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氣浮方式可分為散氣氣浮法、溶氣氣浮法與電解氣浮法。
1)散氣氣浮法
散氣氣浮法是靠機械力來切碎細空氣的方法。高速旋轉的葉輪的離心力所造成的真空負壓狀態將空氣吸入,成為微細的氣泡而散于水中。氣泡由池底向水面上升并粘附水中的懸浮物一起帶至水面。水流的機械剪切力擴散板產生的較大氣泡(直徑達1mm左右),不易與細小顆粒和絮凝體相吸附,反而易將絮體打碎,因此散氣浮不適用于處理含細小顆粒與絮體的廢水。而對于含有大油滴的廢水,不加入混凝劑,在葉輪散氣氣浮機中氣浮時間30min,溶氣量達0.51m3/m3(氣/水)。葉輪周邊速度為12.5m/s,可使廢水含油量由原來的25-907mg/L降至9mg/L。
2)溶氣氣浮法
溶氣氣浮的原理是利用氣泡將待處理水中的污染物質上浮,在水面上或浮渣池中進行隔離和清除。溶氣氣浮一般分為三個過程:壓縮、溶解和氣浮。
壓縮過程:將空氣經過壓縮機進行壓縮并送入溶氣回收池中。壓縮機可以是離心壓縮機、螺桿壓縮機或渦輪壓縮機等。通過壓縮,空氣被壓縮成小泡,并溶解在水中。
溶解過程:將加壓的水從底部進入溶解池。在溶解池中,通過加壓將空氣溶解在水中。空氣在水中的溶解度取決于水的溫度、壓力和氣體成分等條件。
氣浮過程:在氣浮池中,水從底部進入,水中的氣泡進行上浮,帶著污染物和雜質到達水面。在水面上,污染物和雜質會被移除。
溶氣氣浮的原理基于以下幾點:
①氣泡的生成和沖浪作用:壓縮機將空氣壓縮成小泡,小泡在水中進行沖浪,造成水的劇烈攪動。這種攪動會帶動懸浮物質和微生物等上浮。
②小氣泡的誘導作用:小泡粒徑小,能在水中形成很強的曳力作用,將污染物質和浮游生物等誘導到小泡表面。
③氣泡浮力的作用:氣泡浮力滿足阿基米德原理,可以將浸泡在水中的污染物質提升到水面之上。氣泡的浮力與氣泡大小和密度有關,一般來說,氣泡越小,浮力越大,而密度越低,浮力也會增加。
④污染物質和氣泡的附著作用:氣泡具有極強的吸附能力,能將污染物質黏附在氣泡表面。這種吸附作用能夠有效地切斷污染物質與溶液之間的聯系,從而避免再度溶解和溶解。
如果先將空氣加壓使其溶于水中,形成空氣過飽和溶液,然后減至常壓使空氣析出,稱為加壓溶氣氣浮;如果將廢水在常壓下曝氣后在真空條件下誘使溶氣逸出,稱為真空氣浮。
加壓氣浮法又可分為三種類型,即回流加壓式、部分進水加壓式、全部進水加壓式。
1-進水泵;2-壓力溶氣罐;3-氣浮釋放區;4-表面刮渣板;5-懸浮區;6-澄清區
3)電解氣浮法是一種通過電化學反應制造大量微小氣泡,利用氣泡的浮力將懸浮在水中的物質升起到水面上,再進行分離的水處理技術。其原理和結構如下:
原理-電解氣浮法利用電解反應從溶液中釋放出大量的氫氧離子,讓氣體充滿了水表面。同時,電解過程中的氣體產生了大量的小氣泡,氣泡順著一個極板上升到水面,并把上面的懸浮物帶起,經過氣液分離器得到清潔水。
結構-電解氣浮法主要由電解池、氣浮池和氣液分離器三部分組成。
電解池是將電流通過水中的電解解和產生微小氣泡所使用的裝置。在電解池中,水中的污染物質被分解成簡單的物質,同時生成氫和氧氣,電解池中通常用隔板分成陽和陰兩個池,同時加上導電常數高且穩定的電解質,如NaCl、CaCl2或氨基酸等。
氣浮池是讓產生的小氣泡與水中的懸浮物質接觸并上浮到水面的裝置。在氣浮池中,電解池中的氣體進入氣浮池,通過調整氣流的速度和壓力,能夠使氣泡變得越來越小,直到變成小到不夠大懸浮物質之間脫離的程度,從而把懸浮物質帶到水表面,形成污泥層。
氣液分離器主要是對由氣泡帶起的污泥層進行分離的裝置。在氣液分離器中,污泥層通過自行流向底部,清水從底部頂到水面部,從分離器的上部流出。分離器的底部設置有氣泡過濾器,主要是過濾殘余的氣泡。
綜上所述,電解氣浮法的原理和結構是利用電化學反應制造大量微小氣泡并將其充滿水面。通過氣泡浮力將溶液中的污染物升起至水面,并經過氣液分離器從水中分離出來。通過電解氣浮法,能夠高效地去除水中的微細懸浮顆粒,有機物和沉淀物等污染物質,達到凈水的目的。