气浮

一、气浮与浮选

1．气浮

是利用高度分散的微小气泡作为载体去除水中的悬浮物,使其随气泡升到水面而加以去除的方法。

气浮的对象是乳化油、疏水性细微固体悬浮物。

2．浮选

药剂浮选法是在水中投加浮选剂，选择性地将亲水性的污染物变为疏水性，从而能附在气泡上，然后一起浮生到水面而加以去除的又一种水处理方法。

浮选的对象是亲水性固体悬浮物、重金属离子等。

浮选剂大多数是由极性-非极性分子所组成，一般用○-表示。圆头表示极性基，尾端表示非极性基，有疏水性。

浮选剂的极性基团能选择性地被亲水性物质所吸附，非极性基则朝向水，这样亲水性物质的表面就被转化成疏水性物质而被黏附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面。

种类：松香胺、煤油产品、脂肪酸及盐类等。

二、的原理

实现分离过程的必要条件是使杂质能够黏附在气泡上，这是一个涉及到气、液、固三相介质的问题。

当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介质共存的情况下，每两项之间的界面上都存在着各自的界面张力和界面能。界面能的大小可用下式表示：

          ω = γS   (γ-界面张力；S –界面面积)

界面能有降低到小的趋势。颗粒能否黏附到气泡上去，取决于水对该种颗粒的润湿性。一般是疏水性颗粒易于与气泡黏附，而亲水性颗粒难以与气泡黏附。

水对各种物质润湿性的大小，可用它们与水的接触角 θ来衡量。 θ＜90^。为亲水性物质， θ＞90^。为疏水性物质。

当气泡与颗粒共存于水中时，在其黏附前的体系界面能为：

ω₁= γ_水·气S_水·气+ γ_水·粒S_水·粒

附着后，相当于1m²附着面积时的体系界面能为：

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

因此，体系界面能的变化值（即减少值）为：

△ω=ω₁ -ω₂=γ_水·气+γ_水·粒 - γ_气·粒

当△ω＞0，即附着后的总界面能必须小于附着前,否则气泡就不能从颗粒表面取代水，这能量差即转化为挤开颗粒表面上的水膜所做的功。

   当颗粒处于平衡状态时，水、气、颗粒三相界面张力的关系应当是：

γ_水·粒=γ_水·气cos(180^。- θ)+γ_气·粒

则有：△ω=γ_水·气+γ_水·粒-γ_水·粒+γ_水·气cosθ) =γ_水·气(1- cosθ)

说明并非所有物质都能黏附到气泡上。

                当θ→0，不能；

                  θ＜90^。附着不牢，易于分离；

                  θ→180^。，易，如乳化油。

水的表面张力γ_水·气越小，界面的活性越低，即体系的界面能减小值△ω越小。-煤气洗涤废水。

图2-14 原理示意图

三、设备

在一定条件下，气泡在水中的分散程度是影响效率的重要因素。

设备按气泡产生的方法分：(1) 加压溶气(2) 叶轮(3) 曝气(4) 射流(5) 电解等

加压溶气流程

1-吸水井；2-加压泵；3-空压机；4-压力溶气罐；5-减压释放阀；6-浮上分液池；

7-原水进水管；8-刮渣机；9-集水系统；10-填料层；11-隔板

叶轮装置

1-叶轮；2-盖板；3-转轴；4-轴套；5-叶轮叶片；

6-导向叶片；7-循环进水孔；8-进气管；9-整流板

四、特点及用途

易于去除比重较轻的絮体及废水中的纤维物。对低浊度低温水的处理效果较好。对受污染的水体可取得较好的净化效果；净水效率高，排泥方便。

仅需15分钟，而一般澄清设备需60～90分钟。