TS、TJ、TV型溶气释放器
气浮法
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
浮选剂
助凝剂 抑制剂
浮选剂使亲水性物质转化为疏水性物质， 从而能使其与微细气泡相粘附。 浮选剂的种类有松香油、石油、表面活 性剂、硬脂酸盐等。
原因有二
气泡本身具有自动降低表面自由能的倾向，即气 泡合并， ΔE变小，这种合并趋势的存在，使气 泡很难做到极细的分散度（微气泡）。 纯气泡上升到水表面时，由于气泡表面水分子层 薄，会很快破灭而得不到稳定的水表“气浮泡沫 层”，致使污染物脱落而重新返回水中。 一定量表面活性剂的存在使气泡表面带同种电荷， 不易合并。同时，一定量表面活性剂的存在使水 面气泡表面有一定厚度的水膜而不易破灭，从而 有利于收集除去。
一定温度下，溶解度与压力成正比。
加 压 溶 气 的 两 种 方 式
存在问题： 填料长膜； 压缩气含油； 调节不便； 时而需放气。
存在问题： 设备较复杂； 造价偏高。
部分溶气加压气浮法
全溶气气浮工艺流程 部分溶气气浮工艺流程 回流加压溶气气浮工艺流程
回流加压溶气流程：即部分气浮池出水进行 回流溶气，实际上属于部分溶气流程。 特点：可避免废水中的高浓度悬浮物堵塞溶 气罐填料。
调节剂
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
浮选剂
助凝剂 抑制剂 作用是提高悬浮颗粒表面的水密性，以 提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。
调节剂
化学药剂的投加对气浮效果的影响
工业废水处理技术(气浮详细)
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（3）涡凹气浮的优点
根据处理水量的不同决定曝气机台数，每台曝气机只有1.12.2k.w,刮泥板马达仅为0.75-2.2kw,整套涡凹气浮设备所消 耗的动力极小，仅相当于传统溶气气浮的1/5-1/8， 槽内没有需要维修的部件设备整体性好，安装方便 气泡直径可以根据情况进行调整 节省运行费用40%—90%，节省占地面积40%—60%，5-500m3/h 的涡凹气浮机设备的安装面积仅有10-110m2 不需要循环泵、空压机、喷嘴、压力容器 不需要校准空气控制阀 不需要絮凝剂预先混合槽
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（4）工艺优势
净化池浅，但留有足够的浮渣储备空间，特别适用高浓度 污水的处理 ，处理能力大。 占地面积小，可架空 。 水位及刮渣深度均可调，流量适应范围大，刮起的浮渣含 固率高。 拼装式结构，便于运输，安装和搬迁。 均衡消能系统全不锈钢结构，无运动部件，不需清洗，不 需维护，不会堵塞。 由于微气泡直径极小，密度极高，能充分捕捉极细小的悬 浮物，不需事先将它们聚凝为很大的矾花，故可大大减少 投药量，一些场合下甚至可不投药运行，极大的降低了运 哈尔滨工业大学 行成本 。
4）气浮池设计
气固比：溶解空气量（A)与原水中悬浮物的含量（S）的比值。
A 经减压释放的溶解空气总量 a= = S 原水带入的悬浮固体总量
a.气固比的两种表示方法
分离比重小于水的液态悬浮物，a采用体积比计算； 分离比重大于水的固态悬浮物，a采用质量比计算；
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4）气浮池设计 b. a采用质量比计算公式
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4）气浮池设计 气浮分离装置：平流式，竖流式（P533图） 反应-气浮池；反应-气浮-沉淀池；反应-气浮-过滤 5）平流矩形气浮池设计
第5章 自然上浮与气浮
第二节 气浮
(2) 溶气设备—溶气罐
耐压密封钢罐，罐内常设若干 隔板或填料。
空气与水在罐内混合、溶解。 影响溶气效率的主要因素：压 力、填料种类、气液接触方式、 温度等。
第二节 气浮
影响溶气效果的因素 —亨利定律 ★ 压力越高，空气溶解 度越大，动力消耗也越大， 对设备要求也越高。 ★ 温度越高，空气溶解 度越小。 ★ 一定温度下，溶解度 与压力成正比。
