行回流加压，废水直接送入气浮池。该方法适用于含悬浮物浓度高的废水处理，但气浮他的容积较前两者大。
（三）加压溶气气浮设备的构成
加压溶气气浮设备主要由空气饱和设备、空气释放及与原水相混合的设备，固-液或液-液分离设备三部分组成。具体来说，主要由以下部件构成：
①溶气释放器
气浮设备在污水处理领域的应用
目前国内常用的溶气释放器是获得国家发明奖的TS型溶气释放器及其改良型TJ型溶气释放器和TV型溶气释放器。其主要特点是：释气完全，在0.15MPa以上即能释放溶气量的99％左右；可在较低的压力下工作，在0.2MPa以上时即能取得良好的净水效果，节约电耗；释出的气泡微细，气泡平均直径为20-40um，气泡密集，附着性能良好。
②压力溶气罐
压力溶气罐有多种形式，推荐采用能耗低、溶气效率高的空气压缩机供气的喷淋式填料罐。其特点如下：
１.该压力溶气罐用普通钢板卷焊而成。但其设计、制作需按一类压力容器要求考虑。
２.该压力溶气罐的溶气效率与无填料的溶气罐相比约高出30％。在水温20-30℃范围内，释气量约为理论饱和溶气量的90％-99％。
３.可应用的填料种类很多，如瓷质拉西环、塑料斜交错淋水板、不锈钢圈填料、塑料阶梯环等。阶梯环具有较高的溶气效率，可优先考虑。不同直径的溶气罐需配置不同尺寸的填料，填充高度一般取lm左右。当溶气罐直径超过500mm时．考虑到布水的均匀性，可适当增加填料高度。
４.由于布气方式、气流流向等因素对填料罐溶气效率几乎没有影响，因此，进气的位置及形式一般无需多加考虑。
５.为自动控制罐内液位，采用了浮球液位传感器，当液位达到了浮球传感器下， 即指令关闭进气管上的电磁阀；反之，当液位达到上，指令开启电磁阀。
③气浮池
气浮池的布置形式较多，根据待处理水的水质特点、处理要求及各种具体条件，目前已经建成了许多种形式的气浮池，其中有平流与竖流、方形与圆形等布置，同时也出现了气浮与反应、气浮与沉淀、气浮与过滤等工艺一体化的组合形式。
平流式气浮池在目前气浮净水工艺中使用为广泛，常采用反应池与气浮池合建的形式，如图3-14所示。废水进入反应池(可用机械搅拌、折板、孔室旋流等形式)完成反应后、将水流导向底部，以便从下部进入气浮接触室，延长絮体与气泡的接触时间，池面浮渣刮入集渣槽，清水内底邪集水管集取。该形式的优点是池身浅、造价低、构造简单、管理方便；缺点是与后续处理构筑物在高程上配合较困难、分离部分的容积利用率不高等。
较常用的还有竖流式气浮池，如图3-15所示。其优点是接触室在池，水流向四周扩散，水力条件比平流式单侧出流要好，便于与后续构筑物配合；缺点是与反应池较难衔接，容积利用率低。
此外，常用气浮设备还有加压泵、空气压缩机、刮渣机等。

一、电解凝聚气浮实验装置实验目的和原理：
本实验是将正负相间的多组电安插在废水中，当通以直流电时，产生电解、颗粒的化、电泳、氧化还原、电解产物间及废水间相互作用等。
当采用可溶电（一般为铝、铁）作为阳电解时，阳的金属将溶解出铝或铁的阳离子，并与水中的羟基（OH－）结合，形成吸附性能很强的铝、铁氢氧化物，以吸附凝聚水中的杂质颗粒，而形成絮粒。这种絮粒与阴上产生的微气泡（氢气）粘附，而得以气浮分离。
二、电解凝聚气浮实验装置主要技术指标及参数：
1、环境温度：5℃～40℃
2、处理水量：20～30L/h
3、设计进、出水水质范围：
进水：BOD5  600～1200mg/L        出水：50～100 mg/L
进水：COD   1000～2000mg/L       出水：100～200 mg/L
进水：SS     100～300mg/L         出水：20～50 mg/L
进水：pH     6～9                 出水：6～9
4、总外形尺寸：长×宽×高=2500mm×500mm×1700mm
5、工作电源：AC220V±10%、50Hz，单相三线制，功率600W，安全保护：具有接地保护、漏电保护、过流保护、
三、主要配置：
1、有机玻璃气浮池（电组）1套、透明有机玻璃材质、厚度8mm，
2、电机搅拌混凝池1套、透明有机玻璃材质、厚度8mm，
3、有机玻璃竖流式沉淀池1套、透明有机玻璃材质、厚度8mm，
4、有机玻璃污泥浓缩池1套组成、透明有机玻璃材质、厚度8mm，
5、可调直流稳压电源：0~60V、0～5A，输出方式：单路，三位数显，、
6、阴阳电板1套：阳304不锈钢板，阴铝板（客户可）；
7、刮渣调速电机1套、刮渣机转速9rpm；（含调速器1只）、
8、防腐蚀磁力进水泵1台、流量：27～32（L/min)、扬程：3.1～4.3（m）、
9、加药计量蠕动泵1台、流量范围：0.008-460mL/min、
10、带搅拌装置加药罐1套（有机玻璃材质）、
