Флотационная очистка судовых нефтесодержащих вод с применением струйной аэрации

• Автор: Богданов, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 c. : ил

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР II

1.1. Характеристика судовых нештесодержащих вод . II

1.2. Некоторые вопросы теории флотации и флотационной очистки судовых нефтесодержащих вод .

1.3. Струйная аэрация жидкости

1.4. Выводы из обзора, цели и задачи исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ ВОДООЧИСТКИ С БЕШО

НИШ СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ КА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКЕ И ЭКСНЕРШЕНТАЛЬНОЫ ФЛОТАТОРЕ

2.1. Исследования на лабораторной установке .

2.1.1. Разработка лабораторной установки

2.1.2. Методика проведения исследований .

2.1.2Л. Флотационные ячейки и схемы их включения

2.1.2.2. Факторы флотационной водоочистки со струйной аэрацией, обработка результатов экспериментов .
2.1.2.3. Приготовление модельной воды .
2Л.2.4. Анализ очищаемой воды .
2.1.3. Экспериментальная часть
2.2. Исследования на экспериментальном флотаторе
2.2.1. Разработка установки экспериментального флотатора
2.2.2. Методика проведения исследований .
2.2.3. Уравнение баланса многоступенчатого флотатора и результаты экспериментов .
2.3. Обсуждение результатов экспериментов .
3. ОПЫТНО ПРаШШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИИ МОТА1ЩОННОЙ очистки СУДОВЫХ НЕМЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ
3.1. Разработка опытного многоступенчатого флотатора со струйной аэрацией .оо
3.2 Методика проведения исследований
3.3. Результаты исследований
4. ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СУДОВЫХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ НО
. Технико экономическая эффективность способа флотационной очистки судовых нефтесодержащих вод со струйной аэрацией в сравнении с некоторыми другими способами НО
4.2. Некоторые рекомендации к разработке и внедрению флотаторов со струйной аэрацией
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Программа расчета кинетической константы скорости флотации на ЕС .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Рекомендации по проектированию и расчету флотаторов со струйной аэрацией для очистки судовых нефтесодержащих вод
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Графические зависимости к уравнению 2.II
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Чертежи опытного флотатора к рис. 3.2
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Фотографии лабораторных ячеек, экспериментального и опытного флотатора .
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ч,Уг Радиус и диаметр частщ пп РадУс Диаметр пузырьков
К кинетическая константа скорости флотации интенсивность извлечения
извлечение частиц
время
С концентрация частиц
2 объемный расход воздуха и жидкости
ио скорость истечения струи из аэрационного насадка 0О радиус аэрационного насадка сопла
длина незатопленной свободной струи
длина водовоздушного факела
У перепад давления на сопле
0 коэффициент аэрации
кинематическая вязкость жидкости
ускорение свободного падения
П количество флотоячеек
И кратность рециркуляции
Кц кратность циркуляции
2Г расход грязной воды
расход рециркулирующей воды
цж скорость воды, проходящей через флотоячейку
СО скорость поступления воздуха во флотоячейку
характерный размер в поперечном сечении флотокамеры диаметр, ширина
0 солесодержание воды
0 плотность воды.
ВВЕДЕНИЕ


По данным 2 устойчивое нефтесодержание льяльных вод колеблется от до 0 мгл, содержание мехиримесей достигает мгл и складывается из частиц органического происхождения и неорганического окись железа, окись цинка и пр Содержание нефтяных загрязнений в балластных водах, после их отстаивания составляет в среднем мгл 2,3. Концентрация нефтепродуктов в промывочной воде не превышает после отстаивания 0 мгл 2,3. Эмульгированные в льяльных водах нефтепродукты диаметром Ю м составляют от общего количества и это соотношение примерно постоянно для всех концентраций 5. График распределения частиц нефтепродуктов в льяльных водах приведен на рис. Рис. Схема распределения общих концентраций нефтепродуктов в судовых нефтесодертащих водах 5. I Г 1
1 . РисЛ. Дифференциальная кривая распределения частиц нефтепродуктов по размерам в судовых нефтесодержащих водах 5 . ТО6 м. Согласно 2 в судовых эмульсиях сохраняется в стойком состоянии около частиц нефтепродуктов диаметром до ТО6 м, диаметром 0 ТО6 м и нефтепродукты, растворенные в воде растворимость нефти при температуре С составляет 8 мгл в пресной воде и мгл в минерализованной воде . Электрокинетический потенциал частиц нефтепродуктов, эмульгированных в льяльных водах равен Мв 5. Дисперсионной средой судовых нефтесодержащих вод морских судов является морская вода, солевой состав которой близок к морской воде данного района плавания. Зода Тихоокеанского бассейна, например, имеет содержание солей, достигающее кгм3, включая основные компоненты ионы Ла ш СВ . Данные по ионному составу морской воды приведены в таблице 1. Таблица 1. К 0, Вг 0,0
Отношения между концентрациями главных компонентов морской воды остаются примерно постоянными для различных концентраций солей в морской воде 9. Среднее значение показателя концентрации водорода для Тихого океана равно 7,7,8, поверхностное натяжение воды ,, ТО3 Нм, плотность кгмз 9. Содержание извещенных веществ в балластных водах составляет мгл, поверхностное натяжение , Ю3 Нм II. Вследстзияастичного разбавления морской воды пресной, попадавшей в льяла, соленость льяльных вод может снижаться до от содержания забортной воды 5. Следует отметить, что растворимость газов уменьшается с увеличением концентрации в воде других веществ, в особенности электролитов, и в частности солей аСР 9,. Это явление получило название высаливания и объясняется гидратацией ионов электролита, когда часть воды связывается и не может играть роль растворителя. Высаливающее действие электролита согласно формуль Л. МИо ехрУ0 , 1. И константа, зависящая от природы электролита и температуры. Основные факторы устойчивости эмульсий раскрыты в частности в работах . Устойчивость судовых нефтесодержащих вод является достаточно высокой и обусловлена адсорбционносольватным, структурномеханическим и ионноэлектростатическим факторами 5,6. Количество нефтесодержащих вод, накапливаемых в льялах машиннокотельных отделений зависит в основном от водоизмещения судов, а также технического состояния механизмов, их конструктивных особенностей, условий эксплуатации и составляет, например, для судов водоизмещением x т 2,5x6 м3сутки, водоизмещением т 6 м3сутки, водоизмещением т м3сутки 2. Количество промывочных вод на танкерах лежит в пределах от 0 до м3 3. Флотационное выделение частиц примесей из воды происходит в результате их прилипания к пузырькам газового флотоагента обычно воздуха, с последующим выносом образовавшихся флотокомплексов на свободную поверхность жидкости. Процесс прилипания частиц к пузырькам рассматривается с термодинамической и кинетической точек зрения. Анализу этого процесса посвящено большое количество работ советских и зарубежных исследователей, и в частности труды . Термодинамический анализ определяет движущую силу процесса при убыли свободной энергии системы и изучает только его направление и результаты. Вопросы механизма и скорости процесса относятся к его кинетической оценке. Флотационные явления при термодинамическом анализе рассматриваются с позиций ведущей роли свойств гидратных оболочек, окружающих частицы и пузырьки воздуха во флотационной системе. Физикохимической величиной, количественно характеризующей смачивание является краевой угол смачивания 0 . Д 4 бЧГ у 1.