运行特点
涡凹气浮是一项优秀的污水处理技术设备创新,设计合理,操作方便、运行经济,它直接从废水中除固体悬浮物,由空气产生气浮。涡凹曝气机将"微泡"直接注入污水中而不需要事先进行溶气,然后通过散气叶轮把"微泡"均匀的分布于污水中,所以整个运行过程不会发生阻塞现象,更不需要压力溶气、空压机和循环泵等设备。
未经处理的污水首先进入曝气壳气段,与微气泡充分混合,微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面,刮泥机沿液面动行将悬浮物刮到倾斜料的金属板上,再将其推入污泥排放管道,污泥排放管道内有水平的螺旋推进器,将所收收污泥送入污泥收集器。推进器和刮泥机由同一个马达驱动。动力只有0.5马力,污水净化后在排放前会经斜板下方的溢流槽,溢流槽用来控制气浮槽的水位,确保槽中的液体不会流入污泥排放管道,开放的咽流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展,在产生微气泡的同时,涡凹曝气机会在有回流管的池部伸展,在产生微气泡的同时,涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区,这种负压作用会使废水从池子的底部回流到曝气区,然后又返回气浮段。这个过程确保在有进流量的情况下,气浮仍不断进行。
气浮设备是一类在水中通入或产生大量的微细气泡,使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上,造成密度小于水的状态,利用浮力原理使其浮在水面,从而实现固-液分离的水处理设备。
气浮方式可分为散气气浮、溶气气浮(包括真空气浮法)与电解气浮法。目前在给水、工业废水和城市污水处理方面都有应用。气浮设备较其它固-液分离设备具有投资少、占地面极小、自动化程度高、操作管理方便等特点。
电解气浮设备
电解气浮设备是用不容性阳极和阴极直接电解废水。靠电解产生的氢和氧的微小气泡将已絮凝的悬浮物载浮至水面。达到固-液分离的目的。电解法产生的气泡尺寸远小于溶气气浮和散气气浮产生的气泡尺寸,而且不产生紊流。
该设备去除的污染物范围广,对有机物废水除降低BOD外,还有氧化、脱色和杀菌作用,对废水负载变化的适应性强,生成污泥量少,占地少,不产生噪声。近年来发展很快。电解气浮设备目前尚存在电解能耗及极板损耗较大,运行费用较高等问题,因此限制了该种设备的推广使用。
散气气浮设备
散气气浮设备是靠高速旋转叶轮的离心力所造成的真空负压状态将空气吸入,成为微细的空气泡而扩散于水中。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。达到固-液分离的目的。形成的浮渣不断地被缓慢旋转的刮渣板刮出池外。
水流的机械剪切力与扩散板产生的气泡较大(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,散气气浮不适用于处理含颗粒细小与絮体的废水。散气气浮设备气浮时间约为30nim,溶气量达0.51m3/m3(气/水)。旋转叶轮周边线速度约为12.5m/s。
该设备应用范围有油漆、制革、炼油、印染、化学、乳品加工、纤维生产、造纸、食品饮料、屠宰、纺织、机械加工、市政污水等小型污水处理工程。
溶气真空气浮设备
水中过饱和空气在减压时能以微细的气泡形式释放出来,从而使水中的杂质颗粒被粘附而上浮。达到固-液分离的目的。
如果先将空气加压使其溶于水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,称为真空式气浮。
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涡凹气浮原理
涡凹气浮(CAF,Cavitation Air Flotation )系统是世界独创的专利水处理设备,也是美国商务部和**的出口推荐技术。CAF是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物(SS)而设计的系统。整个气浮系统共由五部分组成,如图所示:
经过预处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型充气段,污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合,曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。曝气机的工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区,液面上的空气通过曝气机输入水中,填补真空,微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面,空气中的氧气也随之溶入水中。
由于气水混合物和液体之间密度的不平衡,产生了一个垂直向上的浮力,将SS带到水面。上浮过程中,微气泡会附着到SS上,到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。浮在水面上的SS间断地被链条刮泥机清除。刮泥机沿着整个液面运动,并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推进器,将所收集的污泥送入集泥池中。净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。
