氣浮工藝

　　氣浮工藝是指利用高度分散的微小氣泡作為載體粘附于廢水中污染物上，使其浮力大于重力和上浮阻力，從而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫，實現(xiàn)固液或液液分離的過程稱為氣浮法。氣浮過程的必要條件是：在被處理的廢水中，應(yīng)分布大量細(xì)微氣泡，并使被處理的污染質(zhì)呈懸浮狀態(tài)，且懸浮顆粒表面應(yīng)呈疏水性，易于粘附于氣泡上而上浮。

　　基本原理

　　氣浮過程的必要條件是：在被處理的廢水中，應(yīng)分布大量細(xì)微氣泡，并使被處理的污染質(zhì)呈懸浮狀態(tài)，且懸浮顆粒表面應(yīng)呈疏水性，易于粘附于氣泡上而上浮。

　　懸浮顆粒與氣泡粘附的原理：水中懸浮顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質(zhì)。顆粒表面易被水濕潤，該顆粒屬親水性;如不易被水濕潤，屬疏水性。親水性與疏水性可用氣、液、固三相接觸時形成的接觸角大小來判別，在氣、液、固三相接觸時，固、液界面張力線和氣、液界面張力線之間的夾角以θ表示。為了便于討論，水、氣、固體顆粒三相分別用1、2/3表示，如圖1所示。如θ<90°為親水性顆粒，不易于氣泡粘附;θ>90°為疏水性顆粒，易于氣泡粘附。在氣、液、固相接觸時，三個界面張力總是平衡的。水中顆粒的濕潤接觸角(θ)是隨水的表面張力(σ1，2)的不同而改變的。增大水的表面張力(σ1，2)，可以使接觸角增加，有利于氣、粒結(jié)合。反之，成牢固結(jié)合的氣、粒浮體。
 

　　化學(xué)藥劑的促進(jìn)作用

　　投加化學(xué)藥劑對氣浮效果的促進(jìn)作用如下：

　　(1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性

　　當(dāng)氣泡作為載體粘附污染物上浮至水面形成泡沫后，再用刮渣機(jī)將泡沫層刮除。這要求泡沫層相對穩(wěn)定如不待刮渣，泡沫即行破滅，使浮上分離的污染物又重回到廢水中，降低了處理效果。為維持泡沫的穩(wěn)定性，可適當(dāng)投加表面活性劑。

　　(2)利用混凝劑脫穩(wěn)

　　以油顆粒為例，表面活性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍一層負(fù)電荷，產(chǎn)生雙電荷，增大了ζ電位，不僅阻礙油粒兼并，也影響油粒與氣泡粘附。為此在氣浮之前，宜將乳化穩(wěn)定體系脫穩(wěn)、破乳。破乳的方法可采用投加混凝劑，使廢水中增加相反電荷的膠體，壓縮雙電層，降低ζ電位，使其電性中和，促使廢水中污染物破乳凝聚，以利于與氣泡粘附而上浮。常用的混凝劑有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁等。其投加劑量宜根據(jù)試驗確定。如果廢水中含有硫化物，則不宜使用鐵鹽作混凝劑，以免生成硫化鐵穩(wěn)定膠體。

　　(3)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì)

　　浮選劑大多數(shù)是由極性—非極性分子所組成的。其分子一端為極性基，易溶于水(因水是強(qiáng)極性分子)，另一端為非極性基，有疏水性。例如肥皂中的硬脂肪酸，它的C17H35是非極性端，有疏水性質(zhì);而COOH是極性端，有親水性質(zhì)。所以把極性—非極性分子稱為兩親分子。浮選劑的極性基團(tuán)能選擇性地被親水性物質(zhì)顆粒所吸附，非極性基團(tuán)則朝向水，所以親水性物質(zhì)顆粒的表面就轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)而粘附在氣泡上，隨氣泡上浮至水面上。分離造紙廢水中的紙漿可采用動物膠、松香等作浮選劑。動物膠投量為3.5mg/L,松香、鋁礬土、甲醛各0.3mg/L，氫氧化鈉0.1mg/L。
 

　　具體應(yīng)用形式

　　葉輪氣浮法

　　此法是將空氣引至高速旋轉(zhuǎn)葉輪，利用旋轉(zhuǎn)葉輪造成負(fù)壓吸入空氣，廢水則通過葉輪上面固定蓋板上的小孔進(jìn)入葉輪，在也輪攪動和導(dǎo)向葉片的共同作用下，空氣被粉碎成細(xì)小氣泡。葉輪通過軸由位于水面以上的電機(jī)帶動。圖2為葉輪氣浮裝置示意圖。圖2中，1—葉輪;2—蓋板;3—轉(zhuǎn)軸;4—軸套;5—軸承;6—進(jìn)氣管;7—進(jìn)水槽;8—出水槽;9—泡沫槽;10—刮沫板;11—整流板。葉輪氣浮宜用于懸浮物濃度高的廢水，設(shè)備不易堵塞。

　　電解氣浮法

　　電解氣浮法是用不溶性陽極和陰極，通以直流電，直接將廢水電解。陽極和陰極產(chǎn)生氫和氧的微細(xì)氣泡，將廢水中污染物顆粒或先經(jīng)混凝處理所形成的絮體粘附而上浮至水面，生成泡沫層，然后將泡沫刮除，實現(xiàn)污染物的去除。電解過程所產(chǎn)生的氣泡遠(yuǎn)小于散氣氣浮法和溶氣氣浮法所產(chǎn)生的氣泡，且不產(chǎn)生紊流。電解法不但起一般氣浮分離作用，它兼有氧化還原作用，能脫色和殺菌。處理流程對廢水負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，生成的泥渣量相對較少，占地面積也少。
 

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