化學氣浮法在環保中的應用

劉浪靜 梁海峰 羅璐琴

摘 要：在當今社會的發展中，很多工業企業在生產的過程中都會產生大量的廢水，不僅浪費大量的資源，同時還對周邊環境造成一定的危害。為了避免或降低廢水對環境造成的危害以及減少資源浪費的現象，對此展開研究，也就是文章所要提到的化學氣浮法，能有效的提高設備環境保護的效率，為人們創造更良好的生活環境。

關鍵詞：化學氣浮法；環保；資源

前言

環境保護是人們賴以生存的根本，在近幾十年里，環境破壞更加嚴重，尤其是工業、建筑、農田施肥等產生的廢水，對環境造成非常嚴重的破壞，而化學氣浮法是起源于20世紀50年代，主要針對環境保護研發的一項技術，不僅能降低廢水對環境造成的污染，同時還能提高資源的利用率，是當今廢水凈化的主要措施。文章主要對化學氣浮法的技術產生、發展、原理以及影響氣浮凈水效率的因素進行分析，并以實例說明。

1 氣浮凈水技術的產生及發展

隨著社會經濟的不斷發展，各大工廠的經濟效益也蒸蒸日上，然而，廢水量也隨之增加，這對人們的生活環境無疑造成更加嚴重的影響，而氣浮凈水技術的迅速發展卻有效的解決了廢水處理的問題。氣浮凈水技術是由礦物浮選法轉變而形成，在20世紀50年代期間，氣浮凈水技術在發展上極其的緩慢，主要是因為微氣泡生產技術遇到了瓶頸，從而導致凈水效果達不到理想的效果，而在20世紀60年代，部分回流式加壓溶氣氣浮的出現，讓氣浮凈水技術的發展如飛猛進，不僅凈水效果有著明顯的改善，而且，從整體的經濟效益性上也有著很大的提高，在水處理領域得到了廣泛的推廣。

2 氣浮的原理

氣浮凈水技術實際上就是利用設備往水中注入空氣，然后就會形成氣泡，并吸附水中的活性物質，通過氣泡的上浮將其帶到水面形成泡沫，再利用儀器將水表面的泡沫撈除，便可實現凈水的作用。氣浮凈水技術具有回收工業廢水中的有機物；分離污水中的細小懸浮物；分離和回收油廢水中的乳化油和懸浮油等特點，對工業廢水、污水等水資源的凈化有著巨大的作用。另外，在利用氣浮凈水技術時，需要注意目的物是否具有疏水性，也就是說，如果要有效的實現氣浮技術，首先要讓水中的各類物質具有良好的疏水性，其次，再產生細微氣泡來實現凈水的效果。而在水中的各類物質，如，藻類、乳化油、金屬氧化物、懸浮油、金屬離子等，僅有極少數的物質存具有疏水性，而大多數的物質都呈現出正電荷或負電荷的電極性，無法有效的施展氣浮凈水技術，而在水中注入浮選劑、絮凝劑等，可以讓水中的浮選物自動將異性級別的浮選物基團吸附過來，并使極性極端的另一端也就是非極性端朝向水，使得水中的浮選物具有良好的疏水性，可以進一步開展氣浮凈水技術。

另外，在采用氣浮凈水技術過程中，也可以不往水中添加浮選機和絮凝劑，只要實現將注入水中的氣泡形成正電荷或負電荷即可，需要注意的是氣泡的電荷必須要增強到一定程度，才可以讓浮選物服從庫倫定律，使得帶有負電荷的氣泡吸附水中帶正電荷的浮選物，而帶正電荷的氣泡則會吸附水中帶負電荷的浮選物，從而實現通過帶電荷的離子氣團將水中的浮選物吸附并帶到水面完成氣浮凈水的作用。通過采用這種方法，一方面可以避免往水中注入浮選機或絮凝劑，有效的降低氣浮凈水的成本，另一方面可以避免水中浮選物的疏水性問題，使得氣浮凈水的操作變得更加簡潔，更有利于氣浮凈水技術的大面積施展。

