Роль поверхностных характеристик дисперсной фазы и состава среды в интенсификации и повышении эффективности электрофлотационного процесса очистки сточных вод

• Автор: Бродский, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Литературный обзор
1.1. Проблемы экологии и ресурсосбережения в гальванохимических производствах
1.2. Общие подходы к очистке сточных вод гальванохимических производств
1.3. Анализ основных физико-химических методов очистки сточных вод
1.3.1. Реагентные методы
1.3.2. Сорбционные методы
1.3.3. Жидкостная экстракция
1.3.4. Электрохимические методы
1.3.5. Мембранные методы
1.3.6. Флотационные методы
1.3.7. Сравнение эффективности очистки сточных вод методами электрофлотации, напорной флотации, ультрафильтрации и седиментации
1.4. Физико-химические основы электрофлотационного процесса очистки сточных вод
1.4.1. Некоторые особенности процесса формирования дисперсной фазы
1.4.2. Формирование флотокомплексов «частица-пузырёк электролитического газа»
1.5. Выводы из литературного обзора и выбор направлений исследований
Методическая часть
2.1. Методика приготовления рабочих растворов
2.1.1. Приготовление растворов, содержащих частицы дисперсной фазы металлов
2.1.2. Приготовление растворов флокулянтов
2.2. Методика проведения лабораторного эксперимента по
электрофлотационному разделению фаз
2.2.1. Конструкция лабораторной электрофлотационной установки
2.2.2. Основные электродные реакции. Образование и извлечение флотокомплексов «частица-пузырёк электролитического газа»
2.2.3. Оценка электрофлотационной активности труднорастворимых соединений металлов
2.3. Определение дисперсных характеристик частиц извлекаемых соединений металлов
2.4. Определение электрокинетического потенциала частиц извлекаемых соединений металлов
2.5. Количественный анализ содержания металлов в водных растворах

Экспериментальная часть
3.1. Влияние pH среды на поверхностные характеристики и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений никеля, меди и марганца
3.1.1. Влияние pH среды на дисперсность, заряд и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений никеля
3.1.2. Влияние pH среды на дисперсность, заряд и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений меди
3.1.3. Влияние pH среды на дисперсность, заряд и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений марганца
3.1.4. Влияние pH среды на окислительно-восстановительный потенциал систем №-Н20, Си-Н20, Мп-Н2<Э
3.1.5. Влияние размера и заряда частиц дисперсной фазы никеля, меди и марганца на эффективность процесса их электрофлотационного извлечения из растворов с различными значениями pH
3.1.6. Механизм формирования ^-потенциала частиц дисперсной фазы в растворах с различным значением pH
СИСТЕМА А. Водные растворы
3.2. Основные закономерности электрофлотационного извлечения гидроксидов, карбонатов, фосфатов и сульфидов металлов
3.2.1. Влияние природы иона-осадителя на поверхностные характеристики и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений никеля
3.2.2. Влияние природы иона-осадителя на поверхностные характеристики и электрофлотационную активность труднорастворимых соединений меди
3.2.3. Влияние природы иона-осадителя на поверхностные характеристики и
электрофлотационную активность труднорастворимых соединений марганца

3.3. Регулирование дисперсности и заряда частиц труднорастворимых соединений металлов путём введения в растворы полиэлектролитов
3.3.1. Влияние флокулянтов на дисперсные характеристики труднорастворимых соединений никеля и меди различной природы
3.3.2. Влияние флокулянтов на заряд труднорастворимых соединений металлов различной природы
3.4. Влияние флокулянтов на эффективность процесса электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений никеля, меди и марганца различной природы
3.4.1. Влияние флокулянтов на эффективность электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений никеля различной природы
3.4.2. Влияние флокулянтов на эффективность электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений меди различной природы
3.4.3. Влияние флокулянтов на эффективность электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений марганца различной природы

