气浮法

　　气浮法是指利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于废水中污染物上，使其浮力大于重力和上浮阻力，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法。气浮过程的必要条件是：在被处理的废水中，应分布大量细微气泡，并使被处理的污染质呈悬浮状态，且悬浮颗粒表面应呈疏水性，易于粘附于气泡上而上浮。1

　　基本原理

　　气浮过程的必要条件是：在被处理的废水中，应分布大量细微气泡，并使被处理的污染质呈悬浮状态，且悬浮颗粒表面应呈疏水性，易于粘附于气泡上而上浮。

　　悬浮颗粒与气泡粘附的原理：水中悬浮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判别，在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气、液界面张力线之间的夹角以θ表示。为了便于讨论，水、气、固体颗粒三相分别用1、2/3表示，如图1所示。如θ90°为疏水性颗粒，易于气泡粘附。在气、液、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。水中颗粒的湿润接触角（θ）是随水的表面张力（σ1，2）的不同而改变的。增大水的表面张力（σ1，2），可以使接触角增加，有利于气、粒结合。反之，成牢固结合的气、粒浮体。1

　　化学药剂的促进作用

　　投加化学药剂对气浮效果的促进作用如下：1

　　（1）投加表面活性剂维持泡沫的稳定性

　　当气泡作为载体粘附污染物上浮至水面形成泡沫后，再用刮渣机将泡沫层刮除。这要求泡沫层相对稳定如不待刮渣，泡沫即行破灭，使浮上分离的污染物又重回到废水中，降低了处理效果。为维持泡沫的稳定性，可适当投加表面活性剂。1

　　（2）利用混凝剂脱稳

　　以油颗粒为例，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，使油粒被包围一层负电荷，产生双电荷，增大了ζ电位，不仅阻碍油粒兼并，也影响油粒与气泡粘附。为此在气浮之前，宜将乳化稳定体系脱稳、破乳。破乳的方法可采用投加混凝剂，使废水中增加相反电荷的胶体，压缩双电层，降低ζ电位，使其电性中和，促使废水中污染物破乳凝聚，以利于与气泡粘附而上浮。常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝等。其投加剂量宜根据试验确定。如果废水中含有硫化物，则不宜使用铁盐作混凝剂，以免生成硫化铁稳定胶体。1

　　（3）投加浮选剂改变颗粒表面性质

　　浮选剂大多数是由极性—非极性分子所组成的。其分子一端为极性基，易溶于水（因水是强极性分子），另一端为非极性基，有疏水性。例如肥皂中的硬脂肪酸，它的C17H35是非极性端，有疏水性质；而COOH是极性端，有亲水性质。所以把极性—非极性分子称为两亲分子。浮选剂的极性基团能选择性地被亲水性物质颗粒所吸附，非极性基团则朝向水，所以亲水性物质颗粒的表面就转化为疏水性物质而粘附在气泡上，随气泡上浮至水面上。分离造纸废水中的纸浆可采用动物胶、松香等作浮选剂。动物胶投量为3.5mg/L,松香、铝矾土、甲醛各0.3mg/L，氢氧化钠0.1mg/L。1

　　具体应用形式叶轮气浮法

　　此法是将空气引至高速旋转叶轮，利用旋转叶轮造成负压吸入空气，废水则通过叶轮上面固定盖板上的小孔进入叶轮，在也轮搅动和导向叶片的共同作用下，空气被粉碎成细小气泡。叶轮通过轴由位于水面以上的电机带动。图2为叶轮气浮装置示意图。图2中，1—叶轮；2—盖板；3—转轴；4—轴套；5—轴承；6—进气管；7—进水槽；8—出水槽；9—泡沫槽；10—刮沫板；11—整流板。叶轮气浮宜用于悬浮物浓度高的废水，设备不易堵塞。1

　　电解气浮法

　　电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以直流电，直接将废水电解。阳极和阴极产生氢和氧的微细气泡，将废水中污染物颗粒或先经混凝处理所形成的絮体粘附而上浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除，实现污染物的去除。电解过程所产生的气泡远小于散气气浮法和溶气气浮法所产生的气泡，且不产生紊流。电解法不但起一般气浮分离作用，它兼有氧化还原作用，能脱色和杀菌。处理流程对废水负荷变化适应性强，生成的泥渣量相对较少，占地面积也少。1

　　本词条内容贡献者为:

　　郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学