Флотационная очистка сточных вод с аномальной вязкостью

• Автор: Соковнин, Олег Михайлович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 228 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Обозначение основных величин.

Введение. .

Глава 1. Анализ проблем флотационной очистки реологически

сложных сред от взвешенных частиц . II

1.1. Области применения флотационной очистки.

1.2. Основные типы флотаторов, их технические

характеристики.

1.3. Реология флотационных сред, образование и

свойства флотационных пен

1.4. Расчет улавливания взвешенных частиц при

флотационной очистке.
1.4.1. Безынерционный захват частиц всплывающим пузырьком
1.4.2. Механизм закрепления малых частиц на поверхности пузырька.
1.4.3. Транспортная стадия флотационной водоочистки
Выводы, постановка задач исследования.
Глава 2. Исследование элементарного акта флотации несферических
частиц.
2.1. Морфологический и дисперсионный анализ улавливаемых
частиц
2.2. Расчет вероятности захвата стержнеобразных
частиц пузырьком .
2.3. Определение вероятности захвата дискообразных
частиц пузырьком .
Глава 3. Гидродинамика флотационного концентрирования
3.1. Исследование физических свойств флотационных сред
и получаемых пен
3.1.1. Реологические исследования.
3.1.2. Измерение прочности флотационных пен.
3.2. Определение условий течения и разрушения флотационных пен
3.3. Расчет групповой скорости всплывания пузырьков в неньютоновской жидкости.
3.4. Экспериментальное исследование флотационного концентрирования
3.4.1. Определение скорости всплывания пузырьков
3.4.2. Определение вероятности захвата несферических
частиц всплывающими пузырьками
Глава 4. Регулирование параметров флотационного процесса
4.1. Регулирование дисперсности генерируемых пузырьков
4.2. Динамика взаимодействия частиц со всплывающим пузырьком.
4.3. Расчет оптимальной скорости барботажа
4.4. Методика расчета флотационной водоочистки
Глава 5. Осаждение взвешенных частиц на поверхности капель
орошаемых газоочистных аппаратов.
5.1. Г идродинамическая аналогия процессов флотации
и мокрого пылеулавливания
5.2. Основные типы орошаемых газоочистных аппаратов,
их технические характеристики
5.3. Расчет орошаемых газоочистных аппаратов.
Глава 6. Внедрение результатов работы в промышленность
6.1. Флотаторы.
6.1.1. Разработка конструкции устройства концентри
рования суспензии кормовых дрожжей.
6.1.2. Внедрение электрофлотационного аппарата
очистки жиросодержащих сточных вод.
6.1.2.1. Краткое описание существующей
технологии очистки
6.1.2.2. Выбор режимных параметров элсктро
флотационного разделения жиросодержащей эмульсии
6.1.2.3. Расчет промышленного электрофлота
ционного аппарата.
6.2. Орошаемые газоочистные аппараты.
6.2.1. Реконструкция газоочистки системы аспирации шлифмашин.
6.2.2. Разработка скрубберов для очистки дымовых газов котельных .
Заключение .
Список литературы


Флотационные среды являются гетерогенными системами суспензиями и эмульсиями, где в качестве дисперсной фазы присутствуют взвешенные частицы, эмульгированные капли жира, масла, высокомолекулярные соединения, поверхностноактивные вещества и др. Наличие указанных веществ придает флотационной среде неньютоновские вязкостные свойства. При этом значение эффективной вязкости Щф зависит от создаваемой скорости сдвига у, а не является постоянной величиной ,. Псевдопластичность водных растворов поверхностноактивных веществ ПАВ отмечена в , где методом капиллярной вискозимегрии исследованы реологические свойства водных растворов олеата аммония. При концентрациях последнего выше 1, наблюдали падение эффективной вязкости с ростом давления. Интересно отметить, что аномалия вязкости исчезала при нагреве раствора свыше С, что объясняется деструкцией ассиметричных мицелл до сферических в этих растворах при повышении температуры. При введении ПАВ в водные дисперсии, содержащие взвешенные частицы, также наблюдается аномалия вязкости. В работах , исследованы реологические свойства водных суспензий соответственно органических пигментов в присутствии неионогенных ПАВ, и оксидов железа, никеля с добавлением анионоактивного ПАВ додецилсульфата натрия. В обоих случаях установлено изменение характера течения с ростом концентрации ПАВ и появление псевдопластичности. Результаты объясняются образованием в растворах стержнеобразных мицелл за счет адсорбции молекул ПАВ на поверхности взвешенных частиц. С увеличением концентрации ПАВ в растворах авторами работы наблюдались явления тиксотропии. ПАВ, у которых проявляется тиксотропия, а растворы, у которых имеет место только аномалия вязкости умеренно концентрированными. Вязкостные характеристики водных растворов кварца исследованы в работах ,. Как и следует из теории, растворы имели дилатантные свойства. Теоретическому количественному объяснению явлений аномальной вязкости растворов посвящено достаточное число работ. Например, в работе теоретически обоснован и экспериментально подтвержден интересный метод расчета реологических характеристик коллоидной структуры, содержащей два вида частиц дисперсной фазы, один из которых имеет значительно большие размеры, чем другой. Установлено, что в этом случае при расчете вязкости дисперсионной среды можно учитывать наличие в ней лишь более мелких частиц. В работе сделана попытка теоретического обоснования реологических свойств коллоидных систем. Предложена модель ортокинетической коагуляции концентрированной эмульсии, предсказывающая нелинейную зависимость эффективной вязкости Цэф от скорости сдвига у. В целом следует отметить, что флотационные среды, являющиеся многокомпонентны ми дисперсиями и содержащие частицы коллоидных размеров, обладают ярко выраженными неньютоновскими свойствами. При умеренных концентрациях частиц дисперсной фазы, что наиболее характерно для рассматриваемых флотационных систем, последше могут обладать, как дилатантными, так и псевдопластичными свойствами. Реологическое поведение подобных сред может быть описано степенным уравнением Оствальда т К у0, 1. При любом способе диспергирования газа на поверхности очищаемой жидкости образуется флотационная пена устойчивая трехфазная система, содержащая помимо газа и жидкости частицы твердой фазы, извлеченные из флотационной среды. Устойчивость таких пен обусловлена именно наличием в них мицелл молекул ПАВ, белков, частиц жира , других взвесей, склеивающих и упрочняющих ячейки пенной структуры ,. Для успешного проведения флотационной водоочистки необходимо непрерывное удаление образующейся пены с поверхности, т. При расчете течения пен важно знать их реологические свойства. Подобные исследования проводились рядом авторов с использованием методов ротационной и капиллярной вискозиметрии. Ццжрш. Приведенные формулы связывают вязкость пен с их кратностью или газосодержанием и позволяют в первом приближении оценить величину вязкости. В работе указывается, что структурированные системы, к которым принадлежит и пена, проявляют при течении отклонение от закона Ньютона. Авторами определялась эффективная вязкость водных пен и профили скорости при течении их по трубам.