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懸浮物與氣泡的附著條件

界面能與界面張力：

氣浮過程觸及水、氣、固三相介質(zhì)，在三相介質(zhì)的混合系統(tǒng)中，每兩相之間都存在界面張力。

三相間構(gòu)成的交界面稱為潮濕周邊，過潮濕周邊作水與顆粒之間的界面張力作用線σ水粒，水與氣泡之間的界面張力作用線σ水氣，兩作用線的夾角稱為潮濕接觸角，用θ表明。

θ表明了顆粒的親疏水性，θ＞90°的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)，簡單被氣泡粘附；而θ＜90°的物質(zhì)為親水性物質(zhì)，不易被氣泡粘附。

咱們還能夠從界面能的視點對這種狀況進(jìn)一步的進(jìn)行解說。

依據(jù)物理化學(xué)中的熱力學(xué)理論，任何系統(tǒng)均存在力圖使界面能減為較小的趨勢。

在氣泡與顆粒附著前，單位面積顆粒和氣泡的界面能能夠用W1=σ水氣+σ水粒來表明；在氣泡與顆粒附著后，顆粒和氣泡的界面能變成了W2=σ氣粒。附著前后，界面能的削減值ΔW=σ水氣+σ水粒-σ氣粒。

當(dāng)顆粒與氣泡粘附，處于安穩(wěn)狀態(tài)時，三相界面張力的聯(lián)系能夠表明為ΔW=σ水氣（1-cosθ），即界面能的改變狀況的影響因素為水與氣泡之間的界面張力σ水氣和顆粒的潮濕接觸角θ有關(guān)。

那么，從界面能的視點看，顆粒與氣泡的附著條件便是ΔW＞0，ΔW越大，說明這個過程的推動力越大，顆粒越簡單被氣泡粘附。（看到這部分或許有的朋友有點懵，沒有太大問題，其實我也是有點懵的，這部分權(quán)做了解，記住較終這句定論好了）潮濕接觸角θ對氣浮的影響：

依據(jù)界面能改變的公式ΔW=σ水氣（1-cosθ），咱們能夠了解到：

水的界面張力對顆粒潮濕接觸角θ的影響：

從上面的公式中咱們能夠看出，關(guān)于θ＜90°的狀況，顆粒的潮濕接觸角θ會隨著水的外表張力不同而發(fā)生改變。增洪流的外表張力，增洪流的外表張力，能夠使潮濕接觸角增加，有利于顆粒與氣泡的粘附。

一般水中外表活性物質(zhì)含量低時，水的外表張力比較大，因而在含外表活性物質(zhì)比較少的系統(tǒng)中，氣浮作用比較好。

親水性顆粒與氣泡的粘附：

首先，親水性氣泡顆粒是不易與氣泡進(jìn)行粘附的?？墒窃蹅兡軌蛲ㄟ^投加浮選劑（松香油、脂肪酸、外表活性劑等），對親水性顆粒的外表進(jìn)行改性，然后再進(jìn)行氣浮。

浮選劑大多由極性-非極性基團(tuán)組成，極性基團(tuán)挑選性地被親水性顆粒所吸附，而非極性基團(tuán)朝向水，這樣能夠?qū)㈩w粒外表的親水性轉(zhuǎn)化為疏水性，從而提高與氣泡的粘附性。

氣泡的分散度和安穩(wěn)性

為了確保氣浮作用的安穩(wěn)性，氣泡在水中需要具有必定的分散度和安穩(wěn)性。一般氣泡粒徑需要＜100μm，才能很好的附著在顆粒上。

可是，在清潔水中，由于其外表張力比較大，氣泡具有自動下降外表能的傾向（自動吞并、增大），所以氣泡常常難以達(dá)到氣浮要求的細(xì)小的分散度。同時在清潔水中，氣泡外表缺乏外表活性物質(zhì)的維護(hù)，簡單幻滅，安穩(wěn)性欠安。為了堅持氣泡必定的分散性和安穩(wěn)性，當(dāng)水中外表活性物質(zhì)較少時，能夠向水中投加必定的外表活性物質(zhì)，即起泡劑。

外表活性物質(zhì)極性端易溶于水，而非極性端伸入氣泡，對氣泡構(gòu)成維護(hù)，避免氣泡的吞并和幻滅，從而確保了氣泡具有必定的分散度和安穩(wěn)性。

關(guān)于有機(jī)物污染物含量不多的廢水，在進(jìn)行氣浮時，氣泡的安穩(wěn)性或許會成為影響氣浮作用的主要因素，所以有必要投加適量的外表活性劑。但假如外表活性物質(zhì)過多，又會導(dǎo)致水的外表張力下降，顆粒嚴(yán)峻乳化，導(dǎo)致氣浮作用下降。

因而，需要從氣泡安穩(wěn)性，水的外表張力以及乳化作用等多方面歸納考慮，來控制外表活性劑的投加量。

乳化現(xiàn)象與破乳

接下來看一下乳化現(xiàn)象。

咱們上面的內(nèi)容中介紹過，疏水性顆粒簡單粘附在氣泡上，按說氣浮作用應(yīng)該比較好，可是由于當(dāng)水中含有過量的外表活性物質(zhì)或親水性固體粉末時，疏水性顆粒會發(fā)生乳化現(xiàn)象，所以大多數(shù)狀況下氣浮的作用并不好。

假如水中存在過量的外表活性物質(zhì)：

外表活性物質(zhì)的非極性端吸附在油粒上，而極性端則伸向水中，構(gòu)成乳化油。極性基團(tuán)中的羧基在水中離解，使乳化油外表帶點，發(fā)生雙電層現(xiàn)象，構(gòu)成安穩(wěn)系統(tǒng)，阻止細(xì)小油珠之間的吞并以及油珠和氣泡之間的粘附，從而使氣浮作用下降。

當(dāng)水中混入一些親水性固體粉末，比方粉砂、粘土等時，也會發(fā)生乳化現(xiàn)象，親水性固體粉末其外表的一小部分與油珠接觸，而大部分被水潮濕。這樣，油珠被這些親水性粉末所覆蓋。

而粉砂、粘土等自身便是帶電的，會阻止相互間的吞并以及油珠和氣泡之間的粘附。這種親水性固體粉末稱為固體乳化劑。

安穩(wěn)的乳化系統(tǒng)不利于進(jìn)行氣浮，所以假如想要提高氣浮的作用，需要脫穩(wěn)、破乳。

前面介紹過的混凝劑，如硫酸鋁、聚氯化鋁和三氯化鐵等都能夠用于氣浮。關(guān)于混凝劑的投加量，應(yīng)該視廢水的性質(zhì)不同而不同，需要依據(jù)試驗進(jìn)行確認(rèn)。