氣浮的原理和種類(lèi)

總體來(lái)說(shuō)，氣浮是一個(gè)傳統(tǒng)的工藝手段，其工作主要由四大部分完成：1，溶氣過(guò)程  2釋氣過(guò)程 3，溶氣水和原水接觸和分離的過(guò)程 4，原水水質(zhì)調(diào)整的過(guò)程。氣浮的發(fā)展也就是上述四個(gè)過(guò)程不斷進(jìn)步的結(jié)果。

1、基本概念

氣浮處理法就是向廢水中通  人空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫一氣、水、顆粒  （油）三相混合體，通過(guò)收集泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。浮選法主要用來(lái)處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對(duì)密度接近于1的微小懸浮顆粒。

2、氣浮的基本原理

1、帶氣絮粒的上浮和氣浮表  面負(fù)荷的關(guān)系

粘附氣泡的絮粒在水中上浮時(shí)，在宏觀(guān)上將受到重力G浮力F等外力的影響。帶氣絮粒上浮  時(shí)的速度由牛頓第二定律可導(dǎo)出，上浮速度取決于水和帶氣絮粒的密度差，帶氣絮粒的直徑（或特征直徑）以及水的溫度、流態(tài)。如果帶帶氣絮粒中氣泡所占比例越  大則帶氣絮粒的密度就越??；而其特征直徑則相應(yīng)增大，兩者的這種變化可使上浮速度大大提高。

然而實(shí)際水流中；帶氣絮粒  大小不一，而引起的阻力也不斷變化，同時(shí)在氣浮中外力還發(fā)生變化，從而氣泡形成體和上浮速度也在不斷變化。具體上浮速度可按照實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 根據(jù)測(cè)定的上浮速度值可以確  定氣浮的表面負(fù)荷。而上浮速度的確定須根據(jù)出水的要求確定。

2、水中絮粒向氣泡粘附

如前所述，氣浮處理法對(duì)水  中污染物的主要分離對(duì)象，大體有兩種類(lèi)型即混凝反應(yīng)的絮凝體和顆粒單體。氣浮過(guò)程中氣泡對(duì)混凝絮體和顆粒單體的結(jié)合可以有三種方式，即氣泡頂托，氣泡裹攜  和氣粒吸附。顯然，它們之間的裹攜和粘附力的強(qiáng)弱，即氣、粒（包括絮廢體）結(jié)合的牢固程度與否，不僅與顆粒、絮凝體的形狀有關(guān)，更重要的受水、氣、粒三相  界面性質(zhì)的影響。水中活性劑的含量，水中的硬度，懸浮物的濃度，都和氣泡的粘浮強(qiáng)度有著密切的 。氣浮運(yùn)行的好壞和此有根本的關(guān)聯(lián)。在實(shí)際應(yīng)用中質(zhì)須調(diào) 整水質(zhì)。

3.水中氣泡的形成及其特性

形成氣泡的大小和強(qiáng)度取決  于空氣釋放時(shí)各種用途條件和水的表面張力大小。（表面張力是大小相等方向相反，分別作用在表面層相互接觸部分的一對(duì)力，它的作用方向總是與液面相切。）

（1）氣泡半徑越小，泡內(nèi)所受附  加壓強(qiáng)越大，泡內(nèi)空氣分子對(duì)氣泡膜的碰撞機(jī)率也越多、越劇烈。因此要獲得穩(wěn)定的微細(xì)泡，氣泡膜強(qiáng)度要保證。

（2）氣泡小，浮速快，對(duì)水體的  擾動(dòng)小，不會(huì)撞碎絮粒。并且可增大氣泡和絮粒碰撞機(jī)率。但并非氣泡越細(xì)越好，氣泡過(guò)細(xì)影響上浮速度，因而氣浮池的大小和工程造價(jià)。此外投加一定量的表面活  性劑，可有效降低水的表面張力系數(shù)，加強(qiáng)氣泡膜牢度，r也變小。

（3）向水中投加高溶解性無(wú)機(jī)鹽，可使氣泡膜牢度削弱，而使氣泡容易破裂或并大。

4、表面活性劑  和混凝劑在氣浮分離中的作用和影響

（1）表面活性物質(zhì)影響

如水中缺少表面活性物質(zhì)  時(shí)，小氣泡總有突破泡壁與大泡并合的趨勢(shì)，從而破壞氣浮體穩(wěn)定。此時(shí)就需要向水中投加起泡劑，以保證氣浮操作中氣泡的穩(wěn)定。所謂起泡劑，大多數(shù)是由極性一  非極性分子組成的表面活性劑，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)符號(hào)一般用0表示，圓頭端表示極性基，易  溶于水，伸向水中（因?yàn)樗菑?qiáng)極性分子）；尾端表示非極性基，為疏水基，伸人氣泡。由于同號(hào)電荷的相斥作用，從而防止氣泡的兼并和破滅，增強(qiáng)了泡沫穩(wěn)定  性，因而多數(shù)表面活性劑也是起泡劑。

對(duì)有機(jī)污染物含量不多的廢水進(jìn)行氣浮法處理時(shí)，氣泡的分散度和泡沫的穩(wěn)定性可能時(shí)是必須的（例如飲用水的  氣浮過(guò)濾）。但是當(dāng)其濃度超過(guò)一定限度后由于表面活性物質(zhì)增多，使水的表面張力減小，水中污染粒子嚴(yán)重乳化，表面電位增高，此時(shí)水中含有與污染粒子相同荷  電性的表面活性物的作用則轉(zhuǎn)向反面，這時(shí)盡管起泡現(xiàn)象強(qiáng)烈，泡沫形成穩(wěn)定；但氣一粒粘附不好，氣浮效果變低。因此，如何掌握好水中表面活性物質(zhì)的 含  量，便成為氣浮處理需要探討的重要課題之一。

（2）混凝劑投加產(chǎn)生的帶電絮粒

對(duì)含有細(xì)分散親水性顆粒雜  質(zhì)（例如紙漿、煤泥等）的工業(yè)廢水，采用氣浮法處理時(shí)，除應(yīng)用前述的投加電解質(zhì)混凝劑進(jìn)行表面電中和方法外，還可向水中投加（或水中存在）浮選劑，也可使  顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷?，并能夠與氣泡粘附。當(dāng)浮選劑（亦屬二親分子組成的表面活性物）的極性端被吸附在親水性顆粒表面后，其非極性端則朝向水中，  這樣具有親水性表面的物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，從而能夠與氣泡粘附，并隨其上浮到水面。

浮選劑的種類(lèi)很多，使用時(shí)  能否起作用，首先在于它的極性端能否附著在親水性污染物質(zhì)表面，而其與氣泡結(jié)合力的強(qiáng)弱，則又取決于其非極性端鏈的長(zhǎng)短。