气浮分离技术研究现状与方向

气泡吸附分离简称气浮分离,是采用某种方式使水中产生大量的微小气泡,并在一定的条件下使呈表面活性的待分离物质(离子、分子、胶体、固体颗粒等),吸附和/或粘附气泡的表面,随着气泡上升到液面形成泡沫形式的气浮分离物。这样待分离的物质便被分离富集在泡沫消失后的小体积溶液中。它可用于水中固体与固体,固体与液体。

胶质气体泡沫气浮分离含Cu(Ⅱ)废水的试验研究

用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)制备胶质气体泡沫并将之引入浮选柱,以胶质气体泡沫为浮选载体并通入常规浮选气泡对预先装入浮选柱的模拟含Cu(Ⅱ)废水进行浮选分离实验,考察了pH值、铜离子初始浓度、SDS用量和絮凝剂的添加对Cu(Ⅱ)去除率的影响。实验结果表明,采用胶质气体泡沫与常规柱浮选气泡相结合的方法处理含Cu(Ⅱ)废水,铜离子去除率可达99%以上。

气浮分离技术在渔业生产中的应用与展望

概述了气浮分离技术的研究进展,着重介绍了该项技术在养殖水体净化、微藻细胞提取和水产品加工废水处理等方面的应用情况,并对其发展和应用前景进行了阐述。

声场对糖浆气浮分离作用的研究

本文分别研究了声场及声场与PAM协同对糖浆气浮分离作用的影响、结果表明：在不加PAM的情况下，声场空化作用对气-固结合有负面影响；在PAM存在下，声场空化表现了声场凝聚效应，显著提高糖浆气浮清净效率，同时减少絮凝剂用量。

热碱水溶液清洗－气浮分离对原油污染土壤的处理

针对落地原油的回收及土壤污染治理问题，提出了用热碱水溶液清洗－气浮分离的处理方法，获得了比较理想的结果。实验中考察了清洗过程的反应温度、清洗时间、液固比、碱浓度及气浮温度和气浮时间等各种影响因素，得到了适宜的处理工艺条件。在此处理条件下，可使含稠油１２．５％的模拟含油土壤的油去除率达到９２．５％～９３．５％，土壤中残留含量降至０．９％～１．０％．提出的处理方法，能原消耗较低，碱剂费用仅为７元／ｔ（ｔ土）左右，且可以回收洗脱出来的原油。

影响溶剂气浮分离的物理和化学因素研究

本文研究了待分离物呈表面活性物系(甲基橙、次甲基蓝、铁-邻二氮菲与作为捕集剂的十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、四甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸纳、烯丙基磺酸钠作用)和呈疏水性物系(铜-二乙基二硫代氨基甲酸纳、镍-丁二酮肟和铁-磷酸三丁酯)的溶剂气浮变化规律,并进行溶剂气浮法与泡沫分离法和溶剂萃取法对照研究,研究了影响各分离过程主要物理和化学因素的异同点。研究结果表明:待分离物质呈表面活性与呈疏水性的溶剂气浮分离行为是不同的,溶剂气浮是气泡吸附分离和水相与有机相的两相传质过程的耦合,而且这两个微过程又是相互制约的,其中气浮分离过程是决定溶剂气浮分离效率的关键,要使溶剂气浮分离效率大大提高,主要的途径是采用某种方法使得待分离体系具有较强的表面活性。

糖汁的气浮提纯分离

将气浮这项分离新技术首次用于糖汁的提纯。介绍了气浮分离及其相关过程的机理,包括被分离杂质的主要成分胶体的凝聚、絮凝,与微气泡的粘附,粘附后混合体的浮升等。对生产试验过程糖汁气浮分离前后反映糖汁品质的一些主要指标进行了测定和比较,同时也对试验组和对照组相同物料的品质进行了比较。结果表明,气浮分离技术用于糖汁提纯,可显著提高糖汁的品质。

