Использование феноменологической модели ионообменной динамики сорбции при описании вертикальной миграции токсикантов в почвах

• Автор: Попова, Елена Игоревна
• Шифр специальности: 03.00.27, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил

Для всех случаев хроматографического разделения веществ существую общие закотмерноеи, связанные при извесшых условиях с образованием стационарного фронта сорбируемою вещества, а также со степенью сю размытия. Модель динамики сорбции используемая и данной работе исходит из предположения, чю описание ютеро синий системы сорбент сорбат допустимо в рамках модели сплошной среды , 3 принимается, что сорбент квазигомйенная лиришая среда, с равномерно распределенными сорбционными местами Однако частицы сорбента имеют макроскопические размеры и зю определяет специфику описания кинетики сорбции. Данная модель действует и глобальных координат с глобальными харакеристнками , 2, поэтому дли описания кинежки необходимы феноменологические уравнения на основе законов Фика , , Я. Я1. Движущие силы диффузии принимаются линейными, феноменологические кинетические коэффициенты ПОСТОЯННЫМИ. Систем уравнений баланса сорбируемых веществ, кинетики или СТЯГИ Ки сорбции и уравнений гидродинамики вместе с начальными и траничныч1и условиями в самом общем виде описывает процесс динамики сорбции 2. Решение этой системы уравнений при тадатшых начальных и граничных условиях в принципе должно дать интересующие нас функции Дфостранствснновременното распределения сорбируемых веществ в сорбирующей среде настоящее время невозможно дать общее решение уравнений динамики сорбции, и теория развивается по пути упрощения уравнений, введения различных допущений и приближений, рассмотрения част ныл. Принимаются следующие допущения. Тх у, , , 0. Конечно, в реальных условиях допущение имеет приближенный и асимптотический характер Вопросы переноса тепла к пористых средах и сорбционных колоннах подробно рассмотрены в ряде работ, в частности , 7. Подвижная фаза несжимаема, концен фации сорбируемых веществ малы И изменением ПЛОТНОСТИ МОЖНО Пренебречь РПи 1Ь . П, . Движение потока осуществляется только в одном направлении со средней скорост ью II Вероят ность отклонения реальных скоростей от этой средней учесывается путем введет и я коэффициента квазидиффузми ,i, причем i i, , где i,i коэффициент молекулярной диффузии, I эффективный квазиднффузионный коэффициент продольного переноса. Таким образом, для одномерной задачи 8 системе уравнений остаются только уравнение баланса вещест в и уравнения кинетики сорбции или статики. Чп,, 2, i 2,. Средняя линейная скорость потока подвижной фазы может быть определена экспериментально как VV, где V объем подвижной фазы, введенный в пористую среду за время . Математической основой решения уравнений динамики сорбции является теория уравнений в частных производных Эоч разделе высшей математики достигнуты значительные успехи, однако, решения даже упрошенных уравнений часто имеют весьма сложный вид и недостаточно наглядны. ПрОЦеСС динамики сорбиии Принципиально неравновесный процесс, но при достаточно больших временах сорбции в пределе со комцен1 рация сорбируемого вещества к неподвижной фазе будет стремиться к равновесной, определяемой изотермой сорбции 4 Гпц. Уравнение изотермы можно считать пределом, к которому стремится уравнение кинетики при I со. Изотермы сорбции конкретные уравнения, связывающие коннеш рации сорбируемого вещества в твердой и жидкой фазах с учетом некоторых коэффициентов характеризующих степень нообрашмосш процесса, называемых коэффициентами сродства компонента к сорбенту вытекают из о или иного термодинамического подхода, применяемою в конкретных условиях 4. X К1. К константа биионного обмена, поглощенное количество катионов в эквивалентах. Хотя, с точки зрения термодинамики, более правильно выразить количество ионов в уравнении 1. V . Активности ионов в растворе можно принять близкими к единице при работе с малыми входными концентрациями. Были предложены и другие модели также как и в 9 основанные на ЗДМ 2, 5, модель вытекающая из кинетических представлений уравнения основанные на представлениях Диннана 1. Применение изоермм. Значительным математическим недостатком изотермы ионного обмена является невозможность получения зависимости в явном виде при А.