一、实验目的
(1)加深对基本概念及实验原理的理解;
(2)掌握加压溶气气浮实验方法,并能熟练操作各种仪器;
(3)通过实验系统的运行,掌握加压溶气气浮的工艺流程。
二、实验原理
气浮法是目前水处理工程中应用日益广泛的一种方法。该法主要用于处理水中相对密度小于或接近l的悬浮杂质,如乳化油、羊毛脂、纤维以及其他各种有机的悬浮絮体等。气浮法的净水原理是:使空气以微气泡的形式出现在水中,并自下而上慢慢上浮,在上浮过程中使气泡与水中污染物质充分接触相互黏附,形成相对密度小于水的气、水结合物上升到水面,使污染物质以浮渣的形式从水中分离,从而达到去除污染物质的目的。要产生相对密度小于水的气、水结合物,应满足以下条件:
(1)水中污染物质具有足够的憎水性。
(2)水中污染物质相对密度小于或接近1。
(3)微气泡的平均直径在50~100μm。
(4)气泡与水中污染物质的接触时间足够长。
气浮净水法按照水中气浮气泡产生的方法可分为电解气浮法、散气气浮法和溶气气浮法几种。溶气气浮又可分为加压溶气气浮和真空溶气气浮。由于散气气浮一般气泡直径较大,气浮效果较差,电解气浮气泡直径虽然远小于散气气浮和溶气气浮气泡直径,但耗电较多,故在目前国内外的实际工程中,加压气浮法应用最广泛。
加压溶气气浮法就是使空气在一定压力的作用下溶解于水中至饱和状态,然后突然把水面压力降到常压,此时溶解于水中的空气便会以微气泡的形式从水中逸出。加压气浮装置由空气饱和设备、空气释放设备和气浮池等组成。其基本工艺流程有全容器流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程。目前工程中广泛采用有回流系统的加压容器气浮法,这种气浮法将部分废水进行回流加压,然后直接进入气浮池。
加压溶气气浮的影响因素很多,有水中空气的溶解量、气泡直径、气浮时间、气浮池有效水深、原水水质、药剂种类及其加药量等。因此,采用气浮净水法进行水处理时,常要通过实验测定一些有关的设计运行参数。
加压溶气气浮实验装置如图4-12所示。
图4-12 加压溶气气浮实验装置示意图
三、实验仪器与试剂(www.xing528.com)
硫酸铝、废水、水质(SS)分析所需的器材及试剂(参见第三章)。
四、实验步骤
(1)检查气浮实验装置是否完好。
(2)把自来水加到回流加压水箱与气浮池中至有效水深的90%。
(3)将含有悬浮物或胶体的废水加到废水配水箱中,投加硫酸铝等混凝剂后搅拌混合。
(4)开启加压水泵加压至0.3~0.5MPa。
(5)待溶气罐中的水位升至液位计中间高度,缓慢地打开溶气水出水阀门,使溶气罐的液位保持基本不变,液体流量在2~4L/min范围内。
(6)待空气在气浮池中释放并形成大量微小气泡时,再打开废水配水箱,废水进水量可按4~6L/min控制。
(7)开启射流器加压至0.3MPa(并开启加压水泵),其空气流量可先按0.1~0.2L/min控制,考虑到加压溶气罐及管道中难免漏气,其空气流量可按保持水面在溶气罐内的中间位置进行控制,多余的气可以通过溶气罐顶部的排气阀排除。
(8)测定废水与处理后的出水水质(SS)。
(9)改变进水量、溶气罐内的压力、加压水量等,重复步骤(4)~(8),测定水的SS。
五、实验结果与数据处理
计算不同运行条件下废水中污染物(以悬浮物表示)的去除率。以去除率为纵坐标,以某一运行参数(如溶气罐的压力、气浮时间或气固比等)为横坐标,画出污染物去除率与运行参数之间的定量关系曲线。
思考题
(1)气浮一般适用于什么样的污水处理?
(2)观察实验装置运行是否正常,气浮池内的气泡是否很微小?若不正常,是什么原因?如何解决?
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