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气浮（浮选）在水污染控制工程中，固液分离是一种很重要的水质净化单元过程。气浮法是进行固液分离的一种方法，它常被用来分离密度小于或接近于“1”、难以用重力自然沉降法去除的悬浮颗粒。例如，从天然水中去除藻、细小的胶体杂质，从工业污水中分离短纤维、石油微滴等。有时还用以去除溶解性污染物，如表面活性物质、放射性物质等。因此气浮法在城市污水、工业废水（炼油废水、食品加工废水、造纸废水、毛纺废水、印染废水、化工废水等）处理中都有应用。气浮法具有处理效果好、周期短、占地面积小以及处理后的浮渣中固体物质含量高等优点。但也存在设备多、操作复杂、动力消耗大的缺点。由于悬浮颗粒的性质和浓度、微气泡的数量和直径等多种因素都对气浮效率有影响，因此，气浮处理系统的设计运行参数常要通过试验确定。一、实验目的1.了解气浮实验系统设备及构成2.进一步了解和掌握气浮净水方法的原理及其影响因素3.通过气浮对不同类物质去除的实验现象，加深对气浮基本概念的理解。二、实验原理：压力溶气气浮法的工艺流程如图1所示，目前以部分回流式应用最广（图1.c）。进行气浮时，用水泵将污水抽送到压力为2～4个大气压的溶气罐中，同时注入加压空气。空气在罐内溶解于加压的污水中，然后使经过溶气的水通过减压阀进入气浮池，此时由于压力突然降低，溶解于污水中的空气便以微气泡形式从水中释放出来。微细的气泡在上升的过程中附着于悬浮颗粒上，使颗粒密度减小，上浮到气浮表面与液体分离。1、进水泵2、溶气罐3、压缩空气机4、气浮池5溶气水加压泵a：全部废水加压溶气气浮b：部分废水加压溶气气浮c：部分处理过的废水回流加压溶气气浮图1压力溶气气浮的三种形式图1的a图为全溶气流程。即全部入流废水进入溶气罐加压溶气。再经过减压释放进入气浮池。此流程特点：溶气量大，电耗大，气浮池小，溶气罐大，脆弱絮体易破碎。图1中的b图为部分溶气流程。即将部分入流废水进行加压溶气，其余部分直接进入气浮池。此流程特点：比a流程节能，絮体打碎情况较少，溶气罐小，但溶气量少。图1中的c图为（部分）回流溶气流程。即将部分气浮池出水回流加压，入流废水则直接加入气浮池，此流程的特点是：废水中的脆弱絮体不会被打碎，混凝剂和气泡得到充分利用，节能，设备工作条件好（溶气罐很干净）但气浮池较前两种流程大。目前在水处理工程中，以部分回流c应用最为广泛。黏附微气泡颗粒的上升速度大小服从斯托科斯定律，即颗粒的上升速率取决于颗粒的粒径(d)，密度(ρ颗)以及液体密度(ρ水)和粘滞度(μ)等参数。其表达形式为:斯托克斯公式：2du18gV）－（＝颗水可以知道，粘附于悬浮颗粒上气泡越多，颗粒与水的密度差）－（颗水就越大，悬浮颗粒的特征直径也越大，两者都使悬浮颗粒上浮速度增快，提高固液分离的效果。水中悬浮颗粒浓度越高，气浮时需要的微细气泡数量越多，通常以气固比表示单位重量悬浮颗粒需要的空气量。气固比与操作压力、悬浮固体的浓度、性质有关。对活性污泥进行气浮时，气∶固＝0.005～0.06，变化范围较大。气固比可按下式计算：1.310.171artSfPQASQS（）＝式中：SA——气固比，g（释放的空气）/g（悬浮颗粒）St——入流中的悬浮固体浓度（mg/l）Qr——加压水回流量（l/d）Q——污水流量（l/d）Sa——某一温度时的空气溶解度（可查下表得到）：f——压力为P时水中的空气溶解系数，通常采用0.5表1某一温度时的空气溶解度温度（℃）0102030Sa（ml/l）29.222.818.715.7气固比与操作压力、悬浮固体浓度及性质有关，一般为0.005～0.06。