浮選法操作在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展

劉　軍（韶關(guān)市環(huán)保技術(shù)裝備發(fā)展公司，廣東省韶關(guān)市512000）

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浮選法操作在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展

劉軍（韶關(guān)市環(huán)保技術(shù)裝備發(fā)展公司，廣東省韶關(guān)市512000）

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

浮選法；廢水處理；應(yīng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物質(zhì)或者是絡(luò)合物的類似物質(zhì)，接下來，再用泡沫浮選法進(jìn)行回收，換句話說，就是充分發(fā)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(luò)合物附著在氣泡的表面。浮選法在上個(gè)世界被提出并使用，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)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(gè)領(lǐng)域所起到的作用巨大，并且在一定程度上推動(dòng)這幾個(gè)行業(yè)的發(fā)展。本文，筆者將著重介紹浮選法在廢水處理行業(yè)的使用和發(fā)展。

2　浮選法對(duì)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(yè)被使用，是利用其泡沫來對(duì)固體進(jìn)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(zhì)的物理性質(zhì)，即分配性質(zhì)，將被分離的物質(zhì)聚集在泡沫上，然后再將泡沫取出即可將被分離的物質(zhì)從液體中分離。在進(jìn)行廢水的處理時(shí)，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(chǎn)生大量的泡沫，可以通過對(duì)廢水中不斷鼓氣或者持續(xù)攪拌的方式來達(dá)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(duì)取出的泡沫進(jìn)行完全破壞，可以采取機(jī)械的方式或是化學(xué)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(zhì)的性質(zhì)比較活泛，既可以是具有表面活性的物質(zhì)，也可以是不具有表面活性的物質(zhì)；被分離的物質(zhì)既可以是一種，也可以是多種。但是待分離物質(zhì)可以是一種，也可以是幾種溶質(zhì)。但是溶質(zhì)的性質(zhì)對(duì)整個(gè)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(yīng)用對(duì)象比較廣泛，包括具有不同等電點(diǎn)的溶質(zhì)和表面活性物質(zhì)不同的溶質(zhì)，比方說在對(duì)具有天然的表面活性物的蛋白質(zhì)進(jìn)行泡沫分離時(shí)，液體的pH值影響著蛋白質(zhì)的富集程度。但這并不代表對(duì)非表面活性物沒有影響，溶液的pH對(duì)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(duì)廢水中重金屬離子的除去起著關(guān)鍵的作用。

3.3溫度

簡單來說，廢水處理中的每一種物質(zhì)都受溫度的影響。溫度對(duì)泡沫的影響主要是其穩(wěn)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(huì)降低表面活性物的氣泡性，也會(huì)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(jìn)水速度、所選用的輔助劑等各方面的影響。在進(jìn)行泡沫浮選的過程中，特別要注意的是，產(chǎn)生的泡沫的大小要符合規(guī)定，泡沫最好要很小，因?yàn)樵诟∵x過程中，大的泡沫在上升的過程中會(huì)發(fā)生擠撞導(dǎo)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(yīng)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(shù)在廢水處理應(yīng)用的主要兩點(diǎn)。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(jù)目前的研究狀況來說，廢水經(jīng)過離子浮選技術(shù)處理過之后都可符合國家標(biāo)準(zhǔn)，可以直接排放。王永田等人通過柱浮選法和膠質(zhì)氣體泡沫分離研究了模擬工業(yè)廢水中的Cu，最終使Cu的去除率達(dá)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(chǎn)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(dá)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(dá)到了 71.17%、81.13%和96.03%，而且這是一種具有很強(qiáng)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(zhì)，在溫度為20～40℃，pH為4～8的條件下，銀能夠達(dá)到99%的回收率。趙寶生等人研究發(fā)現(xiàn)，離子浮選法適合研究設(shè)備退役過程中產(chǎn)生的成分很復(fù)雜的放射性化學(xué)洗滌劑廢水和處理鈾同位素生產(chǎn)，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(shù)分離廢水中的Cr6+和Cr3+，最終通過分離可以達(dá)到90%以上Cr6+的去除率。傅炎初等人發(fā)現(xiàn)，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(duì)活性染料染色廢水采用浮選脫色處理，脫色率能夠達(dá)到80～90%，廢水色度處理后能夠浮渣量極少且達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.2泡沫浮選法

此技術(shù)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(zhì)并與上浮到表面的氣泡形成泡沫，最后把泡沫分離達(dá)到去除污水中懸浮態(tài)污染物和溶解態(tài)的目的。如廢水里的Cr3+的去除，是用SDS作表面活性劑，F(xiàn)e（OH）3作為絮凝劑，在間歇式泡沫塔的Cr3+的去除，達(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)晶、反萃、濃縮等處理鋅銅有機(jī)泡沫相合后的富集液，最終制造出所需要的純產(chǎn)品。

表1　礦石浮選和廢水處理中的浮選的區(qū)別

5　種浮選的發(fā)展前景

現(xiàn)在我們倡導(dǎo)環(huán)保、低碳、綠色的生活方式，工業(yè)生產(chǎn)所造成的環(huán)境污染受到了越來越多的視野的關(guān)注，全世界每個(gè)人都希望能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境污染的零處理，最小化。21世紀(jì)以來，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)也隨之而來，新能源開發(fā)，節(jié)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(shù)，以取代傳統(tǒng)的分離方法。

浮選法是一種人類新探索的分離技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)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(xiàn)出來，由于其能耗低、操作簡單，特別適用于分離低濃度物質(zhì)而廣泛應(yīng)用。

6　總結(jié)

總的來說，浮選法對(duì)工業(yè)廢水的處理，是一種效果較好、適應(yīng)性較強(qiáng)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(jī)物的廢水，還可以處理金屬離子混合和有機(jī)物的較為復(fù)雜的廢水。其次，對(duì)廢水的綜合利用和逐步回收有價(jià)成份也具有潛在的重要意義。實(shí)際上，浮選法的適用范圍遠(yuǎn)不只局限于本文所說的的廢水處理與礦物分離，在服務(wù)業(yè)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水凈化等，甚至對(duì)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(yīng)用［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2008，9（6）：50～53.

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

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

劉 軍（1983-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事環(huán)保治理工程及環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

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