浮選法操作在廢水處理中的應用進展

劉　軍（韶關市環保技術裝備發展公司，廣東省韶關市512000）

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浮選法操作在廢水處理中的應用進展

劉軍（韶關市環保技術裝備發展公司，廣東省韶關市512000）

浮選法最初被應用在礦石行業，今年來，隨著浮選技術的發展，我國在廢水處理問題上浮選法也得到了廣泛的應用。我國的進行浮選的設備處理量大，效率高，所以應用前景也很樂觀。在本文中，筆者將對浮選法進行系統的介紹，特別是在廢水處理方面。希望能在一定程度推動我國浮選法的改善，推動我國在廢水的處理上的發展。

浮選法；廢水處理；應用

1　引言

浮選法指的是將離子與相等量的或者過量的表面活性物混合，使之發生化學反應生成沉淀物質或者是絡合物的類似物質，接下來，再用泡沫浮選法進行回收，換句話說，就是充分發揮表面活性物的作用，即其吸附性，使得生成的沉淀或者是絡合物附著在氣泡的表面。浮選法在上個世界被提出并使用，被廣泛應用到各個領域，包括處理廢水方面、礦石縫方面、冶煉金屬等方面等。浮選法在這幾個領域所起到的作用巨大，并且在一定程度上推動這幾個行業的發展。本文，筆者將著重介紹浮選法在廢水處理行業的使用和發展。

2　浮選法對廢水中重金屬離子的處理

2.1基本原理

浮選法最開始是在礦石行業被使用，是利用其泡沫來對固體進行分離，所以又叫做泡沫萃取。它的基本原理就是將惰性氣體充入含有表面活性物的液體中，將惰性氣體變成泡沫，再利用泡沫和溶質的物理性質，即分配性質，將被分離的物質聚集在泡沫上，然后再將泡沫取出即可將被分離的物質從液體中分離。在進行廢水的處理時，就是采用該原理，將廢水中含有的重金屬離子分離出去。

2.2具體步驟

（1）首先向被處理的廢水中加入足夠的表面活性物特別是本身不具有表面活性的廢水，還要加入足夠的其他輔助試劑；

（2）產生大量的泡沫，可以通過對廢水中不斷鼓氣或者持續攪拌的方式來達到目的，使得重金屬離子完全充分附著造氣泡上；

（3）將沾滿重金屬離子的氣泡從溶液中取出，并對取出的泡沫進行完全破壞，可以采取機械的方式或是化學的方式，將重金屬離子再從泡沫中取出。

3　浮選法的影響因素

3.1被分離物的種類

被分離物質的性質比較活泛，既可以是具有表面活性的物質，也可以是不具有表面活性的物質；被分離的物質既可以是一種，也可以是多種。但是待分離物質可以是一種，也可以是幾種溶質。但是溶質的性質對整個分離過程有著一定的影響。

3.2溶液的pH

浮選法中的泡沫分離法的應用對象比較廣泛，包括具有不同等電點的溶質和表面活性物質不同的溶質，比方說在對具有天然的表面活性物的蛋白質進行泡沫分離時，液體的pH值影響著蛋白質的富集程度。但這并不代表對非表面活性物沒有影響，溶液的pH對其在溶液中加入的表面活性物有著很大的影響，特別是在重金屬離子的附著程度上來說，換句話說，這對廢水中重金屬離子的除去起著關鍵的作用。

3.3溫度

簡單來說，廢水處理中的每一種物質都受溫度的影響。溫度對泡沫的影響主要是其穩定性。若低于表面活性物的起泡溫度，廢水中起泡就不夠充分，重金屬離子的去除就不完全；若是高于表面活性物的起泡溫度，就會降低表面活性物的氣泡性，也會引起泡沫不充分的問題。另一方面，溫度還影響著及重金屬離子的附著能力。

3.4其他影響因素

廢水的處理也受處理的廢水總量、廢水的密度、廢水的進水速度、所選用的輔助劑等各方面的影響。在進行泡沫浮選的過程中，特別要注意的是，產生的泡沫的大小要符合規定，泡沫最好要很小，因為在浮選過程中，大的泡沫在上升的過程中會發生擠撞導致泡沫破損，從而引起重金屬離子的脫落；另一方面，由于大泡沫的體積大，上升速度快，使得重金屬離子也不易附著。

4　廢水處理中浮選的應用

4.1離子浮選法

廢水的脫色和有害離子的去除是離子浮選技術在廢水處理應用的主要兩點。脫除一些顯色離子是廢水脫色的主要去除物，含有毒性或者放射性的離子和一部分重金屬離子是廢水中要去除的主要的有害離子。