3.5. Влияние размера и заряда частиц дисперсной фазы никеля, меди и марганца на эффективность процесса их электрофлотационного извлечения из растворов с флокулянтами анионного, катионного и неионного типов
3.6. Оценка влияния температуры растворов на дисперсные характеристики труднорастворимых соединений меди и кобальта
3.7. Извлечение железа, никеля и меди в составе многокомпонентных систем
3.8. Оценка влияния окислителя на дисперсные характеристики труднорастворимых соединений никеля в присутствии флокулянтов различных типов
СИСТЕМА Б. Концентрированные растворы электролитов
3.9. Влияние поверхностных характеристик частиц труднорастворимых соединений никеля, меди и железа на их электрофлотационную активность в концентрированных растворах фоновых электролитов
3.9.1. Влияние дисперсности и заряда труднорастворимых соединений никеля на их электрофлотационную активность в концентрированных растворах №С1, БаБОз, №2804
3.9.2. Влияние дисперсности и заряда труднорастворимых соединений меди на их электрофлотационную активность в концентрированных растворах №С1, ІЧаМОз, №2804
3.9.3. Влияние дисперсности и заряда труднорастворимых соединений железа на их электрофлотационную активность в концентрированных растворах №С1, №Ж)з, №2804
3.9.4. Оценка влияния концентрированных растворов фоновых электролитов (№С1, №Ж)3, №2804) на дисперсность и заряд труднорастворимых соединений №, Си, Бе, а так же электропроводность растворов
3.10. Сравнительная оценка влияния флокулянтов различных типов на поверхностные характеристики частиц дисперсной фазы никеля и меди в концентрированных растворах электролитов
3.11. Оценка влияния температуры концентрированных растворов фоновых электролитов на поверхностные характеристики и эффективность электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений меди
3.11.1. Влияние температуры растворов и природы фоновых электролитов на дисперсные характеристики труднорастворимых соединений меди
3.11.2. Влияние температуры растворов и природы фоновых электролитов на эффективность электрофлотационного извлечения труднорастворимых соединений меди
3.11.3. Влияние размера частиц дисперсной фазы меди на эффективность их электрофлотационного извлечения из растворов фоновых электролитов с различной температурой
3.12. Оценка влияния температуры концентрированных растворов фоновых электролитов на поверхностные характеристики и эффективность извлечения труднорастворимых соединений никеля

Физический принцип. Луч лазера, попадая на частицы (порошок, суспензия и др.), отклоняется его от первоначального направления из-за рассеивания. Угловое распределение рассеянного света главным образом зависит от размера частиц, а также от длины волны лазера и коэффициента рефракции. Для частиц, размер которых меньше, чем приблизительно 1 мкм, также играет существенную роль поляризация лазера: в наибольшей степени это заметно в зависимости от того, как мы наблюдаем интенсивность света - перпендикулярно или параллельно плоскости поляризации лазера, что ясно видно из «диаграммы поляризации», рисунок 2.2.
Лазерные дифракционные устройства измеряют угловое распределение рассеянного света, испускаемого испытываемой частицей, на основании чего по специальному алгоритму рассчитывается распределение частиц по размерам.
Техническое решение. «Анализетте 22 НаноТек» использует конструкцию, запатентованную фирмой Фрич. основанную на принципе Обратной оптики Фурье.
400 пт 1000 пт
Направление падающего лазерного луча
Рис. 2.2. Угловое распределение рассеянного света для маленьких частиц (кривая линия показывает интенсивность света перпендикулярно (параллельно) направлению плоскости поляризации лазера
Дифракционную картину в фокальной плоскости можно математически описать с помощью оптики Фурье. Принцип измерения основывается при этом на уникальном свойстве фокусирующей линзы, позволяющем осуществлять двухмерное Фурье-преобразование проекционной поверхности. Пространственные частоты Фурье-компонентов прямо пропорциональны фокусному расстоянию фокусирующей линзы. Смена области измерения всегда требует, таким образом, замены линзы и. тем самым, перестройки измерительного прибора (рисунок 2.3 а).