氣浮基本原理

1、基本概念

往水中通入空氣，產(chǎn)生高度分散的微小氣泡，（有時(shí)還需要投加混凝劑或浮選劑），使水中的懸浮物與空氣泡粘附在一起，靠氣泡的浮力（視密度<1）一起上浮到水面，形成浮渣而加以去除，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程。

2、實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件

①必須向水中提供足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡（氣泡尺寸為15～30μm）；

②必須使懸浮物呈懸浮狀態(tài)；

③必須使氣泡與懸浮物產(chǎn)生粘附作用，從而附著于氣泡上浮升。

3、懸浮顆粒與氣泡粘附的原理

水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質(zhì)。顆粒表面易被水濕潤(rùn)，該顆粒屬親水性；如不易被水濕潤(rùn)，屬疏水性。親水性與疏水性可用氣、液、固三相接觸時(shí)形成的接觸角大小來(lái)解釋。在氣、液、固三相接觸時(shí)，固、液界面張力線和氣、液張力線之間的夾角稱(chēng)為濕潤(rùn)接觸角以θ表示。為了便于討論，液、氣、固體顆粒三相分別用1，2，3表示。如圖所示，如θ<90ο為親水性顆粒，不易與氣泡粘附，θ>90ο為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。

在氣、液、固相接觸時(shí)，三個(gè)界面張力總是平衡的。以σ表示界面張力，有：

σ1.3=σ1.2cos(180 ?－θ)+ σ2.3

式中：σ1.3——液、固界面張力；

σ1.2——液、氣界面張力；

σ2.3——氣、固界面張力；

θ——接觸角。

水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為W1=σ1.3十σ1.2，而粘附后則減為W2=σ2.3，界面能減少的數(shù)值為：ΔW＝W1一W2＝σ1.3 十σ1.2 一σ2.3

得；ΔW＝σ1.2(1-cosθ)

當(dāng)θ→0 ?，即顆粒*被水濕潤(rùn)，cosθ→l，ΔW→0，顆粒不與氣泡粘附，就不宜用氣浮法處理；

當(dāng)θ→180 ，顆粒*不被水濕潤(rùn)，cosθ→-1，ΔW→2σ1.2，顆粒易于與氣泡粘附，宜于氣浮法處理；

此外如σ1.2很小，ΔW亦小，也不利于氣泡與顆粒的粘附。

4、投加化學(xué)藥劑對(duì)氣浮效果的促進(jìn)作用

(1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性

(2)利用混凝劑脫穩(wěn)

以油的顆粒為例，表面活性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍了一層負(fù)電荷，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了ζ-電位，不僅阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。為此在氣浮之前，宜將乳化穩(wěn)定體系脫穩(wěn)、破乳。

(3)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì)