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气浮设备在工业污水处理应用中前景大好

发布时间:[2019-02-26 10:15:28]

    一、射流气浮设备

    射流气浮设备是近年来出现的一种污水处理设备。污水从喷嘴高速喷出时,在喷嘴的吸入室形成负压,气体被吸入;在混合段,污水携带的气体被剪切成微细气泡;在气浮池中,油珠和固体颗粒附着在气泡上上浮。射流气浮设备能耗仅相当于机械搅拌叶轮气浮的二分之一,产生气泡直径小,且制造、安装、维修方便,具有很好的应用前景。将压缩空气溶气改为喷射吸气溶气,从而加速了空气的溶解,缩短了溶气时间,同时降低了能耗。

水射器可替代空压机加气,水自水泵加压后,部分回流至水泵,在水泵压水管道和进水管道间形成回路。在回流管上安装水射器,由水射器吸入空气,空气和水在水泵内初步混合,大气泡得到一定程度的破碎,输至溶气罐形成溶气水(压力由水泵控制,维持在0.13-0.14MPa),再通过管道输送至气浮池。和空压机加压溶气相比,节省了设备投资和运行费用。溶气罐内不装填料,也不需控制水位,操作简便,气浮效果稳定。北京科技大学研制的ITU型浮选柱,采用水射流技术,吸气量稳定,水与气体混合充分,粒子和气泡的碰撞在下导管中进行,分离过程在柱体内进行,为紊流碰撞、静态分离创造了良好的条件,是一种有发展前途的高效除油气浮设备。

射流气浮设备

    二、充气水力旋流器

    充气水力旋流器 (Air-SpargedHydrocyelone,ASH)是美国入Miller 于 20 世纪 80 年代初针对选矿工业发明的一种离心浮选分离设备,它将溶气气浮与水力旋流器的流动特征结合在一起,在固液分离方面的研究和应用已比较成熟,而在油水分离方面的研究则待深入。ASH通过利用不互溶介质间的密度差而将其离心分离。待分离的含油污水在一定压力下自ASH顶部沿切线方向进入,由于器壁的限制而形成旋流由上向下流动;空气则由外侧夹套进入,通过多孔管壁进入流场,被高速旋转流体的剪切作用分割成大量的细小气泡。水中的油滴与气泡相互碰撞和吸附,在离心力作用下进入中心的泡沫柱,进而垂直向上流入溢流管形成溢流排走;净化后的水体被甩至旋流器器壁,最终经底流口排走。整个过程实现了浮选和旋流的结合,提高了油滴的去除效率。

    20世纪80年代已经有学者尝试将 ASH用于污水处理领域,主要处理含油污水和去除挥发性有机物,有的学者也尝试将ASH用于其他类型污水处理中。在希腊罗德岛某网板印刷厂的废水处理过程中,通过浮选槽和两级ASH的组合流程后,总悬浮物(TSS)和铜的去除率分别达到了79%和56%,处理后的水可达到排放标准。美国国防部2003年的一份报告中记录,某海军基地利用一套处理能力为50g/min的两级 ASH浮选装置可将油、油脂和总有机物(TRPH)的去除率均达到或超过87%,水成膜泡沫(AFFF)的平均去除率超过90%。

    虽然ASH具有很多优势,但是也存在一些问题。气液体积比、分流比在很大程度上影响ASH的处理效果,而且ASH内部流场的建立必须有足够的进料速度,以产生足够的离心加速度。ASH的多孔管有被堵塞的危险,而且难于进行完全彻底的清洗疏通,这也就使其无法进行长时间连续运转。除此之外,ASH所能分离最小粒径4 μm左右,小于4 μm的悬浮物质,无法达到分离的效果,而且在油水分离方面,若参数设置不当,油滴很容易破碎乳化成更小的颗粒,增加分离的难度。研究表明,进料量 5.0 m3/h、气液体积比为0.30-0.35、分流比为0.16-0.18 能够得到较好的分离效果。在油水分离、水中挥发性有机物的去除等方面ASH表现出高去除率、高选择性、短停留时间以及低成本等优势都使其显示出巨大的应用潜力,然而ASH要想真正在工业上成功应用,尚需进行大量的研究工作。


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