开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时,涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区,这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区,然后又返回气浮段。这个过程确保了40%左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作。
折叠超效浅层气浮机
超效浅层气浮装置是一种先进气浮系统,成功地运用"浅池理论"和"零速"原理进行设计,集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥于一体,是一种高效节能的水质净化设备.CQJ型超效浅层离子气浮是集絮凝、气浮、撇渣、刮泥以一体的气浮装置,运用了"浅池理论"及"零速原理"进行设计,停留时间仅需3-5分钟,强制布水,进出水都是静态的,微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程,浮渣瞬时排出,水体扰动小出水悬浮物低,出渣含固率高,悬浮物去除率可达90%-99.5%以上,COD的去除率可达到65%-90%,色度的去除率可达到70%-95%。
CQJ型超效浅层离子气浮采用了独特的具有世界先进水平专利技术-均衡消能装置取代了传统的释放器,大幅度地减小了微气泡的直径。微气泡直径平均仅约5μm,与目前国内外平均约150μm比较至少减小了30倍。由于当溶气量一定时,微气泡的总面积与其直径的平方成反比,因而微气泡的总面积至少增大了几百倍,而微气泡的密集度则增大了近几千倍。理论研究及试验均表明,微气泡直径约小,气泡吸附悬浮物的趋势越强,吸附力越大,这可以用界面能理论来解释,微气泡总面积呈几何数增加等效于废水中固、水、气三相总届面呈几何级数增加,于是它们力图通过吸附降低表面能的趋势大幅增强。在气浮理论中,悬浮物自水体的分离,除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外,还存在所谓的"气泡裹携"作用,部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物,在密集气泡上升过程中,因无论细小悬浮物怎样细小,其粒径仍远大于水分子,它们将可能被挟带在气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。显然,气泡群越密集,这个作用将越强烈,所能挟带的悬浮物也将越细小。
独特的溶气系统设计,体积小,溶气效率高,结构紧凑。设备占地面积小,效率高。
1 气浮的原理及应用 一、气浮的基本原理 1.1
气浮简介 气浮是气浮机的一种简称,也可以作为一种专有名词使用,其主要目的是利用高度分散的微小气泡为载体去粘附废水中疏水性颗粒,将小气泡和颗粒视为一个整体,其整体密度小于水而上浮到水面,从而实现固—液或者液—液分离的过程。
1.2 界面张力与润湿接触角 首先介绍几个基本概念。
(1)亲水性:如果颗粒易被水润湿,则称该颗粒为亲水性的;
(2)疏水性:如果颗粒不易被水润湿,则是疏水性的;
(3)润湿接触角:在静止状态下,当气、液、固三相接触时,气—液界面张力线和固—液界面张力线之间的夹角(包含液相的)称为平衡接触角,用θ表示。具体如图1.1所示。 水对各种物质润湿性的大小,可以利用它们与水的接触角来衡量。当接触角θ<90时,则该物质为亲水性物质;当θ>90时,则该物质为疏水性物质。另外,一般疏水性物质的气浮效果较好,而亲水性物质的气浮效果较差。下面将对悬浮物与气泡的附着条件进行深入的探讨。
1.3 悬浮物与气泡的附着条件 按照物理化学的热力学理论,任何体系均存在力图使界面能减少到最小的趋势,下面来具体地分析悬浮物与气泡附着的条件。气泡与颗粒的作用过程如图1.1所示。 界面能:W = σS;(其中,S为界面面积;σ为界面张力) 附着前:W1 =σ水气+σ水粒(假设S为1); 附着后:W2=σ气粒 ; 最终界面能的减少量为: △W = σ水气+σ水粒-σ气粒;
(1) σ水气、σ水粒、σ气粒三个力之间的关系如图1所示。从图中可以得出:
2 σ水粒 = σ气粒+σ水气cos(180-θ)
(2) 由(1)式和(2)式可以得出: △W = σ水气(1-cosθ)
(3) 图1 气泡与颗粒的作用过程图 由于任何体系均存在力图使界面能减少到最小的趋势。因此,悬浮物与气泡附着的条件必须满足△W > 0 即: σ水气(1-cosθ) > 0
(4) 由式4可以得出: 当θ→0时,cosθ→1,△W = 0;因此不能气浮; 当0<θ<90时,0
