一、氣浮與浮選

1．氣浮

是利用高度分散的微小氣泡作為載體去除水中的懸浮物,使其隨氣泡升到水面而加以去除的方法。

氣浮的對(duì)象是乳化油、疏水性細(xì)微固體懸浮物。

2．浮選

藥劑浮選法是在水中投加浮選劑，選擇性地將親水性的污染物變?yōu)槭杷?，從而能附在氣泡上，然后一起浮生到水面而加以去除的又一種水處理方法。

浮選的對(duì)象是親水性固體懸浮物、重金屬離子等。

浮選劑大多數(shù)是由極性-非極性分子所組成，一般用○-表示。圓頭表示極性基，尾端表示非極性基，有疏水性。

浮選劑的極性基團(tuán)能選擇性地被親水性物質(zhì)所吸附，非極性基則朝向水，這樣親水性物質(zhì)的表面就被轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而被黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面。

種類(lèi)：松香胺、煤油產(chǎn)品、脂肪酸及鹽類(lèi)等。

二、的原理

實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程的必要條件是使雜質(zhì)能夠黏附在氣泡上，這是一個(gè)涉及到氣、液、固三相介質(zhì)的問(wèn)題。

當(dāng)氣泡和顆粒共存于水中，即液、氣、顆粒三相介質(zhì)共存的情況下，每?jī)身?xiàng)之間的界面上都存在著各自的界面張力和界面能。界面能的大小可用下式表示：

          ω = γS   (γ-界面張力；S –界面面積)

界面能有降低到小的趨勢(shì)。顆粒能否黏附到氣泡上去，取決于水對(duì)該種顆粒的潤(rùn)濕性。一般是疏水性顆粒易于與氣泡黏附，而親水性顆粒難以與氣泡黏附。

水對(duì)各種物質(zhì)潤(rùn)濕性的大小，可用它們與水的接觸角 θ來(lái)衡量。 θ＜90^。為親水性物質(zhì)， θ＞90^。為疏水性物質(zhì)。

當(dāng)氣泡與顆粒共存于水中時(shí)，在其黏附前的體系界面能為：

ω₁= γ_水·氣S_水·氣+ γ_水·粒S_水·粒

附著后，相當(dāng)于1m²附著面積時(shí)的體系界面能為：

ω₂=γ_水·氣（S_水·氣-1）+γ_水·粒（S_水·粒-1）+γ_氣·粒×1

因此，體系界面能的變化值（即減少值）為：

△ω=ω₁ -ω₂=γ_水·氣+γ_水·粒 - γ_氣·粒

當(dāng)△ω＞0，即附著后的總界面能必須小于附著前,否則氣泡就不能從顆粒表面取代水，這能量差即轉(zhuǎn)化為擠開(kāi)顆粒表面上的水膜所做的功。

   當(dāng)顆粒處于平衡狀態(tài)時(shí)，水、氣、顆粒三相界面張力的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是：

γ_水·粒=γ_水·氣cos(180^。- θ)+γ_氣·粒

則有：△ω=γ_水·氣+γ_水·粒-γ_水·粒+γ_水·氣cosθ) =γ_水·氣(1- cosθ)

說(shuō)明并非所有物質(zhì)都能黏附到氣泡上。

                當(dāng)θ→0，不能；

                  θ＜90^。附著不牢，易于分離；

                  θ→180^。，易，如乳化油。

水的表面張力γ_水·氣越小，界面的活性越低，即體系的界面能減小值△ω越小。-煤氣洗滌廢水。

圖2-14 原理示意圖

三、設(shè)備

在一定條件下，氣泡在水中的分散程度是影響效率的重要因素。

設(shè)備按氣泡產(chǎn)生的方法分：(1) 加壓溶氣(2) 葉輪(3) 曝氣(4) 射流(5) 電解等

加壓溶氣流程

1-吸水井；2-加壓泵；3-空壓機(jī)；4-壓力溶氣罐；5-減壓釋放閥；6-浮上分液池；

7-原水進(jìn)水管；8-刮渣機(jī)；9-集水系統(tǒng)；10-填料層；11-隔板

葉輪裝置

1-葉輪；2-蓋板；3-轉(zhuǎn)軸；4-軸套；5-葉輪葉片；

6-導(dǎo)向葉片；7-循環(huán)進(jìn)水孔；8-進(jìn)氣管；9-整流板

四、特點(diǎn)及用途

易于去除比重較輕的絮體及廢水中的纖維物。對(duì)低濁度低溫水的處理效果較好。對(duì)受污染的水體可取得較好的凈化效果；凈水效率高，排泥方便。

僅需15分鐘，而一般澄清設(shè)備需60～90分鐘。