活性污泥减量及资源化916.pptVIP

泡 沫 分 离 泡沫分离法是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术．它最早被用于矿物的浮选； 该技术向含有表面活性剂的溶液中鼓泡形成泡沫层．并将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内．因此能与表面活性物质相结合的任何物质都可通过吸附作用得到浓缩，从而达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的。 泡 沫 精 馏 泡沫精馏从气泡浮选发展而来；泡沫浮选实验中发现，气泡的并聚破坏了一些气泡表面，从而释放出了被吸附物，使它通过上升的泡沫而往下淋，产生内回流而浓缩上升泡沫，结果使泡沫液更浓。 引入了外部回流，把一些在外部破坏的泡沫送回塔顶。实验证明，通过这样的操作可以达到表面吸附的饱和浓度。 泡沫精馏的优势 能从很低浓度的料液中提取所需要的组分； 相对于一般意义上的泡沫浮选法，能获得更高浓度的产物； 能耗很低，已经应用于分离表面活性剂，无机离子、酶类、蛋白质、其他有机物等。 泡沫精馏应用在污泥脱水中的问题 实验证明，通过泡沫精馏可以将固含量0.8%的污水浓缩富集为固含量6%。浓缩近8倍，污水体积减小近10倍。 泡沫精馏得到产物的表面能较低，泡沫液与被吸附物的分离较难； 由于泡沫层持液量的客观存在（Q/G 0.03），对脱水不利。 一些实验数据和想法 气升环流反应器由于严重返混，不适合用于分离操作过程，因此也不适合用于气泡浮选浓缩过程，最好选用气泡精馏过程。 气泡精馏过程应作为浓缩与富集环节，应有其他的脱水的工艺过程予以配合，才能完成脱水目标。 现有脱水工艺与实验数据的比较 比较项目 现有工艺 实验数据 沉降/泡沫浮选 含水量99% 含水量94% 机械过滤/油脚萃取 含水量76% 含水量80% 活性污泥中细胞内水 67%～72%（实验测定） 一般生物质细胞内水 40%～70%（文献值） 生物质原料的选择 活性污泥内以原生动物-钟虫，鞭虫等和菌胶团为主，能量密度很低，加之本身具有的高灰分特征，建议不以其作为生物质脱水的研究对象。 脱水方法的选择 对于分散在水体的生物质，用泡沫精馏的办法可以进行初步的富集； 进一步的脱水工艺要结合实际物料的特性进行甄选。 选用气泡负载量最大的吐温80作为浮选剂 浮选设备 初始固含量（wt%） 浮选固含量（wt%） 浓缩倍数 浮 选 柱 0.6 3.3 5.5 气升环流柱 0.5 1.1 2.2 气泡单向浮选与气体环流浮选对照 * * * 泡沫分离的工业应用 从1915年起就应用于矿物浮选； 上世纪70年代开始应用于工业废水的处理； 本世纪初开始应用于生活污水的处理。 曝气沉沙与浮选表面活性剂； 降低絮凝剂与沉淀剂的用量； 实验中必须要明确的问题 原料及基本的物性数据？ 浮选柱的结构参数？ 如何选择表面活性剂及其用量？ 浮选过程中的气含率？ 如何评价浮选效果？ 高碑店污水厂－工艺流程全图 污泥原料的基本物性 污泥颗粒在水中的行为与胶体物质相近，带有电荷，ζ电位通常在-45～20mv； 污泥的pH值为7.22； 污泥颗粒大小（均质后）200~500μm 污泥含水率99%左右； 还原污泥的含水率为97% 浮选实验设备的参数 设备参数影响浮选的两个参数 气泡表面积通量； 污泥负荷； 浮选柱结构参数 内径Ф50mm； 有效高度h 500mm； 浮选实验装置流程 气泡表面积通量和污泥负荷 单位时间内通过单位浮选柱截面积的气泡总表面积，表达了气泡数量、大小 气泡直径d 和浮选柱表观充气速率 J ， 定义为：Sb 6 Jg／db 污泥负荷是单位时间内的污泥加入量。 表面活性剂的选择与用量 HLB值，决定了表面活性剂亲水性的参数 油包水（HLB 4），水包油（HLB 10.5） 改变污泥颗粒表面的ζ电位，提高疏水性 CMC，临界胶束浓度； 对于浮选过程，低于CMC； 对于反相微胶团萃取，高于CMC。 关键因素之一。 待选表面活性剂列表 商品名 组成 类型 HLB SPAN-80 山梨醇单油酸酯 非离子 4.3 SPAN-60 山梨醇单硬脂酸酯 非离子 4.7 TWEEN-60 聚氧乙烯山梨醇单硬脂酸酯 非离子 14.9 TWEEN-80 聚氧乙烯山梨醇单油酸酯 非离子 15.0 聚乙二醇1000 聚乙二醇单油酸酯 非离子 18 油酸钠 油酸钠 阴离子 18 硬脂酸钠 硬脂酸钠 阴离子 21 十二烷基磺酸钠 十二烷基磺酸钠 阴离子 13 月桂酸 十二烷酸 阴离子 12 浮选柱中的气含率 浮选柱内的气含率直接决定了气泡荷载上浮无的数量，从而决定了污泥中有机质的产率和回收率。 通过注入清水，无采出无进料的通气实验，考察通入气体流量与平均气含率的关系。浮选通常的数据范围为20%～35%。（待测定） 水处理方法和絮凝、浮选、分离装置 Kataoka，Katsuyuki等 Ebara Cor