或混凝法分离。
第一节 自然上浮
★ 对环境的危害 主要表现在对生态系统的严重影响。(影响空 气、水及肥料的迁移交换)。
资料：向水面排放1吨油品，可形成5×106m2油膜。
★ 处理方法 自然上浮法分离，设备为隔油池。
第一节 自然上浮 二、平流式隔油池
结构及运行状态
动画
第一节 自然上浮
Φ200-300
★ 废水来源 石油开采炼制、煤化工、石油化工及轻工等行
业的生产过程中排放大量的含油废水。
★ 物理特性 油品的相对密度一般都小于1。
第一节 自然上浮
★ 在废水中存在的状态 悬浮：油珠粒径较大，靠其与水的密度差，可
用自然上浮法分离。 溶解：油在水中的溶解度很小，一般为几个
mg/L； 乳化：油珠粒径0.5～25μm，需要采取气浮法
应用
➢ 细小悬浮物、藻类及微絮体的分离； ➢ 纸浆、细小纤维等的回收； ➢ 代替二沉池，分离和浓缩活性污泥； ➢ 含油废水中的悬浮油及乳化油分离回收； ➢ 表面活性物质和金属(浮选)的分离。
第二节 气浮
二、气泡与悬浮物的粘附条件
当气泡和颗粒(液、气、固)共存于水中，每两相 之间的界面上都存在着各自的界面张力和界面能：
《污水综合排放标准》规定：
气浮法
对σ水-气影响较大的主要是物质表面的亲水基团，亲水基 越多，则σ水-气越小，越不易被气浮处理（如乳化油及洗涤
废水等）；同时亲水基越多，污染粒子乳化严重，表面电 位增高也影响粘附。
泡沫的稳定性
由上面的讨论可知，水中表面活性剂的存 在对气浮处理有不利影响。 但是，气浮处理时，一般又要求水中含有 一定量的表面活性剂，以保证气泡具有足 够的稳定性。如果表面活性剂含量过低， 则应投加一定量的起泡剂。 为什么？
水-粒 水-气 cos(180 ) 粒-气
式中：θ——接触角（也称湿润角）。
由此可得：
E 水-气（1 cos )
上式表明，并不是水中所有的污染物质都能与气 泡粘附，是否能产生较好的粘附，与该类物质的接触
角θ 、水的表面张力σ水-气有关。
当θ>900时，颗粒为疏水表面。θ→180°时， cosθ→ -1，ΔE→2σ水-气，这类物质憎水性强（称憎
污水处理技术中，浮上法固-液或液-液分离技术应 用的几方面：
石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离;
工业废水处理;
污水中有用物质的回收;
取代二次沉淀池，特别是用于易产生活性污泥膨胀的 情况;
剩余活性污泥的浓缩。
水中颗粒与气泡的粘附条件
悬浮颗粒能否与气泡粘附主要
取决于颗粒表面的性质。颗粒
b
B H1
L
3 2 1
5
8
8
7
4
6
i
L2
L2
图 8-5 双室平流式电解气浮池
1-入流室；2-整流栅；3-电极组；4-出口水位调节器； 5-刮渣机；6-浮渣室；7-排渣阀；8-污泥排除口
分散空气浮上法
气浮机的种类及使用注意事项详解
气浮机的种类及使用注意事项详解气浮是指利用高度分散的微小气泡黏附污水中的污染物，形成密度小于水的气浮体，实现固-液分离和液-液分离的过程，适用于去除水中密度小于1t/m3的悬浮物、油类和脂肪，可用于污水处理的预处理与深度处理，气浮机在炼油、造纸、化工、焦化、洗涤、食品等行业的废水处理上应用十分广泛。
1、气浮机的种类目前市场上常见的气浮机有溶气气浮机、涡凹气浮机，浅层气浮机。
本期详细介绍一下这几种气浮机的原理及使用范围。
（1）压力溶气气浮机压力溶气气浮（DAF）主要由溶气泵、释放器、刮渣机、空压机、加药系统、配电系统等组成。
适用于处理低浊度、高色度、高有机物含量、低含油量、低表面活性物质含量或具有富藻的水，广泛用于造纸、印染、电镀、化工、食品、炼油等工业污水处理。
适合小水量小于500m3/d 的污水处理。
相对于其他的气浮方式，它具有水力负荷高、池体紧凑等优点，但是它的工艺复杂、电能消耗较大、空压机的噪声大等缺点也限制着它的应用。
溶气气浮工艺段分：混/絮凝区、溶气释放区、沉淀区、溶气水回流区、污泥槽、清水槽。
