第二章4气浮

§2-2气浮（1）气浮（浮选）定义（2）实现气浮分离的基本条件（3）浮选的应用（4）气浮的特点（5）分离原理——水对颗粒物的润湿性（6）亲水性物质的气浮（7）浮选设备——加压溶气气浮法（8）空气的溶解§2-2气浮向水中提供足够量的细微气泡；使污水中的污染物质能形成悬浮状态，从而粘附于气泡而上浮达到分离（1）气浮（浮选）利用高度分散的微小气泡粘附水中杂质颗粒，形成密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面分离出去。（2）实现气浮分离的基本条件（3）浮选的应用（4）气浮的特点①表面负荷可到达12m3/（m2.h），污水停留时间10-20min，池深2m左右②具有曝气作用，泥渣不易腐化，有利于后续处理④浮渣含水率一般小于96％③对低浊度含藻水浮选法处理效率较高⑤可以用于物体的回收⑥怕风雨袭击，溶气减压释放器易堵塞当=0时，固体表面完全被润湿；=180o，则固体表面完全被气体覆盖；θ→90o，颗粒物质附着气体不牢。（5）分离原理——水对颗粒物的润湿性由粒子的三相接触角（θ）来衡量θ90o，称为亲水性物质；θ90o，称为疏水性物质；θ愈大，疏水性愈强。由三相体系表面张力的平衡原理来看θ愈大，疏水性愈强。粒子与水的接触面积愈小。气泡θθ亲水性和疏水性物质的接触角水亲水疏水被水润湿的面积气泡水-颗粒-气泡间的表面张力γ水xθγ水气γ气xx水能增加污水中悬浮颗粒的可浮性，提高浮选效果的化学药剂（6）亲水性物质的气浮药剂浮选法对一般的疏水性或亲水性物质，投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附性。浮选剂③浮选剂分类a、捕收剂b、起泡剂C、调整剂水气泡123亲水性物质的气泡的粘附情况1、亲水性物资；2、极性基；3、非极性基能该变颗粒-水溶液界面、颗粒-空气界面自由能，提高污染物的可悬浮性例如：硬脂酸（C17H35COOH）、脂肪酸、胺类③浮选剂分类a、捕收剂b、起泡剂作用在气－液界面上，降低液体表面自由能，分散空气，形成稳定的气泡。同时也降了低气－液界面自由能，降低可浮选指标例如：重吡啶、脂肪醇、合成洗涤剂C-1抑制剂C、调整剂③浮选剂分类降低颗粒－溶液和颗粒－气泡界面自由能，从而降低物质可浮性的药剂。在絮体表面，形成难溶而亲水的化合物，或溶去表面的捕收剂或其他疏水性活化膜。C-2活化剂能从絮体表面溶去阻碍捕收剂作用的抑制膜，或通过交换或互换的化学反应在表面形成活化膜的试剂C-3介质调整剂调整污水的pH值入流废水直接进入气浮池，而将部分澄清液进行回流加压。（7）浮选设备——加压溶气气浮法原理②基本设备③回流溶气流程使空气加压下溶于水，然后将压力降至常压，过饱和空气便以细微气泡形式释放出来水泵、溶气罐、气浮池、空气压缩机或射流器混凝汽浮提供微气泡回流10-30%部分回流加压溶气气浮流程随加压时间的延长，空气在水中溶解度增加，但一定时间后，出现极限值。存在一个最佳加压时间。（8）空气的溶解溶解压力②废水温度③加压时间压力越高，空气在水中的溶解度越大，气泡分散度也越高、越均匀温度越低，空气在水中的溶解度越大内容回顾1、气浮法•概念和作用：浮上法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离气浮法处理技术是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层2、气浮法处理工艺必须满足下述基本条件：•①必须向水中提供足够量的细微气泡•②必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态•③必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用内容回顾3、气浮法的应用：①石油、化工及机械制造业中的含油(包括乳化油)污水的油水分离；②污水中有用物质的回收，如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料的回收；③取代二次沉淀池，特别适用于易于产生活性污泥膨胀的情况；④剩余活性污泥的浓缩。按生产微细气泡的方法，电解气浮法；分散空气气浮法；溶解空气气浮法•溶解空气气浮法：真空气浮法，加压溶气气浮法加压溶气•气浮法：全溶气流程，部分溶气流程，回流溶气流程气固比§2-3水中溶解物质的脱除教学目的：通过本章学习，使学生掌握污水的物理化学处理，理解吸附和离子交换等基本原理，了解污水物理化学处理的基本过程，具备基本的操作技能。