悬浮物与气泡的附着条件

界面能与界面张力：

气浮过程触及水、气、固三相介质，在三相介质的混合系统中，每两相之间都存在界面张力。

三相间构成的交界面称为潮湿周边，过潮湿周边作水与颗粒之间的界面张力作用线σ水粒，水与气泡之间的界面张力作用线σ水气，两作用线的夹角称为潮湿接触角，用θ表明。

θ表明了颗粒的亲疏水性，θ＞90°的物质称为疏水性物质，简单被气泡粘附；而θ＜90°的物质为亲水性物质，不易被气泡粘附。

咱们还能够从界面能的视点对这种状况进一步的进行解说。

依据物理化学中的热力学理论，任何系统均存在力图使界面能减为较小的趋势。

在气泡与颗粒附着前，单位面积颗粒和气泡的界面能能够用W1=σ水气+σ水粒来表明；在气泡与颗粒附着后，颗粒和气泡的界面能变成了W2=σ气粒。附着前后，界面能的削减值ΔW=σ水气+σ水粒-σ气粒。

当颗粒与气泡粘附，处于安稳状态时，三相界面张力的联系能够表明为ΔW=σ水气（1-cosθ），即界面能的改变状况的影响因素为水与气泡之间的界面张力σ水气和颗粒的潮湿接触角θ有关。

那么，从界面能的视点看，颗粒与气泡的附着条件便是ΔW＞0，ΔW越大，说明这个过程的推动力越大，颗粒越简单被气泡粘附。（看到这部分或许有的朋友有点懵，没有太大问题，其实我也是有点懵的，这部分权做了解，记住较终这句定论好了）潮湿接触角θ对气浮的影响：

依据界面能改变的公式ΔW=σ水气（1-cosθ），咱们能够了解到：

水的界面张力对颗粒潮湿接触角θ的影响：

从上面的公式中咱们能够看出，关于θ＜90°的状况，颗粒的潮湿接触角θ会随着水的外表张力不同而发生改变。增洪流的外表张力，增洪流的外表张力，能够使潮湿接触角增加，有利于颗粒与气泡的粘附。

一般水中外表活性物质含量低时，水的外表张力比较大，因而在含外表活性物质比较少的系统中，气浮作用比较好。

亲水性颗粒与气泡的粘附：

首先，亲水性气泡颗粒是不易与气泡进行粘附的。可是咱们能够通过投加浮选剂（松香油、脂肪酸、外表活性剂等），对亲水性颗粒的外表进行改性，然后再进行气浮。

浮选剂大多由极性-非极性基团组成，极性基团挑选性地被亲水性颗粒所吸附，而非极性基团朝向水，这样能够将颗粒外表的亲水性转化为疏水性，从而提高与气泡的粘附性。

气泡的分散度和安稳性

为了确保气浮作用的安稳性，气泡在水中需要具有必定的分散度和安稳性。一般气泡粒径需要＜100μm，才能很好的附着在颗粒上。

可是，在清洁水中，由于其外表张力比较大，气泡具有自动下降外表能的倾向（自动吞并、增大），所以气泡常常难以达到气浮要求的细小的分散度。同时在清洁水中，气泡外表缺乏外表活性物质的维护，简单幻灭，安稳性欠安。为了坚持气泡必定的分散性和安稳性，当水中外表活性物质较少时，能够向水中投加必定的外表活性物质，即起泡剂。

外表活性物质极性端易溶于水，而非极性端伸入气泡，对气泡构成维护，避免气泡的吞并和幻灭，从而确保了气泡具有必定的分散度和安稳性。

关于有机物污染物含量不多的废水，在进行气浮时，气泡的安稳性或许会成为影响气浮作用的主要因素，所以有必要投加适量的外表活性剂。但假如外表活性物质过多，又会导致水的外表张力下降，颗粒严峻乳化，导致气浮作用下降。

因而，需要从气泡安稳性，水的外表张力以及乳化作用等多方面归纳考虑，来控制外表活性剂的投加量。

乳化现象与破乳

接下来看一下乳化现象。

咱们上面的内容中介绍过，疏水性颗粒简单粘附在气泡上，按说气浮作用应该比较好，可是由于当水中含有过量的外表活性物质或亲水性固体粉末时，疏水性颗粒会发生乳化现象，所以大多数状况下气浮的作用并不好。

假如水中存在过量的外表活性物质：

外表活性物质的非极性端吸附在油粒上，而极性端则伸向水中，构成乳化油。极性基团中的羧基在水中离解，使乳化油外表带点，发生双电层现象，构成安稳系统，阻止细小油珠之间的吞并以及油珠和气泡之间的粘附，从而使气浮作用下降。

当水中混入一些亲水性固体粉末，比方粉砂、粘土等时，也会发生乳化现象，亲水性固体粉末其外表的一小部分与油珠接触，而大部分被水潮湿。这样，油珠被这些亲水性粉末所覆盖。

而粉砂、粘土等自身便是带电的，会阻止相互间的吞并以及油珠和气泡之间的粘附。这种亲水性固体粉末称为固体乳化剂。

安稳的乳化系统不利于进行气浮，所以假如想要提高气浮的作用，需要脱稳、破乳。

前面介绍过的混凝剂，如硫酸铝、聚氯化铝和三氯化铁等都能够用于气浮。关于混凝剂的投加量，应该视废水的性质不同而不同，需要依据试验进行确认。