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气浮方式可分为散气气浮法、溶气气浮法与电解气浮法。
1)散气气浮法
散气气浮法是靠机械力来切碎细空气的方法。高速旋转的叶轮的离心力所造成的真空负压状态将空气吸入,成为微细的气泡而散于水中。气泡由池底向水面上升并粘附水中的悬浮物一起带至水面。水流的机械剪切力扩散板产生的较大气泡(直径达1mm左右),不易与细小颗粒和絮凝体相吸附,反而易将絮体打碎,因此散气浮不适用于处理含细小颗粒与絮体的废水。而对于含有大油滴的废水,不加入混凝剂,在叶轮散气气浮机中气浮时间30min,溶气量达0.51m³/m³(气/水)。叶轮周边速度为12.5m/s,可使废水含油量由原来的25-907mg/L降至9mg/L。
2)溶气气浮法
溶气气浮的原理是利用气泡将待处理水中的污染物质上浮,在水面上或浮渣池中进行隔离和清除。溶气气浮一般分为三个过程:压缩、溶解和气浮。
压缩过程:将空气经过压缩机进行压缩并送入溶气回收池中。压缩机可以是离心压缩机、螺杆压缩机或涡轮压缩机等。通过压缩,空气被压缩成小泡,并溶解在水中。
溶解过程:将加压的水从底部进入溶解池。在溶解池中,通过加压将空气溶解在水中。空气在水中的溶解度取决于水的温度、压力和气体成分等条件。
气浮过程:在气浮池中,水从底部进入,水中的气泡进行上浮,带着污染物和杂质到达水面。在水面上,污染物和杂质会被移除。
溶气气浮的原理基于以下几点:
①气泡的生成和冲浪作用:压缩机将空气压缩成小泡,小泡在水中进行冲浪,造成水的剧烈搅动。这种搅动会带动悬浮物质和微生物等上浮。
②小气泡的诱导作用:小泡粒径小,能在水中形成很强的曳力作用,将污染物质和浮游生物等诱导到小泡表面。
③气泡浮力的作用:气泡浮力满足阿基米德原理,可以将浸泡在水中的污染物质提升到水面之上。气泡的浮力与气泡大小和密度有关,一般来说,气泡越小,浮力越大,而密度越低,浮力也会增加。
④污染物质和气泡的附着作用:气泡具有极强的吸附能力,能将污染物质黏附在气泡表面。这种吸附作用能够有效地切断污染物质与溶液之间的联系,从而避免再度溶解和溶解。
如果先将空气加压使其溶于水中,形成空气过饱和溶液,然后减至常压使空气析出,称为加压溶气气浮;如果将废水在常压下曝气后在真空条件下诱使溶气逸出,称为真空气浮。
加压气浮法又可分为三种类型,即回流加压式、部分进水加压式、全部进水加压式。
1-进水泵;2-压力溶气罐;3-气浮释放区;4-表面刮渣板;5-悬浮区;6-澄清区
3)电解气浮法是一种通过电化学反应制造大量微小气泡,利用气泡的浮力将悬浮在水中的物质升起到水面上,再进行分离的水处理技术。其原理和结构如下:
原理-电解气浮法利用电解反应从溶液中释放出大量的氢氧离子,让气体充满了水表面。同时,电解过程中的气体产生了大量的小气泡,气泡顺着一个极板上升到水面,并把上面的悬浮物带起,经过气液分离器得到清洁水。
结构-电解气浮法主要由电解池、气浮池和气液分离器三部分组成。
电解池是将电流通过水中的电解解和产生微小气泡所使用的装置。在电解池中,水中的污染物质被分解成简单的物质,同时生成氢和氧气,电解池中通常用隔板分成阳和阴两个池,同时加上导电常数高且稳定的电解质,如NaCl、CaCl2或氨基酸等。
气浮池是让产生的小气泡与水中的悬浮物质接触并上浮到水面的装置。在气浮池中,电解池中的气体进入气浮池,通过调整气流的速度和压力,能够使气泡变得越来越小,直到变成小到不够大悬浮物质之间脱离的程度,从而把悬浮物质带到水表面,形成污泥层。
气液分离器主要是对由气泡带起的污泥层进行分离的装置。在气液分离器中,污泥层通过自行流向底部,清水从底部顶到水面部,从分离器的上部流出。分离器的底部设置有气泡过滤器,主要是过滤残余的气泡。
综上所述,电解气浮法的原理和结构是利用电化学反应制造大量微小气泡并将其充满水面。通过气泡浮力将溶液中的污染物升起至水面,并经过气液分离器从水中分离出来。通过电解气浮法,能够高效地去除水中的微细悬浮颗粒,有机物和沉淀物等污染物质,达到净水的目的。