当悬浮固体浓度较高时取上限，例如，剩余污泥气浮浓缩时，气固比一般采用0.03～0.04，气固比不同，即水中空气量不同，将影响出水水质和浮渣的含固率，也影响到成本费用。气固比对浮渣含固率及气固比对悬浮固体浓度的影响见图2。由图2可以看到，在一定范围内，气浮效果是随着气固比的增大而增大的，即气固比越大，出水悬浮固体浓度越低，浮渣的固体浓度越高。图2气固比对浮渣固体浓度和出水悬浮固体浓度的影响在工程上，气固比不是很容易测定，所以通常用回流比来表示气浮技术数据，所谓回流比指的是溶气水的流量与处理污水的流量比。溶气水的水源一般采用经气浮工艺分离后的处理水。三、实验装置及设备：1、实验装置：本实验实验装置由吸水池、水泵、空气压缩机、溶气罐、溶气释放器、气浮池等部分组成。如图3所示：溶气罐是个内径300mm、高2.2m装有水位计的钢制压力罐。罐顶有调压阀，实验时用调压阀排去未溶空气和控制罐内压力。进气阀用以调节来自空压机的压缩空气量。水位计用以观察压力罐内水位，以便调节调压阀，使溶气罐内液位在实验期间基本保持稳定。1、吸水池2、水泵3、溶气罐4、空气压缩机5、气浮池6、溶气释放器7、进水阀8、调压阀9、进气阀10、压力表11、水位计12、玻璃转子流量计图3压力溶气气浮实验装置流程图4压力溶气气浮实验装置示意图2、实验设备和仪表仪器：○1吸水池硬塑料制1个○2水泵2BA-6流量10～30m3/h扬程34.5～24m1台○3溶气罐不锈钢制1个○4压力表0.59MPa（6kgf/cm2）1个○5空气压缩机风量0.025m3/min0.59MPa（6kgf/cm2）1台○6释放器TS-1型6个○7气浮池有机玻璃制6个○8玻璃转子流量计LZB-40以上已经配置1个3、试验药品：浊度计；分光光度计；天平；高岭土；腐殖酸溶液；混凝剂（聚合氯化铁或聚合氯化铝）；移液管；量筒；烧杯；洗耳球；洗瓶；吸水纸巾；擦镜纸等。四试验步骤1．首先检查气浮实验装置是否完好。2．把清水加到回流加压水箱至有效水深的90％高度。3．确定原水特征：测量原水色度。在气浮池杯中首先添加10L清水，按照顺序依次投加腐殖酸5ml和30ml，搅拌均匀后，用烧杯取样测色度值。4．一侧气浮池投加10-20mg/L混凝剂，另一侧气浮池不投加混凝剂作为对照组。开启空压机加压，使溶气罐内压力（表压）为0.3Mpa左右。5．启动进水泵，向气浮池中注入废水至15L并停止注水，观察两组气浮效果。等气浮池内乳白色气泡消失后，取样测色度值。6．分别计算气浮、混凝-气浮对色度的去除率。7．确定原水特征：测量原水浊度。在气浮池杯中首先添加10L清水，按照顺序依次投加高岭土0.5g和4g，搅拌均匀后，用烧杯取样测浊度值。8.重复4-6过程，分别计算气浮、混凝-气浮对浊度的去除率。表2气浮及混凝-气浮对不同浓度污染物去除率原水1UV254(cm-1)原水2UV254(cm-1)10L15L稀释后气浮后去除率混凝-气浮后去除率原水1浊度(NTU)原水2浊度(NTU)10L15L稀释后气浮后去除率混凝-气浮后去除率五、注意事项1.溶气罐内压力（表压）为0.3Mpa左右，既不能太高也不能太低。2.要等溶气完全消失后，即乳白色消散后再取样，减小试验误差。六、思考1.气浮法与沉淀法有什么相同处，有什么不同处？