环流气浮分离技术在含Cu(Ⅱ)废水处理中的应用

采用环流气浮分离技术对含Ｃｕ（Ⅱ）废水的处理进行了实验研究。环流气浮塔体积为１．５Ｌ，采用气升式内循环操作，在塔底装有经特殊表面处理的微孔气体分布器以产生微小而均匀的气泡。采用ＦｅＣｌ３为絮凝剂，十二烷基硫酸纳（ＳＤＳ）为表面活性剂。考察了气速、ｐＨ、表面活性剂、絮凝剂浓度等因素对分离效果的影响规律，讨论了泡沫夹带对分离效果的影响，确定了最优的工艺条件，并对环流气浮塔和传统鼓泡塔进行对比研究。实验结果表明，在优化情况下，经１０～１５ｍｉｎ气浮后，铜离子的去除率可达９９％以上。

制革工业废水的化学絮凝（一）——絮凝与气浮分离

制革工业是我国具有综台优势的传统产业，随着世界制革产业结构的调整，近十几年来我国皮革工业得到了迅速的发展．皮革年产量已达到1.7亿标准张占世界产量的30％，皮鞋产量占世界的51％成为世界皮革生产，革制品加工与贸易中心。皮革工业也是我国的重要的出口创汇行业，1997年以来每年出口创汇均超过100亿美元，并且呈不断增长的态势2002年出口创汇达152亿美元。

海上生产污水气浮旋流分离装置设计及试验

为提高海上平台生产污水的处理效率,研发了气浮旋流分离装置。通过气浮旋流分离流场分析,设计入口流速、管径及罐体直径等关键参数,依据多相流场数值模拟结果优化分离装置结构及其处理量,根据试验分析结果确定分离装置的最佳操作条件,并通过现场试验检测生产污水的除油效果。研究结果表明:稳流内筒采用喇叭口且朝上布置时的除油率最高,随生产污水含油量的提高,除油率先迅速增大而后趋于稳定,随生产污水注气比的增大,除油率先逐渐减小而后趋于稳定;气浮旋流分离装置采用两级串联模式运行性能平稳,且除油效果较显著。现场测试数据表明除油后的生产污水含油质量分数可以控制在(10~19)×10^(-6)之间,分离装置的平均除油率达到92.3%。

溶剂气浮法分离机理的基础研究

研究了待分离物呈表面活性物系（甲基橙－十六烷基氯化吡啶、十六烷基氯化吡啶）和呈疏水性物系（铜－二乙基二硫代氨基甲酸钠、镍－丁二酮肟）的溶剂气浮变化规律．红外光谱分析表明，分离效率的高低与有机相和气浮分离物相互作用的强弱不相关．在所研究的溶剂气浮体系中，气泡吸附单元是决定分离效率的关键．总的溶剂气浮过程满足一级动力学方程，其过程的表观活化能可作为衡量溶剂气浮过程分离效率的特征参数．表观活化能取决于待分离物质的表面活性，可借用疏水平衡值ＨＬＰ来反映．表观活化能愈小，其待分离物质的表面活性愈高（ＨＬＰ值愈小）。

油砂气浮选分离技术研究

针对"油砂热化学水洗分离技术"在油砂工业化、规模化开发中存在的局限性,考察加拿大油砂水洗分离技术及生产过程,提出对油砂分离过程进行深化研究,通过大量的室内研究与实验工作,研发出油砂浆化反应技术、油砂气浮选分离技术,油砂浆化、气浮选分离药剂体系,确定油砂浆化最佳反应工艺参数、气浮选分离工艺参数。油砂浆化+气浮选分离技术路线与油砂常规水洗工艺技术路线相比,在其他条件相同条件下,达到相同除油率的作用时间减少一个数量级,除油效率达到91%。