3 影響氣浮凈化效率的因素

氣浮凈水技術是凈化水資源的一種有力措施，然而，在使用的過程中還是需要考慮多種因素的，因為有很多因素對氣浮凈水技術的效率都會產生一定的影響。例如，氣泡的大小會對氣浮凈化的效率有著影響，氣泡的面積越大，對水中浮選物吸附的效果就越好；氣泡的穩定性與可排性是水中浮選物分離的關鍵，氣泡的穩定性越好，氣浮凈化的效率就越高；之前說過氣泡的面積越大越好，而影響氣泡面積的主要有廢水的表面張力、與廢水的接觸時間、注入廢水的氣流速度、注入氣流設備的孔徑大小、密度以及粘滯性等；廢水表面泡沫可排性對氣浮凈化的效率也有著極大的影響，正常來說泡沫的可排性越高氣浮凈化的效率就越大，而對泡沫可排性有著直接影響的主要有水表面的張力、氣泡的大小、粘滯度等。在采用氣浮凈水技術的過程中，如果是對海水凈化的話，由于海水的表面張力較大，就會導致氣泡產生也相對較小，除此之外，廢水的密度越高、粘滯度越高，所產生的氣泡也會較小，因此，在進行氣浮凈水時不僅要考慮到水表面的張力，同時還要考慮水密度、粘滯度等多種因素，尤其是溢流高度和氣流速率，這將作為凈水中濃縮物質濃縮度的主要操作參數，對氣浮凈水效率影響極大。

4 應用實例

4.1 實驗內容

廢水來源為清江制藥廠抗生素原料藥土霉素、麥迪霉素的生產中排出高濃度有機廢水——結晶廢母液，其化學耗氧量為30000～46O0Omg/l、生化需氧量10000～10000mg/l，固體懸浮物5000～10000mg/I，pH5～7，顏色呈棕黃色，排藏量約50噸/日，本試驗所用的產氣化合物為CaCO3，助氣化合物為HCI，在廢液中反應產生CO2氣體[9]。

4.2 實驗步驟與結果

取土霉素、麥迪霉素提煉工段的廢液，按排放量比2：3配成1000ml，靜置15分鐘，緩緩加入聚丙烯酰胺水解物（PAMN）溶液（濃度為5%0），同時攪拌，直至廢液中有明顯的礬花出現，停止加PAMN（加入量為10m1～15m1），加入HCl1.8～2mI，攪拌。繼而加入CaC031克左右，攪拌均勻后，靜置4小時，用虹吸法排除下清液。

試驗結果，下清澈量為780～800ml，下清波懸浮物含量為200～300mg/I，浮渣含量為8～10%，COD去除率31～40%。

4.3 化學氣浮洼的特點

4.3.1 產氣量

氣泡的直徑越小，表面積越大，被固體顆粒吸附的能力就越強。加壓氣浮法所用的釋放器為TS-78型，19.6～49×104Pa的壓力下，釋放氣泡的直徑用顯微鏡測定，大部分氣泡直徑在40～70微米。因此，化學氣浮法的氣泡比加壓氣浮法的氣泡具有更強的吸附性能。

4.3.2 氣浮效果

對加壓氣浮法和化學氣浮法處理土霉素、麥迪霉素等高懸浮物的廢液試驗效果進行對比。其結果列于表1。

由表1可以看出，當回流比提高到2：l時，用加壓氣浮法處理后的浮渣量巳占廢水量的48%，而化學氣浮浮渣為20%。

表1 氣浮法處理效果比較

4.3.3 經濟效益

目前，對于懸浮物含量較高，化學耗氧量較大的有機廢液一般采用加壓氣浮法作預處理，而采用化學氣浮法可以相對節約、減少運行成本。比較結果見表2。

表2 化學氣浮與加壓氣浮費用比較表

5 結束語

文章通過對化學氣浮法的技術產生、發展、原理以及影響氣浮凈水效率的因素分析，不難發現化學氣浮凈水技術給環保工作帶來極大的效率，尤其是在污水、廢水的處理上，更是有著得到之處，是一般的水處理技術無法比擬的，而且，在科技不斷進步之下，相信化學氣浮凈水技術會有著更好的發展。

參考文獻

[1]徐振華，趙紅衛，方為茂.氣浮凈水技術的理論及應用[J].四川化工，2005（04）.

[2]葉曉琳.國內外氣浮技術發展研究概況[J].黑龍江科技信息，2004（02）.

[3]魏飛，張雅杰.氣浮法處理含油廢水的試驗研究[J].電力環境保護，2005（01）.

[4]牛建南.溶氣氣浮法除藻條件分析[J].工業用水與廢水，1995（03）.