本章重点内容：吸附法，离子交换法本章难点内容：吸附原理和吸附影响因素，离子交换原理一、化学沉淀法(ChemicalPrecipitation)(1)原理(2)应用水的除硬或软化除盐§2-3水中溶解物质的脱除生成难溶硫化物沉淀生成难溶氢氧化物沉淀二、离子交换法（IonExchange）无机离子交换剂沸石的结构式为Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O有机离子交换剂多孔结构的高分子聚合物：树脂母体；活性基团（1）原理利用离子交换剂上的离子与水中其它同性离子进行交换反应,除去水中有害离子。（3）离子交换树脂的结构（2）与吸附的区分吸附水中的离子，并与水中的离子进行等量交换离子交换树脂1）分类沸石及其结构阳离子交换树脂结构示意图《离子交换树脂分类、命名及型号》－GB1631-79孔隙结构分为凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称为大孔型在全名前加“大孔”属酸性的应在名称前加“阳”；碱性的应在名称前加“阴”：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂离子交换产品的型号的数字表示•第一位数字代表产品的分类•第二位数字代表骨架的差异•第三位数字为顺序号用以区分基团、交联剂等的差异代号0123456分类名称强酸性弱酸性强酸性弱碱性螯合性两性氧化海原性骨架名称苯乙烯系丙烯酸系酚醛系环氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系（4）有机离子交换树脂的命名大孔型树脂在型号前加“D”，凝胶型树脂的交联度值可在型号后用“×”号连接阿拉伯数字表示例：001×7D111续：离子交换产品的型号的数字表示001×7：凝胶型强酸性苯乙烯系离子交换树脂交联度为7％D111：大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂OHSONRRSONOHRRHCaSORCHSORa2)(22242'324'3323再生交换树脂离子树脂饱和交换交换）（再生交换（5）有机树脂离子交换反应（6）离子交换树脂的选择、保存、使用鉴别a、选择分离无机阳离子或有机碱性物，宜选阳离子树脂分离无机阴离子或有机酸，宜采用阴离子树脂氨基酸等两性物资分离，阴、阳离子树脂均可贵金属和有毒金属离子，选用螯合树脂交换回收b、存放树脂宜在0-40℃存放树脂脱水，应向包装带内加入饱和食盐水浸泡；长期不用的要定期换水使用前预处理，最好分别用水、5％HCl、2-4％NaOH反复浸泡清洗两次，每次4-8hC、使用d、鉴别操作1取未知树脂样品2ml，置于30ml试管中操作2加1mol/LHCl15ml，振荡1-2min，重复2-3次操作3水洗2-3次操作4加10％CuSO4（其中含1％H2SO4）5ml，振荡1min，放5min检查浅绿色不变色操作5加5mol/L氨水2ml，振荡1min，水洗加1mol/LNaOH5ml，振荡1min，水洗，加酚酞检查深蓝颜色不变红色不变色结果强酸性阳树脂弱酸性阳树脂强碱性阴树脂弱碱性阴树脂（7）离子交换树脂的基本性能1．外观粒径0.3～1.2mm乳白、淡黄、棕褐色等;不透明或半透明球状颗粒2．交联度：以7~10%为宜3．含水率树脂的含水率以每克树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分比（约50%）树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率4．溶胀性干树脂+水→湿树脂体积胀大绝对溶胀度5．密度离子交换法处理电镀含氰废水（8）离子交换树脂法的应用强碱阴离子交换树脂对游离氰和络合氰都有交换吸附作用：再生：采用3-6N的HCl进行再生，碱吸收CN-高盐酸浓度时：离子交换法用于水银电解中的水银回收酚类的处理废水的中和离子交换除氰、除铜阴树脂再生、回收氰化钠除铜柱再生、回收铜氰化钠（9）离子交换法处理电镀含氰废水工艺流程控制污染物的浓度、流速阴离子树脂除氰，阳离子树脂除铜液体的流向采用负压物料输送密闭装置空气搅拌利用游离氰对铜离子的强络合能力，将阴树脂再生得到的氰化钠碱液再生除铜柱，得到的铜氰化钠是镀液所需的成分（10）离子交换法处理电镀含氰废水工艺流程图1-阴离子交换柱；2-阴树脂再生柱；3-阳离子交换柱；4-碱液吸收槽；5－水力喷射泵；6－循环水箱；7－回收液槽；F－废液管线；R－树脂输送管；HCN－氰化氢气体管；NaCN－氰化钠输送管单级水力喷射泵结构图a工作水入口，b抽气口，c排气口二级喷射泵示意图(11)离子交换水质软化--------Na＋离子交换软化法内容回顾1.1离子交换原理•离子交换剂，离子交换平衡1.2离子交换工艺和设备•离子交换和再生，固定床，连续床1.3离子交换法在废水处理中的应用思考题•1、什么是气浮？实现气浮的必要条件？