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气浮的原理★水处理技术资料★北京齐天圣马资料库精选

编辑: Bjadmin 浏览: 发布时间: 2010-09-15
[技术文章]

气浮
一、气浮与浮选
1.气浮
是利用高度分散的微小气泡作为载体去除水中的悬浮物,使其随气泡升到水面而加以去除的方法。
气浮的对象是乳化油、疏水性细微固体悬浮物。
2.浮选
药剂浮选法是在水中投加浮选剂,选择性地将亲水性的污染物变为疏水性,从而能附在气泡上,然后一起浮生到水面而加以去除的又一种水处理方法。
浮选的对象是亲水性固体悬浮物、重金属离子等。
浮选剂大多数是由极性-非极性分子所组成,一般用○-表示。圆头表示极性基,尾端表示非极性基,有疏水性。
浮选剂的极性基团能选择性地被亲水性物质所吸附,非极性基则朝向水,这样亲水性物质的表面就被转化成疏水性物质而被黏附在空气泡上,随气泡一起上浮到水面。
种类:松香胺、煤油产品、脂肪酸及盐类等。
二、气浮的原理
实现气浮分离过程的必要条件是使杂质能够黏附在气泡上,这是一个涉及到气、液、固三相介质的问题。
当气泡和颗粒共存于水中,即液、气、颗粒三相介质共存的情况下,每两项之间的界面上都存在着各自的界面张力和界面能。界面能的大小可用下式表示:
          ω = γS   (γ-界面张力;S –界面面积)
界面能有降低到最小的趋势。颗粒能否黏附到气泡上去,取决于水对该种颗粒的润湿性。一般是疏水性颗粒易于与气泡黏附,而亲水性颗粒难以与气泡黏附。
水对各种物质润湿性的大小,可用它们与水的接触角 θ来衡量。 θ<90。为亲水性物质, θ>90。为疏水性物质。
当气泡与颗粒共存于水中时,在其黏附前的体系界面能为:
ω1= γ水·气S水 ·气+ γ水·粒S水 ·粒
附着后,相当于1m2附着面积时的体系界面能为:
ω2= γ水·气(S水 ·气-1)+ γ水·粒(S水 ·粒-1)+ γ气·粒×1
因此,体系界面能的变化值(即减少值)为:
△ω=ω1 -ω2=γ水·气+γ水·粒 - γ气·粒
当△ω>0,即附着后的总界面能必须小于附着前,否则气泡就不能从颗粒表面取代水,这能量差即转化为挤开颗粒表面上的水膜所做的功。
    当颗粒处于平衡状态时,水、气、颗粒三相界面张力的关系应当是:
γ水·粒=γ水·气cos(180。- θ)+γ气·粒
则有:△ω=γ水·气+γ水·粒-γ水·粒+γ水·气cosθ) = γ水·气(1- cosθ)
说明并非所有物质都能黏附到气泡上。
                 当θ→0,不能气浮;
                   θ<90。附着不牢,易于分离;
                   θ→180。,易气浮,如乳化油。
水的表面张力γ水·气越小,界面的气浮活性越低,即体系的界面能减小值△ω越小。-煤气洗涤废水。
三、气浮设备
在一定条件下,气泡在水中的分散程度是影响气浮效率的重要因素。
气浮设备按气泡产生的方法分:(1) 加压溶气气浮(2) 叶轮气浮(3) 曝气气浮(4) 射流气浮(5) 电解气浮等
四、特点及用途
易于去除比重较轻的絮体及废水中的纤维物。对低浊度低温水的处理效果较好。对受污染的水体可取得较好的净化效果;净水效率高,排泥方便。
仅需15分钟,而一般澄清设备需60~90分钟。

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