技術文章
Technical articles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。
氣浮的對象是乳化油、疏水性細微固體懸浮物。
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。
浮選的對象是親水性固體懸浮物、重金屬離子等。
浮選劑大多數是由極性-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。
浮選劑的極性基團能選擇性地被親水性物質所吸附,非極性基則朝向水,這樣親水性物質的表面就被轉化成疏水性物質而被黏附在空氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面。
種類:松香胺、煤油產品、脂肪酸及鹽類等。
二、的原理
實現分離過程的必要條件是使雜質能夠黏附在氣泡上,這是一個涉及到氣、液、固三相介質的問題。
當氣泡和顆粒共存于水中,即液、氣、顆粒三相介質共存的情況下,每兩項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。顆粒能否黏附到氣泡上去,取決于水對該種顆粒的潤濕性。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。
水對各種物質潤濕性的大小,可用它們與水的接觸角 θ來衡量。 θ<90。為親水性物質, θ>90。為疏水性物質。
當氣泡與顆粒共存于水中時,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,相當于1m2附著面積時的體系界面能為:
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△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,這能量差即轉化為擠開顆粒表面上的水膜所做的功。
當顆粒處于平衡狀態(tài)時,水、氣、顆粒三相界面張力的關系應當是:
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)
說明并非所有物質都能黏附到氣泡上。
當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。
設備按氣泡產生的方法分:(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;4-壓力溶氣罐;5-減壓釋放閥;6-浮上分液池;
7-原水進水管;8-刮渣機;9-集水系統(tǒng);10-填料層;11-隔板
葉輪裝置
1-葉輪;2-蓋板;3-轉軸;4-軸套;5-葉輪葉片;
6-導向葉片;7-循環(huán)進水孔;8-進氣管;9-整流板
四、特點及用途
易于去除比重較輕的絮體及廢水中的纖維物。對低濁度低溫水的處理效果較好。對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,而一般澄清設備需60~90分鐘。