加压溶气气浮设备是将清水加压至(3-4)×105Pa,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形式(气泡直径约为20-100μm左右),从水中析出,将水中的悬浮物颗粒载浮于水面。从而实现固-液分离。加压溶气气浮设备是应用范围较为广泛的一种气浮设备。该设备可以广泛适用于各类废水处理(尤其是含油废水处理)、污泥浓缩及给水处理。
分类
压力溶气气浮装置的型号按供气源的方式和每小时处理水量分类:
a) 以压缩空气为气源的称为加压溶气气浮装置,代号为:QFJ。
b) 以射流形式吸入空气为气源的称为射流溶气气浮装置,代号为:QFS。
c) 按处理水量(m3/h)分为:5、10、20、30、40、50、75、100、125、150、200、300、400 等规格。
基础组成
a) 加压溶气气浮装置:水泵、空气压缩机、压力溶气罐、溶气水释放控制阀、释放器、刮渣机、电气
控制箱、流量计和气浮池等;
b) 射流溶气气浮装置:水泵、射流器、压力溶气罐、溶气水释放控制阀、释放器、刮渣机、电气控制
箱、流量计和气浮池等。
段工艺流程
水泵自调节池将原水提升到反应池。絮凝剂在吸水管上(泵前)投入,并经叶轮混合于反应池中进行絮凝,根据废水的性质不同反应池的强度和反应时间应有所调整。反应后的絮凝水进入气浮池的接触区,与来自溶气释放器释出的溶气水相混合,此时水中的絮粒和微气泡相互碰撞粘附,形成带气絮粒而上浮,并在分离区进行固液分离,浮至水面的泥渣由刮渣机刮至排渣槽排出。清水则由穿孔集水管汇集至集水槽后出流。部分清水经由回流水泵加压后进入溶气罐,在罐内与来自空压机的压缩空气相互接触溶解,饱和溶气水从罐底通过管道输向释放器。
压力溶气气浮法工艺主要由三部分组成,即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。
1.压力溶气系统。
它包括水泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。采用空压机供气方式。气浮法所需空气量较少,可选用功率小的空压机,并采取间歇运行方式。此外空压机供气还可以保证水泵的压力不致有大的损朱。一般水泵至溶气罐的压力约0.5MPa,因此可以节省能耗。
2.溶气释放系统。
它一般是由释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压,使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来,并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。
3.气浮分离系统。
它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积,使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附,以保证带气絮凝体与清水分离。
气浮机用途
OLTE气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的固体悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、植物油生产与精炼、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。
分类涡凹气浮机涡凹气浮机主要通过OLTE涡凹曝气头高速旋转曝气叶轮,使气体在液体中快速分散,已达到气浮效果。高速旋转的曝气叶轮以每分钟2900转的速度旋转。而气体从叶轮进入液体无法快速的扩散,第二个叶片将其切割成两个气泡,反复高速的旋转切割,最终达到微小气泡,产生气浮效果。例如:大连三相机械设备开发有限公司的产品可以达到20-50微米的直径气泡)
产品简介
平流式溶气气浮机是污水处理行业常用的一种固液分离设备,能够有效的去除污水中的悬浮物、油脂、胶类物质,是污水前期处理的主要设备。
结构特点
设备主体为长方形钢制结构。主要部件由溶气泵、空压机、溶气罐、长方形箱体、气浮系统、刮泥系统等组成。
1.溶气罐产生气泡细小,粒径为20-40um,粘附絮凝物牢固,能够达到良好的气浮效果;
2.絮凝剂使用量少,成本降低;
3.操作规程易于掌握,水质水量易于控制,管理简单。
4.设有反冲洗系统,释放器不易堵塞。
工作原理
溶气罐产生溶气水,溶气水通过释放器减压释放到待处理的水中。溶解在水中的空气从水中释放出来,形成20-40um的微小细泡,微气泡同污水中的悬浮物结合,使悬浮物比重小于水,并逐渐浮到水面形成浮渣。水面上备有刮板系统,将浮渣刮入污泥池。清水从下部经溢流槽进入清水池。
使用范围
1.用于去除污水中固体悬浮物、油脂和各种胶状物,如:石化、煤矿、造纸、印染、屠宰、酿造等工业企业的污水处理;
2.用于回收有用物质,如:造纸白水中细小纤维的收集。
气浮机是溶气系统在水中产生大量的微细气泡,使空气以高度分散的微小气泡形式附着在悬浮物颗粒上,造成密度小于水的状态,利用浮力原理使其浮在水面,从而实现固-液分离的水处理设备。 气浮机分为超效浅层气浮机,涡凹气浮机,平流式气浮机。目前在给水、工业废水和城市污水处理方面都有应用。气浮机优点在于它固-液分离设备具有投资少、占地面极小、自动化程度高、操作管理方便等特点。