氣泡離開液面后進入泡沫相,在泡沫相中發生一系列變化,在下部泡沫的推動下上升,夾帶大量液體在重力作用下向燒杯回流。氣泡是由相鄰不規則多面體組成,相鄰氣泡間形成液膜,每3個液膜以一定角度相交,即Plateau邊界層[10],如圖4所示。
Plateau邊界層內的液體主要由于重力的作用發生排液,液膜在重力與Plateau邊界層附加壓力的雙重作用下也發生排液變?。?1]。同時,氣泡受擠壓、氣體擴散和排液變薄等因素的影響,發生聚并,生成的高濃度的液體被重新分配到液膜與Plateau邊界層中去,因此裝液量不能太大[12]。
由圖5可知:隨著裝液量的增加,夾液量也增大,收集的消泡液中水分較多而使得富集比降低。并且,裝液量也不能 太小,否則,對形成連續穩定的氣泡層不利,也不利于分離操作。
3·正交實驗
3.1正交實驗方法
在以上單因素實驗的基礎上,選取氣體流量qv、pH、表面活性劑濃度c、裝液量V 4個因素進行正交實驗,每個因素都取3水平,考察氣浮對脫色率(R)的影響。正交實驗因素水平和實驗結果分別見表1和表2。
3.2正交實驗結果與分析
表3中Tij分別為不同因素(j)不同水平(i)實驗結果的總和,Mij分別為不同因素不同水平實驗結果的平均值,Jj為各因素之列的極差,由于JB>JA>JD>JC,即實驗中影響氣浮法脫除陽離子X-GRL的4個因素的主次關系為B(pH)>A(氣體流量)>D(裝液量)>C(表面活性劑濃度),從而得出的實驗條件是B1A2 D3 C3,即pH 9.0,氣體流量300 mL/min,裝液量450 mL,表面活性劑濃度1.4 mmol/L。該條件下,脫色率95.7%,富集比13.5。
4·結論
以陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉為捕獲劑,采用氣浮法對水溶液中的陽離子紅X-GRL具有良好的去除效果。pH值、氣體流量、表面活性劑濃度、裝液量都對氣浮效果有影響。在pH為9.0、氣體流量為300 mL/min、裝液量為450 mL、表面活性劑濃度為1.4 mmol/L時,陽離子紅X-GRL去除效果最佳,此時脫色率(R)和富集比(β)分別為95.7%和13.5。該方法易于操作,設備、工藝簡單,運行成本低廉,對染料去除效果較好,且不會產生二次污染,在廢水處理行業具有潛在廣泛的應用前景。
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