市政相关研究：气浮效果的影响因素

查看全部 · 发表于 2021-4-17 16:11:15

气浮法是向废水中通入空气或其他气体产生气泡，使水中的一些细小悬浮物或固体颗粒附着在气泡上，随气泡上浮至水面被刮除，从而完成固液分离的一种净水工艺。

1、混凝预处理对气浮净水效果的影响

良好的混凝效果对气浮工艺极为重要，混凝预处理的效果可通过絮体颗粒大小、搅拌强度、反应时间等进行控制。

1.气浮对絮体颗粒大小的要求

气浮工艺跟沉淀工艺差不多，也需要数百微米甚至更大尺寸的絮体颗粒。微气泡和絮体颗粒的大小差不多时，它们之间的粘附效率最大。气浮工艺中所使用的微气泡的直径一般在 10~100um 之间，所以我们所使用的絮体颗粒的粒径在几十微米至 100um 就能够满足要求。

2.气浮对反应搅拌强度的要求

在整个的气浮工艺过程中，大尺寸的絮体颗粒基本不使用，所以我们可以提高反应搅拌的强度（提高 G 值），这种做法已经被很多专家的试验所验证。通过研究我们发现，应用在气浮工艺里面的最佳 G 值的依赖混凝剂类型：FeCl3 为 70s-1 ，铝盐为70~80s-1 ，PAC 的 G 值大于 30s-1 。如果 G 值在 10~50s-1 范围内，通过气浮工艺进行的颗粒去除效果也非常好，高能量的输入能够有效的降低小颗粒（< 50um）的数目，所以能够更好的保证气浮的净水效果。

3.气浮对反应时间的要求

在欧洲，早期的水处理中沉淀和气浮两个工艺用相同的时间来絮凝，一般都是 45 分钟。也有专家指出，气浮工艺的过程只要15~20 分钟就够了，所以很多水厂都是两级絮凝并且絮凝的时间一般都是 20 分钟。

2、化学药剂的投加对气浮效果的影响

一般情况下，疏水性或亲水性的物质都需要加入化学药剂来对颗粒的表面性质进行改变，使颗粒和气泡更好的进行吸附。

（1）混凝剂

混凝剂分为无机和有机两种高分子混凝剂，它能够使得污水中细小的颗粒絮凝成大的絮状体，增加颗粒的上浮速度。还可以把污水中悬浮颗粒的亲水性进行改变。

（2）浮选剂

石油、松香油、硬脂酸盐、表面活性剂等都是浮选剂，它有很多种类，一般由极性—非极性分子组合而成。亲水性悬浮颗粒的表面吸附了浮选剂的极性基之后，非极性基就会朝向水中，这样亲水性物质就转化成了疏水性物质，进而它跟微细的气泡进行粘附。

（3）助凝剂

助凝剂最主要的作用就是把悬浮颗粒表面的水密性进行提高，进而把颗粒的可浮性提高，比如聚丙烯酞胺。

（4）抑制剂

抑制剂最主要的作用就是把一些物质所具有的的上浮性能给抑制掉，并且不会影响需要去除的杂质，比如硫化钠和石灰。

（5）调节剂

调节剂最主要的作用是对污水的 pH 值进行调节，从而对气泡在水中的分散度和与悬浮颗粒的粘附能力进行调节，如各种酸和碱。

3、微气泡特性对气浮净水效果的影响

气浮工艺中最关键的地方就是大量微气泡的形成，微气泡的特性对气浮净水的效果有非常大的影响。

1.微气泡大小

近些年了，大量的试验表明微气泡并不是越小越好，主要原因如下：

（1）微气泡如果很小，絮体颗粒在上浮的过程中就会需要很多的气泡，要想让絮体颗粒粘附特别多的微气泡还是有一定的困难。

（2）微气泡是通过耗费能量产生的，越小的气泡就会需要更多的能量。

（3）微气泡如果非常小，很容易跟随着水流进入到下一个滤池，容易造成气阻。

（4）分离区表面的负荷也能影响到微气泡的大小。当气浮池表面负荷增大时，泡絮结合体在水中的停留时间缩短，这时只有增大其上浮速率才能浮至水面。显然，粘附一定数量的小气泡比粘附同样数量的较大气泡具有更大的表观相对密度和更小的上浮速率，因此不利于增大气浮池表面负荷。

2.微气泡表面特性

通常情况下，水中微气泡优先吸附某些负离子而带负电，相应其表面电位为较高负值。测量结果表明，气浮工艺中微气泡表面电位一般在 -100m V 左右，而絮体颗粒表面电位通常也为负值，因此它们在相互靠近时会存在静电排斥作用而对其碰撞粘附过程产生负面影响。原水水质及吸附的离子种类、数量不同则微气泡强度、表面憎水性能及电性等也有所不同。向水中添加电解质能改变微气泡的上述特性而影响气浮效果。

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