（2）涡凹气浮机涡凹气浮机是一种主要用于去除工业或城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物而设计的新型污水处理设备，系统主要由曝气装置、刮渣装置和排渣装置组成，其中曝气装置主要是带有专利性质的涡凹曝气机，刮渣装置主要由刮渣机和牵引链条组成。
涡凹曝气系统结构示意图。
工作原理为：溶气设备由电机带动高速旋转（旋转速度一般控制在1000~3000r/min），利用底部扩散叶轮（该叶轮的叶片为空心状）的高速转动在水中形成一个负压区，使液面上的空气沿着“涡凹头”的中空管进入扩散叶轮释放到水中，并经过叶片的高速剪切而变成小气泡。
小气泡在上浮的过程中黏附在絮凝体上而形成新的低密度絮凝体，靠水的浮力将水中的悬浮物带到水面，然后靠刮渣装置除去浮渣。
其工艺流程如下：经过预处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型曝气段，涡凹曝气机底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，从而将液面上的空气通过抽风管道输入水中，由叶轮高速转动而产生的三股剪切作用把空气粉碎成微气泡，空气中的氧气也随之溶入水中；固体悬浮物与微气泡黏附后上浮到水面，并通过呈辐射状的气流推动力将其驱赶到刮泥机附近。
第四章 气浮
33
加压溶气法需要的设备： 空气压缩机、溶气罐、减压阀或溶气释放 器、水泵。 溶气量、析出气泡大小及气泡均匀性与压 力、温度、溶气时间、溶气罐及释放器构 造等因素有关。
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A、溶气压力：
空气在水中的溶解度V与压力p的关系符合 亨利定律。 ★ 压力越高，空气溶解度越大，动力消耗 也越大，对设备要求也越高。 ★ 温度越高，空气溶解度越小。 ★ 一定温度下，溶解度与压力成正比。
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叶轮气浮设备构造示意图
20
布气浮选的特点:
• 优点：设备简单，易于实现。 • 缺点：空气被粉碎的不够充分，形成的气泡 粒径较大，一般不小于 l0OOµm，这样，在供 气量一定的情况下，气泡的表面积小。 • 由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去 除污染物质的接触时间短，这些因素都使布 气气浮法去除效率较低。
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溶气罐形式
（a）纵隔板式； (b)花板式； (c)横隔板 式； 式；(d) (d) (d)填充式； 填充式； 填充式；(e) (e) (e)涡轮式 涡轮式
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填料溶气罐的主要工艺参数：
过流密度：2500-5000 m3/m2.d ； 填料高度：0.8-1.3m ； 液位高度：0.6-1.0m（从罐底计）； 承压能力：大于0.6MPa ； 工作压力：0.3～0.5MPa 。
40
溶气罐供气方式：
a、采用水泵吸水管上吸入空气； b、在水泵加压管上设置射流器吸入空气； c、采用空气压缩机供气。
41
a、采用水泵吸水管上吸入空气
BACK
42
b、在水泵加压管上设置射流器吸入空气
12
4.3.2 布气气浮法
• 布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水 中的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选 的方法。 • 按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为 水泵水管吸气浮选、射流浮选、扩散曝气 浮选以及叶轮气浮等四种。
气浮的基本原理
8
图 8-14 内循环式射流加压溶气方式
1-回流水；2-清水池；3-加压泵；4-射流器Ι ；5-射流器Ⅱ；6-溶气罐； 7-水位自控设备；8-循环泵；9-减压释放设备；10-真空进气阀
（3）空气饱和设备：
作用：在一定压力下将空气溶解于水中而提供溶气水的设备
加压泵：溶入空气量V=KTP（L/m3水）
