第八章气浮 气浮的基本原理 气浮的分类与特点 气浮法在废水处理中的应用
第八章 气浮 •气浮的基本原理 •气浮的分类与特点 •气浮法在废水处理中的应用
81气浮的基本原理 1、基本概念 利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污 染物,使其浮力大于重力和阻力,从而使污染物上浮至水 面,形成泡沫,然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,实现固液 或液液分离的过程称为气浮。 悬浮颗粒与气泡粘附的原理:水中悬浮固体颗粒能否与 气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿 润,该颗粒属亲水性;如不易被水湿润,属疏水性。亲水性 与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解 释。在气、液、固三相接触时,固、液界面张力线和气液张 力线之间的夹角称为湿润接触角以θ表示。为了便于讨论, 气、液、固体颗粒三相分别用1,2,3表示
8.1 气浮的基本原理 1、基本概念 利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污 染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水 面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液 或液液分离的过程称为气浮。 悬浮颗粒与气泡粘附的原理 ：水中悬浮固体颗粒能否与 气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿 润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性 与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解 释。在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气液张 力线之间的夹角称为湿润接触角以θ表示。为了便于讨论， 气、液、固体颗粒三相分别用1，2，3表示
如图所示。如θ<90°为亲水性颗粒,不易与气泡粘附,θ>90。为疏水 性颗粒,易于与气泡粘附。在气、液、固相接触时,三个界面张力总是 平衡的。以σ表示界面张力,有 013=012coS(1800-6)+023 2-11-17) 式中:01.3水、固界面张力; 12—液、气界面张力; 02.3—气、固界面张力 θ——接触角 水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为W1=σ1.3十 012,而粘附后则减为W2=σ23界面能减少的数值为: △W=W1—W2=013十012-023(2-11-18) 将式(2-11-17)代入式(2-11-18)得; △W=01.2(1-cos6) 亲水性和疏水性物质的接 泡精 60,即颗粒完全被水湿润cos8-小 △W 0,颗粒不 就不宜用气浮法处理 θ→180°,颗粒完全不被水湿润,cosθ→-1,ΔW→2σ1.2,颗粒易于与 气泡粘附,宜于气浮法处理。此外如σ12很小,△W亦小,也不利于 泡与颗粒的粘附
如图所示。如θ<90ْ 为亲水性颗粒，不易与气泡粘附，θ>90ْ ْ 为疏水 性颗粒，易于与气泡粘附。在气、液、固相接触时，三个界面张力总是 平衡的。以σ表示界面张力，有： σ1.3=σ1.2cos(180ْ －θ)+ σ2.3 (2-11-17) 式中：σ1.3——水、固界面张力； σ1.2——液、气界面张力； σ2.3——气、固界面张力； θ——接触角。 水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为W1=σ1.3十 σ1.2，而粘附后则减为W2=σ2.3界面能减少的数值为： ∆W＝W1—W2＝σ1.3十σ1.2一σ2.3 （2—11—18) 将式(2—11—17)代入式(2—11—18)得； ∆W＝σ1.2 (1-cosθ) 亲水性和疏水性物质的接触，当θ→0ْ ，即颗粒完全被水湿润cosθ→l， ∆W→0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。当 θ→180ْ ，颗粒完全不被水湿润，cosθ→-1，∆W→2σ1.2，颗粒易于与 气泡粘附，宜于气浮法处理。此外如σ1.2很小，∆W亦小，也不利于气 泡与颗粒的粘附
O1.2 气泡 颗粒 3 颗粒 亲水性 疏水性 亲水性和疏水性物质的接触
亲水性和疏水性物质的接触 θ θ 亲水性 颗粒 气泡 疏水性 颗粒 σ1.2 σ1.2 σ1.3 σ2..3 σ2..3 σ1.3
2.投加化学药剂对气浮效果的促进作用 (1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性 2)利用混凝剂脱稳以油的颗粒为例,表面 活性物质的非极性端吸附于油粒上,极性端 则伸向水中,极性端在水中电离,使油粒被 包围了一层负电荷,产生了双电层现象,增 大了-电位,不仅阻碍油粒兼并,也影响抽 粒与气泡粘附。 (3)投加浮选剂改变颗粒表面性质
2．投加化学药剂对气浮效果的促进作用 (1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性 (2)利用混凝剂脱稳以油的颗粒为例，表面 活性物质的非极性端吸附于油粒上，极性端 则伸向水中，极性端在水中电离，使油粒被 包围了一层负电荷，产生了双电层现象，增 大了ζ-电位，不仅阻碍油粒兼并，也影响抽 粒与气泡粘附。 (3)投加浮选剂改变颗粒表面性质