氣浮法是將空氣或其他氣體通入廢水中產(chǎn)生氣泡,使水中的一些小懸浮物或固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡漂浮到水面上刮去,完成固液分離的凈水過程。
一、混凝預(yù)處理對(duì)氣浮凈水效果的影響
良好的混凝效果對(duì)氣浮過程非常重要,混凝預(yù)處理的效果可以通過絮體顆粒的大小、攪拌強(qiáng)度和反應(yīng)時(shí)間來控制。
1.氣浮對(duì)絮體粒度的要求
氣浮工藝與沉淀工藝相似,還需要數(shù)百微米甚至更大尺寸的絮體顆粒。當(dāng)微氣泡和絮體顆粒的大小相似時(shí),它們之間的粘附效率高。氣浮工藝中使用的微氣泡直徑一般在10~100um之間,因此我們使用的絮體顆粒的粒徑在幾十微米到100um之間可以滿足要求。
2.氣浮對(duì)反應(yīng)攪拌強(qiáng)度的要求
在整個(gè)氣浮過程中,基本不使用大尺寸絮體顆粒,因此可以提高反應(yīng)和攪拌的強(qiáng)度(提高G值),這已經(jīng)被許多專家的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。通過研究發(fā)現(xiàn),氣浮過程中應(yīng)用的佳G值依賴于混凝劑類型:FeCl3為70s-1,鋁鹽為70~80s-1,PACG值大于30s-1。如果G值在10~50s-1范圍內(nèi),氣浮過程中的顆粒去除效果也很好,輸入可有效減少小顆粒
3.氣浮對(duì)反應(yīng)時(shí)間的要求
沉淀和氣浮在早期水處理中的絮凝時(shí)間相同,一般為45分鐘。一些專家還指出,氣浮過程只有15~20分鐘,所以許多水廠是兩級(jí)絮凝,絮凝時(shí)間一般為20分鐘。
二、化學(xué)藥劑的加入對(duì)氣浮效果的影響
一般來說,疏水性或親水性物質(zhì)需要添加化學(xué)物質(zhì)來改變顆粒的表面性質(zhì),以便更好地吸附顆粒和氣泡。
(1)混凝劑
混凝劑分為無機(jī)和有機(jī)聚合物混凝劑,可使污水中的小顆粒絮凝成大絮凝劑,提高顆粒的浮動(dòng)速度。它還可以改變污水中懸浮顆粒的親水性。
(2)浮選劑
石油、松香油、硬脂酸鹽、表面活性劑等都是浮選劑。它有很多種,通常由極性-非極性分子組成。親水性懸浮顆粒表面吸附浮選劑的極性基后,非極性基會(huì)朝向水,使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì),然后與細(xì)小的氣泡粘附。
(3)助凝劑
助凝劑的主要作用是提高懸浮顆粒表面的水密性,然后提高顆粒的可浮性,如聚丙烯酞胺。
(4)抑制劑
抑制劑的主要作用是抑制某些物質(zhì)的浮動(dòng)性能,而不影響需要去除的雜質(zhì),如硫化鈉和石灰。
(5)調(diào)節(jié)劑
調(diào)節(jié)劑的主要功能是調(diào)節(jié)污水的pH值,從而調(diào)節(jié)氣泡在水中的分散度和與懸浮顆粒的粘附能力,如各種酸堿。
三、微氣泡特性對(duì)氣浮凈水效果的影響
氣浮過程中關(guān)鍵的部分是大量微氣泡的形成,微氣泡的特性對(duì)氣浮凈水的效果有很大的影響。
1.微氣泡大小
近年來,大量試驗(yàn)表明,微氣泡越小越好,主要原因如下:
(1)如果微氣泡很小,絮體顆粒在浮動(dòng)過程中會(huì)需要大量的氣泡。絮體顆粒很難附著大量的微氣泡。
(2)微氣泡是通過能量消耗產(chǎn)生的,氣泡越小,需要的能量就越多。
(3)如果微氣泡很小,很容易跟著水流進(jìn)入下一個(gè)濾池,很容易造成氣阻。
(4)分離區(qū)域表面的負(fù)荷也會(huì)影響微氣泡的大小。當(dāng)浮池表面負(fù)荷增加時(shí),水中絮凝結(jié)合體的停留時(shí)間縮短,只有增加浮動(dòng)率才能浮到水面。顯然,附著在一定數(shù)量的小氣泡比附著在相同數(shù)量的大氣泡具有更大的相對(duì)密度和更小的浮動(dòng)率,因此不利于增加浮池的表面負(fù)荷。
2.微氣泡的表面特性
通常,水中的微氣泡優(yōu)先吸附一些負(fù)離子和負(fù)電,相應(yīng)的表面電位為較高的負(fù)值。測(cè)量結(jié)果表明,氣浮過程中微氣泡的表面電位一般在-100mV左右,絮體顆粒的表面電位通常為負(fù),因此在相互接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電排斥,對(duì)其碰撞粘附過程產(chǎn)生影響。原水水質(zhì)和吸附離子的類型和數(shù)量不同,微氣泡強(qiáng)度、表面疏水性和電性也不同。在水中添加電解質(zhì)可以改變微氣泡的上述特性,影響氣浮效果。