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第七章气浮

7.1 气浮的基本原理及过程

7.1.1 气浮的原理

气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，通过向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水中的

污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污染物也随之浮到水面上而形成由气泡、水和污染
物形成的三相泡沫层，收集泡沫层即可把污染物与水分离。

颗粒为什么会吸附到气泡上呢？气泡能否与悬浮颗粒发生有效附着主要取决于颗粒的

表面性质。如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性的，如颗粒不易被水润湿，则是疏
水性的。颗粒的润湿性程度常用气、液、固三相间互相接触时所形成的平衡接触角的大小
来解释。在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气－液界面张力线和固液界面张力线
之间的夹角（包含液相的）称为平衡接触角，用

θ 表示，如图 7-1 所示。当 θ>90

°时（图

7-1（a）），称固体为疏水的。θ<90

°时，称固体为亲水的，（7-1（b））

液滴

                                                  （a）疏水                                （b）亲水

图

7-1 接触角示意图

从图中还可看出，不论物质的润湿性如何，当体系稳定时，在三相接触点上，三个界

面张力总是处于平衡状态，如果分别用

、

和

表示液、气界面、液、固界面和气、

固界面的界面张力，则有

cosθ

式

7-1

当气泡与颗粒共存于水中时，颗粒是否能附着在气泡上和附着的牢固程度，取决于附

着前后界面能的变化。如果总能量降低，则能附着，且能量降低越多，附着越牢固；如果
能量增加，则不能附着。在颗粒与气泡附着前，单位界面面积上的界面能

等于气、液

界面能和液、固界面能之和，即

＋

。附着后，由于附着部分没有了固液界面，

所以单位附着面积上的界面能相应变为

＝

。因此附着前后界面能变化的数值为：

ΔW

−

式

7-2

将式

7-1 代入，整理得

(cosθ

cosθ

ΔW

−

式

7-3

由式

7-3 可知：（a）当颗粒能完全被水润湿时，θ＝0

°，cosθ＝1，ΔW＝0，颗粒不能与

固体

液滴