根據目前的研究狀況來說，廢水經過離子浮選技術處理過之后都可符合國家標準，可以直接排放。王永田等人通過柱浮選法和膠質氣體泡沫分離研究了模擬工業廢水中的Cu，最終使Cu的去除率達到了99%以上。N.K.Lazaridis等人采用廢石作吸附劑的吸附浮選法、產生氫氧化銅的沉淀浮選法及磺酸鹽作為捕收劑的離子浮選法等方法去除廢了水中的銅離子，最終研究表明，吸附浮選法沒有離子浮選法的效果好，銅去除率甚至達到了100%。孟佑婷等研究了采用茶皂素去除廢水中 Cd2+、Cu2+和 Pb2+，最高去除率分別達到了 71.17%、81.13%和96.03%，而且這是一種具有很強選擇性的去除過程。E.A.Jdid等研究了通過離子浮選回收膠卷漂洗液中的Ag+物質，在溫度為20～40℃，pH為4～8的條件下，銀能夠達到99%的回收率。趙寶生等人研究發現，離子浮選法適合研究設備退役過程中產生的成分很復雜的放射性化學洗滌劑廢水和處理鈾同位素生產，還可回收鈾，最終得到的濃縮廢液體積僅有原液體積的1%。A.I.Zouboulis等人研究了通過離子浮選技術分離廢水中的Cr6+和Cr3+，最終通過分離可以達到90%以上Cr6+的去除率。傅炎初等人發現，通過含有十六烷基三甲基溴化銨的捕誘劑，通過離子浮選法直接對活性染料染色廢水采用浮選脫色處理，脫色率能夠達到80～90%，廢水色度處理后能夠浮渣量極少且達到國家排放標準。

4.2泡沫浮選法

此技術能夠用于減少水污染，除掉廢水中的重金屬離子。它的原理是使空氣通入水體中，使微小氣泡吸附水表面活性物質并與上浮到表面的氣泡形成泡沫，最后把泡沫分離達到去除污水中懸浮態污染物和溶解態的目的。如廢水里的Cr3+的去除，是用SDS作表面活性劑，Fe（OH）3作為絮凝劑，在間歇式泡沫塔的Cr3+的去除，達到了很好的分離效果，如果用沉淀法處理就很難滿足國家廢水排放標準里的鉻離子含量限制條件。另外還能夠用兩段泡沫浮選提取方法回收廢水中的鋅和銅，首先在銅的最佳pH下，分離出銅，然后在鋅的最pH條件下去除鋅，然后再結晶、反萃、濃縮等處理鋅銅有機泡沫相合后的富集液，最終制造出所需要的純產品。

表1　礦石浮選和廢水處理中的浮選的區別

5　種浮選的發展前景

現在我們倡導環保、低碳、綠色的生活方式，工業生產所造成的環境污染受到了越來越多的視野的關注，全世界每個人都希望能夠實現環境污染的零處理，最小化。21世紀以來，隨著全球經濟的發展，能源危機也隨之而來，新能源開發，節約不可再生能源是一條必須要走的道路，這需要我們尋求新的高端分離技術，以取代傳統的分離方法。

浮選法是一種人類新探索的分離技術，在實際的應用中具有很高的潛力。近年來，適合于浮選分離的物料也越來越多的涌現出來，由于其能耗低、操作簡單，特別適用于分離低濃度物質而廣泛應用。

6　總結

總的來說，浮選法對工業廢水的處理，是一種效果較好、適應性較強的一種廢水處理方法。它不僅能夠處理含有重金屬離子或有機物的廢水，還可以處理金屬離子混合和有機物的較為復雜的廢水。其次，對廢水的綜合利用和逐步回收有價成份也具有潛在的重要意義。實際上，浮選法的適用范圍遠不只局限于本文所說的的廢水處理與礦物分離，在服務業、食品工業、農業、水凈化等，甚至對被黃曲霉素污染的玉米，都能夠采用浮選法。

［1］劉 劍，王九思，呂江平，等.表面活性劑在泡沫浮選分離中的應用［J］.精細石油化工進展，2008，9（6）：50～53.

［2］曾 凡，等.礦物加工顆粒學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2001：395～396.

［3］汪德進，沈建平，沈文豪.泡沫浮選法處理含鉻廢水的試驗研究［J］.化肥工業，2003，30（3）：13～15.

劉 軍（1983-），男，工程師，大學本科，主要從事環保治理工程及環境影響評價工作。

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2095-2066（2016）10-0009-02

2016-3-15