溶气气浮机工作原理及详细操作流程
发布时间:2024-09-27来源:实验室污水处理
溶气气浮机是一种常用于污水处理的设备,主要用于去除水中的悬浮物、油脂和其他微小颗粒。其工作原理是通过将空气溶解在水中,并在水中释放出微小气泡,气泡附着在悬浮颗粒上,使其密度降低,浮到水面,从而实现固液分离。以下是溶气气浮机的详细工作原理及相关参数的解释:
### 1. **溶气气浮机工作原理**
溶气气浮机的工作过程可以分为三个主要阶段:
**1.1 气体溶解在水中(溶气过程)**:
- 在溶气气浮系统中,污水或清水经过加压泵加压至一定压力(通常在0.3-0.6 MPa之间),并通过溶气罐或溶气塔与空气混合。
- 在加压条件下,空气溶解在水中形成“溶气水”。根据亨利定律,气体在液体中的溶解度与气体的分压成正比,因此加压能增加空气在水中的溶解度。
**1.2 溶气水的释放(释放过程)**:
- 将经过加压的溶气水通过释放器释放到处理水中。释放器将溶气水的压力迅速降低至接近常压。
- 由于压力骤然下降,溶解在水中的空气迅速从溶气水中释放,形成大量微小的气泡,通常直径在20-50微米之间。这些气泡非常小且分布均匀,容易附着在水中的悬浮颗粒上。
**1.3 气浮分离(气浮过程)**:
- 微小气泡附着在悬浮颗粒上,降低了颗粒的密度,使其上浮到水面形成浮渣层。
- 浮渣通过刮板或其他装置从水面上清除,净化后的水则从底部排出。
### 2. **溶气压力**
溶气压力是气浮机设计中的重要参数。常见的溶气压力范围通常为 **0.3-0.6 MPa**,即3-6 bar。溶气压力越高,空气在水中的溶解度越高,溶气效果越好。但过高的溶气压力会增加能耗和设备成本,因此需根据实际处理需求和气水比来优化压力值。
### 3. **气水比**
气水比是指溶解空气的体积与水体积的比值,通常表达为空气与水的体积比(V_air/V_water)。气水比的合理范围取决于污水的性质和气浮机的设计,常见的气水比范围为 **1:5到1:8**,即每5-8立方米水溶解1立方米的空气。
如果气水比过低,气泡数量不足,可能无法有效去除悬浮物;如果气水比过高,会导致不必要的空气浪费和设备效率下降。合理的气水比能够确保足够的气泡与悬浮物接触,从而提高分离效率。
### 4. **溶气释放原理**
溶气释放是溶气气浮机的核心步骤,主要通过释放器来实现。其原理如下:
**4.1 释放器的工作机制**:
- 释放器是一个压力突然下降的装置,通常由针阀或喷嘴组成。
- 当溶气水通过释放器时,水体内的压力会迅速从加压状态(0.3-0.6 MPa)降至接近常压状态(0.1 MPa以下),这种压力骤降导致溶解的空气无法继续保持在水中,因此以气泡的形式迅速从水体中释放出来。
**4.2 微气泡的形成**:
- 由于释放器设计得非常精密,气泡形成的粒径通常在 **20-50微米**,这些气泡足够小,能附着在污水中的微小悬浮物或油滴表面,起到上浮和聚集的作用。
- 微气泡形成的数量和尺寸与释放器的设计、溶气压力、以及水的流速密切相关。理想的微气泡应均匀分布,且粒径越小越容易附着在悬浮颗粒上。
### 5. **溶气气浮机的优化设计与操作要点**
- **溶气水的比例**:溶气气浮中,通常只有一部分水会经过加压溶气处理,而其余水体直接进入气浮池。溶气水的比例通常在 **10%-20%** 左右,具体比例取决于处理水的性质和处理要求。
- **反应时间**:气浮池中的水体需要足够的停留时间,通常控制在 **15-30分钟**,以确保悬浮颗粒与气泡充分接触并完全浮至水面。
- **絮凝剂的使用**:为提高气浮效果,通常在气浮前加入絮凝剂,使微小悬浮颗粒或油滴聚集成较大的絮状体,更容易与气泡结合并上浮。
### 总结
溶气气浮机通过溶解空气在水中并通过压力释放形成微小气泡,从而实现水中悬浮物的分离。关键参数包括溶气压力(0.3-0.6 MPa)、气水比(1:5到1:8),以及微气泡的生成和分离过程。优化这些参数可以提高设备的分离效率和处理效果。
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