气浮过程中的界面相互作用_郭瑾珑

文章编号:0253-2468(2003)02-0194-07中图分类号:X52,O647.11文献标识码:A气浮过程中的界面相互作用郭瑾珑1,王毅力2,李大鹏3,汤鸿霄1(1.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085;2.北京林业大学资源与环境学院,北京100083;3.北京航空航天大学环境工程学院,北京100083)摘要:首先讨论了水体颗粒物的基本性质以及气泡的形成过程,而后对气液界面上胶体颗粒的吸附进行分析.其次讨论了气浮过程中,气泡与颗粒物之间的相互作用,对气泡与颗粒物之间的碰撞进行分析.结合紊流气浮的理论与应用,在气浮过程中的界面相互作用分析的基础上,设计了一种新型集成的溶气气浮水处理工艺,即逆流共聚气浮工艺.并对其运行情况进行了研究,探讨了其中的界面相互作用对气浮效果的影响,进一步与传统工艺进行了对比.关键词:气浮;界面相互作用;气泡;颗粒物InterfacialinteractionbetweenthebubblesandparticlesintheflotationprocessGUOJinlong1,WANGYili2,LIDapeng3,TANGHongxiao1(1.SKLEAC,ResearchCenterforEco-environmentalSci-ences,CAS,Beijing100085;2.CollegeofNaturalResourceandEnvironment,BeijingForestUniversity,Beijing100083;3.Depart-mentofEnvironmentalEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083)Abstract:Thebasicpropertiesofthesuspendedparticlesinwaterbodyandthebubblenucleationprocesswaspresented,thentheadsorptionoftheparticlesonthestagnantgasliquidinterfacewasanalyzed,theinteractionbetweenthesuspendedparticlesandbubblesduringflotationprocesswasdiscussed,andthecollisionmodelswerecompared.Onthebasisofturbulentflotation,anewkindofdissolvedairflotationmeth-odnamecountercurrentco-flocculationflotation(CCC-FF)wasputforward.TheinterfacialinteractionsintheCCC-FFreactorandtheirinflu-enceontheturbidityremovalwereanalyzed,andtheoperationalparametersofthereactorwereoptimized.Furthermore,thecomparisonbe-tweentheconventionalandCCC-FFwaterpurificationmethodwascarriedout.Keywords:flotation;interfacialinteraction;bubble;particle收稿日期:2002-11-25基金项目:国家自然科学基金(50178009),“九·五”攻关项目(No.96-909-03-02)作者简介:郭瑾珑(1976—),男,博士研究生气浮是一种行之有效的水处理技术,尤其是对含高天然有机物、低温低浊、含色度水的处理非常有效.其单元操作的实质就是在絮凝剂作用下,使气泡与水中的污染物相互粘附,形成聚集体并在浮力作用下上浮去除.气浮过程中颗粒物与气泡的相互作用分为碰撞、粘附与分离3个过程,碰撞主要由颗粒与气泡的物理性质及其周围的水力学条件决定;粘附是颗粒与气泡间液膜变薄与破裂的过程,由此形成稳定的接触湿周来维持聚集体的稳定[1].固体颗粒在气泡表面的吸附是气浮过程中最重要的步骤,取决于颗粒与气泡表面的物理化学性质.随着机理研究的进一步深入,气浮工艺改进也在快速发展之中.结合紊流气浮的理论与应用,本文首先讨论了气浮过程中的界面相互作用,进而设计了一种新型集成的溶气气浮水处理工艺,并对其运行情况进行了分析研究.1气泡与水体颗粒物水中的颗粒物拥有荷电表面,可以认为界面处存在一种双电层结构.颗粒通常保持分散状第23卷第2期2003年3月环境科学学报ACTASCIENTI