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水处理工程中气浮工艺的影响因素研究

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发布日期: 2017-01-11 发布: www.xzbu.com  

  摘 要:随着居民生活质量的不断提高,环境污染成为了全民关注的焦点。废水和污水对整个生态系统造成了不良的影响,所以水处理问题成为当前环境保护的重要课题。而气浮工艺作为一种高效快速的分离技术被应用于水处理中。本文通过探究水处理工程中气浮工艺的影响因素,以期促进水处理发展,保护生态环境。
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7818372.htm
  关键词:水处理工程;气浮工艺;影响因素
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.044
  1 前言
  气浮工艺具有处理装置简单,占地面积小,处理速度快,使用方便等特点,因此,气浮工艺在污水处理技术中得到了广泛应用。实际上,气浮工艺是指:水处理人员利用在水中形成的微小气泡,让小气泡年付颗粒,形成气浮颗粒上浮至液体表面,最终达到污水净化效果。而水处理人员在使用气浮工艺的过程中,应该注意:由于气浮工艺的关键是颗粒与气泡吸附而形成的共聚体,其主要是增大污水与共絮体之间的密度差,因此,水处理人员应该等颗粒与气泡的共聚体上升到液面后,使用刮渣设备从液面将其刮出,从而实现分离结果。
  2 水处理工程中气浮工艺的影响因素
  2.1 温度
  温度对气浮工艺的物化性质(包括:溶解度、吸附、泡沫稳定性等)影响较大,而温度对气浮工艺的影响主要应该看气浮工艺的种类。例如:在离子气浮工艺中,温度的改变对不同气浮体系有不同效果,物理吸附占据优势时,吸附过程放热,吸附随温度升高而减少,但当化学吸附占据优势时,升高温度可以提高分离效率[1]。再如:在沉淀气浮工艺中,尽管温度升高可以使粒子长大,但是同时也增加了沉淀的溶解度,使泡沫稳定性降低。另外,在溶剂气浮工艺中,鉴于吸附是放热的过程,气浮工艺的分离效率会随着温度的升高而降低,当温度降低,浮悬物在气泡上的吸附力被增加,因此提高了分离效率。
  2.2 絮凝体颗粒大小
  气浮工艺并不需要大的絮凝体颗粒,经过长期的研究后发现:当絮凝体颗粒尺寸与微气泡尺寸接近时,二者的吸附率最大,因此为了保证吸附效率,使用气浮工艺的过程中,只用将絮凝体颗粒控制在气泡直径的范围内既可。一般情况下,气泡直径在10-100微米的范围内。
  2.3 微气泡大小
  大部分学者认为,如果要提高颗粒的附着效率,则气浮工艺中的气泡应该做到尺寸小,数量多。但是,实际上过小的气泡对于气浮会产生不良影响。当水中悬浮物达到一定数量时,气泡越小,水中絮体上浮所需要的气泡数量就越多,则絮体粘结性会受到影响,增加了气泡与絮体粘结的困难。与此同时,气泡越小,所需要的供气系统应该提供的压力会随之增加,其能耗也会逐渐增高。另外,浮渣的处理成本高,难度大,一直作为气浮工艺中难解决的问题,当气泡小、数量多是,增加了浮渣处理的难度和工作量,降低了工作效率。通过研究和实验,气浮工艺中的微气泡应该大小适当,将其控制在40微米左右可以达到最佳效果[2]。
  2.4 搅拌强度
  通过研究者的研究与实验,研究者认为气浮工艺并不需要尺寸大的絮体颗粒,因此,在使用气浮工艺时,可以通过适当的提高搅拌强度来保证气浮效果。通常情况下,较高的能量输入可以降低絮体小颗粒的数量,从而进一步保证气浮净水效果。另外,气浮工艺的搅拌强度依赖于混凝剂的类型。
  2.5 空气注入量
  在气浮工艺中,高压可以让空气融入水中,进而通过减压的方式将水中的空气释放出来,产生微气泡。通常情况下,气浮的进气量大于空气在水中的溶解度,当空气在水中处于过饱和状态时最为合适,而气体进气量如果过校,额会导致气泡量不够,不利于气浮工艺的使用。如果溶气罐中存在大量为溶解气体,降压释放时,这部分为溶解的气体会产生大量的气泡,是气浮系统受到影响,进而降低气浮效果。另外,有部分研究者认为,气浮技术需要的气泡量与原水的浊度有密切关系,原水浊度越高,所需气泡越多,则空寂注入量也应该随之增多。
  2.6 溶气压力
  通常溶气压力越高,空气在水中的溶解度雨大,则形成的气泡会小且均匀,这就使气泡分散度升高,气泡与污染物的粘附机会大大增多,提高了气浮的效果。在气浮工艺中,为了保证气浮效率,一般将溶气压力控制在0.3-0.5Mpa范围内。
  2.7 气流速率
  气流速度是影响气浮过程的关键因素,通常情况下,在离子气浮和溶剂起伏中,应该使用孔径稍小一点的布气板。当气流速率较低时,分离效率会随着气流速度的增加而提高,但气流速率较高时,分离效率与气流速率不成比例。导致不成比例的原因是,气泡直径会随着气流速率的增加而不断增长,进而降低了单位体积的气液界面,另外由于大气泡拥有了更好的上浮速率,因此减少气泡在始终的停留时间,总的来说,如果在保证气泡尺寸的基础上,提高气流速率,有利于提高气浮效果。
  2.8 药剂投入
  在气浮工艺中,投入的药剂对气浮效果有着决定性的作用。采用气浮主机、发泡剂等可以大大提高气浮工艺处理采出水效率,通常情况下,疏水性物质容易被气泡粘附,则容易气浮,而亲水性物质不易气浮。因此,针对不易气浮的亲水性物质。为了让污水中的亲水性浮悬物质上浮至液面,可以通过投加化学药剂的方式,改变悬浮颗粒表面的湿润性,让其异域粘附在气泡上,进而上升至液面,进行除渣处理。总的来说,在气浮工艺中,通常选用极性或非极性的表面活性药剂,以便增加其吸附性和润湿性,而为了提高气浮的除油效率,在气浮之前可以增加混凝剂、破乳剂,使气泡粘附在絮体颗粒上,保证气浮效果。
  3 结束语
  总而言之,城市化进程地不断加快对污水处理的要求会逐步增高,因此,水处理机构应该针对现有技术工艺的不足之处,不断完善工艺系统和处理方法,利用多种方法联合分级使用,充分发挥各处理单元的优势。为此,水处理人员必须深入掌握气浮工艺的影响因素,从温度、微气泡大小、搅拌强度、空气注入量、溶气压力、气流速率、药剂投入等影响因素入手,研究进一步改善工艺,优化装置措施策略,以稳定城市发展,提高经济效益同时,保证环境效益不受损害。
  参考文献:
  [1]李俊.气浮技术用于含油污水处理的研究进展[J].广东日化,2015,42(07):103-104.
  [2]孙莹.气浮法处理含油污水研究概况[J].过滤与分离,2014,24(02):46-48.

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