e——极板净距，mm；e=15~20mm
φ——极板厚度，mm；δ=6~10mm
3 2 1
i
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B H1
5
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L 6
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8
L2
L2
图 8-5 双室平流式电解气浮池
1-入流室；2-整流栅；3-电极组；4-出口水位调节器； 5-刮渣机；6-浮渣室；7-排渣阀；8-污泥排除口
② 电极作用表面积
S（8—EQ 7）(m 2 )
式中：P ——空气所受的绝对压力（Pa）
KT——溶解常数，见表13—4
设计空气量V’=1.25V（L/m3水）
空气在水中的溶解量与加压时间关系
溶气罐
进水
填充式溶气罐（图8—15）
出水
图 8-15 填充式溶气罐
（3）溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径20~100um
● 减压阀（截止阀）
每个阀门流量不同，气泡合并现象，阀芯、阀杆、螺栓易松动。
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
2、平流式电解气浮池（图8—5） 平流式电解气浮装置的工艺设计
① 电流板块数
n B 21 e
式中：B——电解池的宽度，mm e
l——极板面与池壁的净距，取100mm
气浮池
加压气浮池的计算在水温C ︒20溶气压力为0.25MPa 时，采用TS 型溶气释放器，其释气量为L mL 40。
当回流比为10%时，出水浊度可降至4NTU 左右，除藻率在80%以上。
（1）基本设计数据的确定：1）絮凝时间采用15min 。
2）回流比取10%。
3）接触室上升流速采用s mm 20。
4）气浮分流速度采用2s mm 2。
5）溶气罐过流密度取)15023m h m ∙。
6）溶气罐压力定为0.25MPa 。
7）气浮池分离室停留时间为16min 。
（2）气浮池：1）加压溶气水水量：h m Q R Q p 3'3.832420000%10=⨯==同时根据所需压力为0.25MPa,选6SA-8型号水泵一台，为安全计，增设一台备用。
2）气浮所需空气量：h L Q Q p g 4.39982.1403.83=⨯⨯==αφ3）空气压缩机所需额定气量：m i n 093.04.11000604.39981000603'm Q Q g g =⨯⨯=⨯=ψ 故选用Z-0.3/7型空压机一台，为安全计，增设一台备用。
4）压力溶气罐直径： m I Q D p71.01503.8344=⨯⨯==ππ 选用标准填料罐，TR-10型溶气罐一只。
5）溶气罐容积：32.460m T Q W R == 6）溶气罐的高度： m D W H 6.10421==π 7)气浮接触室尺寸： 接触室平面面积：37.123600001.0203.83833m v Q Q A c pc =⨯⨯+=+=接触室宽度选用m b c 5.1=，则接触室长度（即气浮池宽度）：m b A B c c c 5.85.17.12===8）气浮分离室尺寸： 分离室平面面积：31273600001.023.83833m v Q Q A s ps =⨯⨯+=+= 分离室长度：m B A L s c 9.145.8127===9）气浮池水深： m t v H s 92.11000601621000=⨯⨯==10）气浮池的容积：m H A A W s c 2.26892.1)1277.12()(=+=+= 总停留时间：min 6.178333.832.2686060=+⨯=+⨯=p Q Q W T 11）气浮池集水管：集水管采用穿孔管，沿池长方向均布四根（管间距1.33m ）,每根管的 集水量m Q Q q p32294=+=，选用管直径D=600mm,管中最大流速为s m 86.0。
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型系列溶气释放器
1、概? 况
