气浮原理简介
气浮是一种用于分离水中悬浮物(如油滴、固体颗粒等)的水处理技术。其基本原理是向水中通入微小气泡,使水中的悬浮物附着在气泡上,随气泡上浮到水面,然后通过刮渣装置将悬浮物去除。在这个过程中,需要一些化学药剂来帮助悬浮物更好地附着在气泡上,聚丙烯酰胺(PAM)就是其中非常重要的一种药剂。
絮凝作用
原理:聚丙烯酰胺是一种高分子聚合物,在气浮过程中,它能够通过桥联作用使水中的微小悬浮颗粒聚集在一起。PAM 分子链上有许多活性官能团(如酰胺基 - CONH₂),这些官能团可以吸附在悬浮颗粒的表面。当一个 PAM 分子的链上吸附多个悬浮颗粒时,就像架起了一座桥梁,使这些颗粒相互连接形成较大的絮体。
应用优势:这种絮凝作用对于提高气浮效果至关重要。在处理含有细小悬浮物的污水时,如造纸废水、印染废水等,这些微小悬浮颗粒单独很难附着在气泡上。通过 PAM 的絮凝作用,将它们聚集成较大的絮体后,絮体的表面性质发生改变,更容易与气泡结合,从而提高了悬浮物的去除效率。例如,在处理造纸废水中的细小纤维和填料时,加入 PAM 后,悬浮物的去除率可从原来的 50% 左右提高到 80% - 90%。
助凝和强化气浮效果
原理:PAM 不仅可以絮凝悬浮颗粒,还能作为助凝剂增强气泡与絮体之间的结合力。它可以调整絮体的表面电荷和疏水性,使絮体更容易吸附在气泡上。同时,PAM 分子链在水中的存在也可以在一定程度上稳定气泡,防止气泡过快地合并或破裂,使气泡能够更好地携带絮体上浮。
应用优势:在气浮设备中,如溶气气浮(DAF)或浅层气浮,加入 PAM 可以显著强化气浮效果。对于一些难以气浮的物质,如含有表面活性剂的废水(表面活性剂会降低气泡与悬浮物的结合力),PAM 的助凝作用可以克服这些困难。例如,在处理含油废水时,由于油滴表面带有电荷或被乳化,单独气浮效果不佳,添加 PAM 后可以提高油滴与气泡的结合概率,使含油废水的处理效果更好,出水的含油量可以降低到很低的水平,满足排放标准。
减少药剂用量和成本
原理:由于 PAM 的高效絮凝和助凝作用,它可以使气浮过程更加高效。这在达到相同的处理效果时,可以减少其他化学药剂(如混凝剂)的用量。例如,在一些气浮处理工艺中,原本需要大量的混凝剂来初步凝聚悬浮物,加入 PAM 后,混凝剂的用量可以减少 30% - 50%。
应用优势:从经济角度考虑,减少药剂用量可以降低处理成本。同时,减少药剂使用量也有助于减少化学药剂对环境的潜在影响,使气浮处理过程更加环保和可持续。