旋流气浮一体化技术在低含油污水处理中的应用

紧凑型气浮装置将旋流分离技术与竖流式气浮分离技术有机结合,借助低强度旋流离心力场促进微细气泡与原水中待去除污染物颗粒的碰撞粘附,进而强化气浮分离过程,具有水力停留时间短、占地面积小、处理效率高和操作要求低等优点。对BIPTCFU-Ⅲ型旋流气浮一体化含油污水处理装置的结构方案、工作原理以及现场试验情况进行了介绍,并将其处理性能与CrudeSep旋流加气浮选器的处理性能进行对比。分析结果表明,当入口污水含油质量浓度在100mg/L以下时,即使不添加任何处理药剂,BIPTCFU-Ⅲ型样机连续运行可将出水口的含油质量浓度降低到20 mg/L以下,满足压力滤罐的进水水质要求。

低溶气压力下微藻细胞的气浮法采收

从理论和实验两方面探讨了通过添加微量表面活性剂以实现在较低溶气压力下进行微藻气浮采收的可行性。结果表明 :添加适量的非离子型表面活性剂Tween 2 0可降低待分离体系的表面张力 ,改善微气泡的质量 ,在较低溶气压力下 (≤ 0 .2 5MPa)可获得良好的采收效果。无论是批式过程还是连续操作 ,当溶气水中含有浓度为 10 0mg/kg的Tween 2 0时 ,采收性能都得到较大改善。

微藻细胞的气浮法采收

实验以螺旋藻为模型藻种,较为系统地研究了气固比、气浮塔构造特性、溶气压力和溶气时间等操作条件对微藻气浮采收效率的影响。结果表明,调节藻液值为可使藻液产生良好的絮凝性能; pH 12.0 高径比较大的气浮塔具有更优越的采收效能;气浮采收率随气固比、溶气压力的增加以及溶气时间的延长而上升。提出的气浮采收动力学模型与实验数据拟合良好。

EPCON紧凑型气浮装置及其在采油废水处理中的应用

EPCON紧凑型气浮装置是为了满足挪威排放法案而研制的采油废水处理新技术,综合应用旋转离心分离和气浮分离的工作原理对采油废水进行处理,大幅度降低了采油废水的含油量。此装置还具有性能稳定、操作简单、成本低、效益高、占地面积小等一系列特点,尤其适用于海洋石油生产。

加压生物反应器结合气浮处理医院污水应用研究

加压曝气生物反应装置利用加压的方式,提高了反应器内溶解氧浓度,从而提高污染物去除率。对于医院污水处理,将加压反应器内的压力控制在0.18～0.24 MPa,水力停留时间为2 h,气水体积比为3:1时,反应装置出水中COD、NH3-N和SS去除率分别可达到92.5%、92.0%、82.5%,处理出水COD、NH3-N、SS等指标达到甚至优于国家一级B排放标准。与常压下相比,COD去除率提高11.5%,NH3-N去除率提高49.7%,SS去除率提高44%;系统水力停留时间仅为常规污水生物处理法的约1/3;具有处理效率高、处理时间短、占地面积小等优点。

叶轮气浮装置设计及其在海水循环水养殖系统中的净化效果

为使气浮分离技术在工厂化循环水养殖水处理中的应用更加优化与规范化,改善气浮分离法的集成应用效果,通过优化设计适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置,集成应用于石斑鱼海水(盐度15)循环水养殖系统中。水质检测结果显示,进气量10 m3/h、水力停留时间(HRT)25 min是本实验叶轮气浮装置的最佳运行工况;最佳工况下,本叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、总氨氮(TAN)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的平均去除率分别为42.13%、35%、32.69%、10.27%和7.64%,最高去除率分别为46.76%、40%、38.31%、14.04%和13.87%。研究表明,叶轮气浮装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解性的TAN和NO2--N去除效果较差。

某船舶油水分离器的选型设计和技术改良

文章介绍了舟山成路公司的成路21号在船舶设计建造完成后,船舶油污水处理装置的选型设计和技术改良的方法与选择过程。