11、原水箱和清水箱各1个：白色PP板、厚度10mm，底板上安装有放空阀，方便将水排净；
12、配原水箱电机搅拌1台、304不锈钢搅拌桨1套；（功率15W、转速80rpm）、
13、流量测量与调节：进水流量计1个（LZS-15、6～60L/h）、
14、水位调节器1套、
15、电源控制系统：双面亚光密纹喷塑电控箱1只、漏电保护器、电压表、带锁按钮开关、线管等组成，
16、配套UPVC连接管道和阀门（中财）。
17、不锈钢框架实验台（30mm×30mm不锈钢方管、配脚轮为万向轮带禁锢脚）等组成。

气浮技术的影响因素
气浮技术受到的影响因素有很多，包括气浮技术差异、气浮周边自然环境因素以及有无催化的影响因素。先，不同气浮技术的工作效率不同，因为气浮法的根本原理是微小气泡的载粘能力，浮力大于重力的作用效果，所以，微小气泡产生速度高低直接影响含油污水处理速度的快慢。例如，诱导气浮法产生微小气泡的速率，要高于一般的电解气浮法，但是电解气浮法产生的气泡更为精密且反应更加彻底。周边自然环境的影响，包括四周温度与压强状况等环境干扰作用，温度较高，污水分子的内容也较大，分子移动速度快，反应时间相比低温情况要快一些。而压强与海拔密切相关，海拔越高，气压越低，则工作人员必须加大对污水的升压或降压工作来控制水压，保证水压处于合理的状态。催化剂指的是那些不参加反应，或者是反应前后状态、特质均不发生改变，但却能在一定程度上提升反应速率。气浮法同样也需要催化剂，一般来说，当前我国的技术人员会借助化学药剂来提升气浮技术的速率，化学物质可以帮助维持气泡的稳定性，在更短的时间内完成相关工作，降低成本[2]。而针对气泡本身，气浮技术的影响因素体现在气泡与污染物的颗粒直径。在多年的污水处理实验对比后，我国认为40 um 的气泡具有的吸附能力，但是这个尺寸在具体工作中较难保证，所以，工作人员只需要将气泡尺寸限制在10～100 um 范围内，即能提率。而絮凝体颗粒直径与微气泡的尺寸接近度越高，气浮技术的效果就越明显。
3 油污水常用气浮工艺及优化
世界经济一体化的进程加快了科技在国家之间的传播速度，为了避免传统气浮法对水压的依赖性，当前国内外的工作人员已经改进气浮技术，并将此优化技术传播，提升排污质量，并能很好地避免因杂质过多而造成的仪器堵塞与气压范围196~392 kP 的限制。以下为现如今优化的气浮工艺技术。
3.1 叶轮浮选法除油
叶轮浮选法除油，是诱导气浮法的一种优化形式，它凭借高速转动的叶轮对含油污水产生负向的水压，并在此过程中吸入气体以剪碎大气泡，终形成微小的气泡来完成净化污水的目标。这种技术的优势体现在叶轮工作的性，且不容易因为污水中的颗粒物而造成仪器设备故障与堵塞，避免因仪器检修问题耗费的时间和资金降低去污的效率。与传统的溶气气浮法不同，叶轮浮选法除油是借助自主吸气并分散气体的方式运转，确保污水中气泡数量较为充足，提升效率。不仅如此，借助这种手段，工作人员可以不考虑气体水溶性的问题，因为气泡产生速度要高于吸附速度，也就能源源不断地保证除油能力。但是这种方式有一定的局限性，一是，叶轮运转的性导致污水停留时间短暂，不能充分反应，这也给分离工作带来一定的局限性；二是，叶轮气浮池的局限性，叶轮转动后必然导致气浮池的水质产生变化，即在短时间内，污水由原本的混合不均状态变为紊流态，这在一定程度上使水与油混合均匀，不利于油和水的分离；三是，成本问题，叶轮浮选机工作效率高，则意味着制造成本高，维修费用大，能源消耗比其他仪器多，因此，射流气浮装置以此类弊端为基础展开优化，设备开始逐步推广[3]。
3.2 射流气浮除油
射流气浮除油，是叶轮浮选法除油的优化方式，射流浮选装置与叶轮机类似，但工作能力更强。其工作原理为喷射泵技术，工作人员以污水为喷射的流体，趁水喷出至吸入的时间范围内形成负压，并借助负压的作用成功吸入空气并剪碎气泡，完成工作目的。而在浮选室，气泡与颗粒物和油污接触的时间增多，反应更为充分。除此之外，此装置以液气射流泵装置取代叶轮，为节省资源消耗创造条件，改进后装置的能耗仅为叶轮机的50%，为企业降低了成本，提升了经济效益。更重要的是，这种仪器维修方法较为简单，维修费用与可替代零件数都更多，前景较好。
3.3 加压溶气气浮除油
加压溶气气浮除油的优化处，体现在技术人员能更地控制含油污水的气压，并将气压限制在196～392 kP 的范围内，在这个水压范围内达到小气泡的饱和状态，污染物就能在恢复常压前被更全面地清除。然而，此举的缺陷也是存在的，即加压设备不稳定性与污染物的堵塞作用，都会在一定程度上降低终的清理效果，甚至影响系统其它方面的工作，因此，还有一定的进步与完善空间。
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