第十章废水物理处理(气浮)..

f
界面张力平衡
在气、液、固相接触时，三个界面张 力总是平衡的。以σ表示界面张力， 有： σ1.3= σ2.3 -σ1.2cos(180ْ－θ）
θ σ2.3
σ1.2
σ1.3
σ1.3
式中：σ1.3——水、固界面张力； σ1.2——液、气界面张力； σ2.3——气、固界面张力； θ——接触角。
水中气泡与颗粒粘附前、后单位界面面积上界面能的变化
第十章 污水的物理处理（气浮）
第五节 隔油池
纺织工业中的洗毛废水 轻工业中的制革废水
含 油 废 水 的 来 源
石油开采 石油开采及 加工工业 铁路及交通运输工业 屠宰及食品加工 固体燃料热加工 焦化含油废水 焦炉气的冷凝水 洗煤气水 各种储罐的排水 石油炼制 石油化工
机械工业中车削工艺中的乳化液
油 的 状
2H 2e H 2
OH 4e 2H 2 O O2
在直流电作用下，正负两极产生的氢和氧 的微气泡，将废水中呈颗粒状的污染物带至 水面以进行固液分离。
8.2.1.2.电解气浮法的气浮装置 1、竖流式电解气浮池（图8—4）
10 9
出水
4 5 7 进水 3 5 2 1 6 8 排泥
水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为： E1=σ2.3十σ1.2 而粘附后则为： E2=（1- ∆ S）σ2.3+ （1- ∆ S） σ1.2+ ∆ S σ1.3 水中气泡与颗粒粘附前后界面能变化为： ∆E＝E1—E2 ＝ ∆ S σ2.3十∆ S σ1.2一∆ S σ1.3 因 σ1.3= σ2.3 -σ1.2cos(180ْ－θ） ∆E＝ ∆ S σ1.2 (1-cosθ) 当θ→0，即颗粒完全被水湿润，cosθ→1，∆E→0，颗粒 不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。 当θ→180，颗粒完全被水湿润，cosθ→-1，∆E→2σ1.2， 颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。
呈乳化 状态的 乳化油
态
呈溶解 状态的 溶解油
油 污 染 对 环 境 的 危害
土壤
含油废水侵 入土壤孔隙间形 成油膜，产生堵 塞作用，致使空 气、水分及肥料 均不能渗入土 中，破坏土层结 构，不利于农作 物的生长,甚至导 致农作物枯死。
水体
含油废水排 入水体后将在水 面上产生油膜， 阻碍大气中的氧 向水体转移，使 水生生物处于严 重缺氧状态而死 亡。在滩涂上还 会影响养殖和利 用。
θ
气 泡 气-颗粒吸附 与 颗 粒 的 气泡顶托 粘 附 形 气泡裹夹 式
8.2 气浮的分类与特点
根据气泡产生的方式气浮法分为： 电解气浮法 散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。 溶气气浮法：溶气真空气浮 加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、 回流加压溶气流程。
8.2.1电解气浮法 8．2．1．1工作原理 电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以 直流电，直接将废水电解。阳极和阴极产生 氢气和氧的微细气泡，将废水中的污染物颗 粒或先经混凝处理所形成的絮凝体粘附而上 浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除， 实现分离去除污染物质。
水对各种物质 润湿性的大小 可用它们与水 的接触角来衡 量。
水对颗粒物质的润湿性
当0时，这种 物质不能气浮； <90° ，这种物 质附着不牢，易 于分离；当 180 °时，这 种物质易被气浮。
界面能与界面张力
界面张力：
f=2σ L σ 是表面张力系数
△λ
σ =f/2L
界面能 E=f △λ = 2σ L △λ =σ （2L △λ ） = σ △s 说明空气和液体间有能， 叫界面能。
8.1 气浮的基本原理
1、基本概念 利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于 废水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力 和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成 泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫， 实现固液或液液分离的过程称为气浮。
悬浮颗粒与气泡的黏附性
悬浮颗粒与气 泡的黏附性取 决于水对该种 物质的润湿性。
沟道
含油废水排 入城市沟道，对 沟道、附属设备 及城市污水处理 厂都会造成不良 影响。
4、隔油池
（1）平流式隔油池 与平流式沉淀池在构造上基本相同。
（2）斜板式隔油池 可分离油滴的最小直径约为60um，相应的上 升速度约为0．2mm／s。含油废水在斜板式隔油 池中的停留时间一般不大于30min，为平流式隔 油池的1/4—1/2
5、乳化油及破乳方法
乳化现象
水 油
水
乳 化 油剂
乳 化 液
乳化剂剂(脂肪酸盐)示意图
两种不同类型乳状液示意图
（1）来源 ①由于生产工艺的需要而制成的。 ②以洗涤剂清洗受油污染的机械零件、油槽车等而产 生乳化油废水； ③含油(可浮油)废水在沟道与含乳化剂的废水相混合， 受水流搅动而形成。
（2）破乳方法 破乳的方法有多种，但基本原理一样，即 破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分 离。破乳途径有下述几种： ① 投加换型乳化剂。 ② 投加盐类、酸类。 ③投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂 例如异戊醇
图 8-4 竖流式电解气浮池
1-入流室；2-整流栅；3-电极组；4-出流孔；5-分离室；6-集水孔； 7-出水管；8-排沉泥管；9-刮渣机；10-水位调节器
④搅拌、震荡、转动 通过剧烈的搅拌、震荡或转动， 使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。 ⑤过滤 如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法 拦截被固体粉末包围的油滴。 ⑥改变温度 改变乳化液的温度(加热或冷冻)来破坏 乳状液的稳定。
第八章 气浮
•气浮的基本原理 •气浮的分类与特点 •气浮法在废水处理中的应用
呈悬浮 状态的 可浮油
油滴的粒径较大，可以依靠油水密度差而从 水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这 种状态的油一般占废水中含油量的60%~ 80%左右。（浮油和分散油） 粒径：60μm以上 平流分离100～150μm；斜板60μm以上 非常细小的油滴，由于其表面有一层由乳化剂 形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用 静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的 作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳。 乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。 细分散油粒： 10～60μm 乳化油：粒径< 10μm 油品在水中的溶解度非常低，只有几个毫克 每升。 溶解油：5～15mg/L