??? 压力溶气气浮净水法是一种新的水处理技术它已在我国和许多先进工业国中广泛应用。
这种新净水法是将压力溶气水中释放出的大量微细气泡引入待处理水中。
利用粘附在固体杂质上气泡的浮托力，达到固、液快速分离，并提高浮渣浓缩程度的目的。
因此，被认为是水处理技术上的一次重在突破。
??? 溶气释放器是压力气气浮净水系统中关键装置。
压力溶气中只有通过该置降压消能后，才能释放出大量的微细气泡，释放器性能的好坏，涉及到气释放出的我寡，气泡的微细度及气泡尺寸的分配律等，它直接影响气浮法净水的电能的消耗。
为此，工业发达国家将先进的溶气释放器纳入专利，加以保护。
??? TS-70型低压溶气释放器。
它是国内首创的专用释放器，可在低压下释出符合气浮净水要求的大量微气泡，为此TS-70型溶气释放器于1980年获得了国家发明奖。
??? 随着国内气浮净水技术的推广，第一代TS型释放器保留了TS型优良的释放性能，增加了出水量，而且增设了水射器抽真空置。
在堵塞时，可以不拆卸释放器而在原位冲洗。
但它有管咀出水分布不够均匀及增加抽真空装置的不足。
TV型均分布振动溶气释放器是继TS型、TJ型溶气释放器后最新研制成的第三代溶气释放器，它是在探讨溶气释放基本原理的基础上，结合振动动原理而研制成功的。
它既吸了TS、TJ型溶释放器的各项优良性能，又提高了释放器释放出水的分布均匀性。
增加了微气泡与待处理水中杂质碰撞粘附的机率，从而进一步改善了气浮净水效果。
此外，释放器如一量受堵，只要在气浮池外打开通气阀，
接通压缩空气气源，就能利用压力溶气水将释放器内的堵物冲洗干净。
这就克服TS型溶气释放器易堵的弊病。
同时，也比TJ型溶气释放器节省了抽真空装置。
?? TV型系列溶气释放器具有以下先进技术性能：
??????? 1. 在2公斤/厘米2的低压下，即能有效地工作；
??????? 2. 释出气泡的平均直径仅在20～30微米；
??????? 3. 释气率高达99%以上。
2、TS型系列溶气释放器
（1）产品规格及选用数据
3、TJ型系列溶气释放器
(1) 产品规格及选用数据
?? TJ型溶气释放器目前有五种规格，其压力、出流量及作用范围参见下表，以供设计时选用。
(2)使用说明
?? TJ型溶气释放器内有一可升降的舌簧。
在正常工作时，该舌簧利用泵的压力（通过水射器及抽真空传递）处于工作位置。
如当水中杂质堵塞释放器而影响正常释气时，则可开启水射器后的闸门，使水射器工作，在抽真空管内产生负压，而将舌簧拉起，因此，也应加大了水流的通道，而将杂质排出，待冲洗一段时间后（约十余秒）。
关闭闸门，即能使舌簧复位，投入正常工作。
?(3)安装须知
1.必须先将压力溶气水总、支管冲洗干净后，方可装上TJ型溶气释放器
型释放器可以倒装。
即抽真空的一头在下，而接溶气的一头在上。
3.不管释放器正装或倒装，水射器及其控制闸门都宜装在便于操作处。
4.每只水射器允许接8～10只TJ型释放器。
型释放器应水平安装。
以防各出流量分配不均。
6.如释气水出流需要改变方向。
可以出口端自行装弯头改向，但不宜加接管。
4、TV型系列溶气释放器
??? TV型均匀分振动溶气释放器已获准新产品。
?? （1）产品规格及选用数据
?? TV型均匀分布振动溶气释放器目前有三种规格，其压力，出流量及作用范围参见下表，以供设计时选用。
（2）作用说明
??? TV型均匀布振动熔气释放器在正常工作时，振动盘因随弹簧压力而与固定盘保持最佳工作状态时的间隙。
如当水中杂质堵塞释放器而正常释放时，则可接通压缩空气机气源，使振动盘落下一段距离，致使水流通道加大，杂质很快被溶气水冲走，约隔数秒钟后，即切断气源并打开放阀放气，使振动盘复位，再次处于最佳工作状态。
（3）安装须知
本释放器虽能防堵，但对粗大杂质仍需消除后才能使用，为此：
???? 1.首先将压力溶气水总、支管中杂质冲洗干净，最好利用气、水混合反复冲洗数次，以证大杂质能被冲净，然后在固定溶气总管上接出溶气以管相接溶气释放器。
2.为了保证释放器出水均匀和正常工作，安装时应保持释放器位置不倾斜。
3.耐奢橡胶与固定压缩空气总管上的支管连处应予箍紧，并保证能承受5kg/cm2 气压。
4.通气阀与放气阀应固定在便于操作处，释放器一般不宜倒装。