基本介紹
- 中文名：氣浮法
- 外文名：air flotation method
- 套用形式：葉輪氣浮法、電解氣浮法等
- 影響因素：顆粒表面的性質
- 藥劑作用：脫穩、改變顆粒表面性質等
- 載體：高度分散的微小氣泡
基本原理,化學藥劑的促進作用,具體套用形式,葉輪氣浮法,電解氣浮法,
基本原理
氣浮過程的必要條件是：在被處理的廢水中，應分布大量細微氣泡，並使被處理的污染質呈懸浮狀態，且懸浮顆粒表面應呈疏水性，易於粘附於氣泡上而上浮。
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於顆粒表面的性質。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。為了便於討論，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，不易於氣泡粘附；θ>90°為疏水性顆粒，易於氣泡粘附。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，有利於氣、粒結合。反之，成牢固結合的氣、粒浮體。
圖1 親水性和疏水性物質的接觸角化學藥劑的促進作用
投加化學藥劑對氣浮效果的促進作用如下：
（1）投加表面活性劑維持泡沫的穩定性
當氣泡作為載體粘附污染物上浮至水面形成泡沫後，再用刮渣機將泡沫層刮除。這要求泡沫層相對穩定如不待刮渣，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。為維持泡沫的穩定性，可適當投加表面活性劑。
（2）利用混凝劑脫穩
以油顆粒為例，表面活性物質的非極性端吸附於油粒上，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電荷，產生雙電荷，增大了ζ電位，不僅阻礙油粒兼併，也影響油粒與氣泡粘附。為此在氣浮之前，宜將乳化穩定體系脫穩、破乳。破乳的方法可採用投加混凝劑，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，以利於與氣泡粘附而上浮。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，以免生成硫化鐵穩定膠體。
（3）投加浮選劑改變顆粒表面性質
浮選劑大多數是由極性—非極性分子所組成的。其分子一端為極性基，易溶於水（因水是強極性分子），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；而COOH是極性端，有親水性質。所以把極性—非極性分子稱為兩親分子。浮選劑的極性基團能選擇性地被親水性物質顆粒所吸附，非極性基團則朝向水，所以親水性物質顆粒的表面就轉化為疏水性物質而粘附在氣泡上，隨氣泡上浮至水面上。分離造紙廢水中的紙漿可採用動物膠、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。
具體套用形式
葉輪氣浮法
此法是將空氣引至高速旋轉葉輪，利用旋轉葉輪造成負壓吸入空氣，廢水則通過葉輪上面固定蓋板上的小孔進入葉輪，在葉輪攪動和導向葉片的共同作用下，空氣被粉碎成細小氣泡。葉輪通過軸由位於水面以上的電機帶動。圖2為葉輪氣浮裝置示意圖。圖2中，1—葉輪；2—蓋板；3—轉軸；4—軸套；5—軸承；6—進氣管；7—進水槽；8—出水槽；9—泡沫槽；10—刮沫板；11—整流板。葉輪氣浮宜用於懸浮物濃度高的廢水，設備不易堵塞。
圖2 葉輪氣浮裝置