Электрофлотация широко используется в практике очистки загрязненных жидкостей, наибольшее применение она находит в технологии обработки сточных вод. Еще в 1951 г. процесс электрофлотации использовали для очистки сточных вод в г. Горьком. Исследованиями, проведенными Н. В. Политковской, было установлено, что по эффективности этот метод равноценен обработке городских сточных вод в аэротенках на неполную очистку, экономичнее и проще в эксплуатации, чем биохимические способы аэрации или биофильтрации.[ ...]
В настоящее время на основании глубоких теоретических разработок процесса флотации, выполненных П. А. Ребиндером, А. Н. Фрумкиным и В. И. Классеном, а также на основе известных экспериментальных работ по электрофлотации [1, 58, 60, 61 и др.] способ получил развитие и рекомендуется к широкому внедрению для очистки сточных вод в различных отраслях промышленности.[ ...]
Физико-химические процессы, имеющие место в электрофлота-ционных аппаратах очистки воды, включают в себя электролитическую генерацию газовых пузырьков, адгезию газовых пузырьков и частиц загрязнений, транспортирование образовавшихся агрегатов «пузырек газа — частица загрязнений» на поверхность обрабатываемой жидкости.[ ...]
Важной и часто определяющей стадией электрофлотационного процесса является адгезия газовых пузырьков и частиц загрязнений, которая происходит на молекулярном уровне. Сближение пузырька и частицы осуществляется под действием внешних гидродинамических сил, а когда расстояние между ними уменьшается до 10-6 мм, начинают действовать молекулярные силы. При этом акт прилипания частицы к пузырьку сопровождается резким уменьшением поверхностной энергии пограничных слоев и возникновением сил, стремящихся уменьшить поверхность смачивания.[ ...]
Процесс флотации протекает тем успешнее, чем больше общая поверхность газовых пузырьков и чем больше площадь контакта их с флотируемыми частицами. В системах с одинаковой степенью газонаполнения жидкости суммарная поверхность более мелких пузырьков будет больше, а расстояние между частицами и пузырьками меньше, что повышает вероятность их столкновения.[ ...]
Размер пузырьков газа, выделяющихся на электродах, зависит от соотношения сил, воздействующих на пузырьки в момент их образования и роста: поверхностного натяжения и гидростатической. Первая тем более прочно удерживает пузырьки на электроде, чем больше периметр, по которому пузырек крепится к поверхности, вторая пропорциональна в основном объему пузырька.[ ...]
Отрыв пузырька от поверхности электрода происходит тогда, когда сила гидростатического поднятия превышает удерживающую силу поверхностного натяжения. Следовательно, равновесие пузырька определяется действием только капиллярных сил и сил тяжести.[ ...]
Величина поверхностного натяжения зависит от потенциала электрода и корректируется максимумом на электрокапиллярной кривой вблизи точки нулевого заряда электрода. Размер пузырьков в момент их отрыва от электрода зависит от величины краевого угла (рис. 4.34). Кроме того, на кинетику роста и отрыва пузырьков водорода оказывает влияние электрическое поле. За счет избытка ионов ОН- в прикатодном слое пузырьки водорода приобретают отрицательный заряд, что обусловливает их отталкивание от поверхности электрода. В местах значительных выступов на поверхности электрода наблюдается неравномерность электрического поля и большая его напряженность, что обеспечивает быстрый рост и отрыв мелких пузырьков. Чем выше напряженность поля и величина заряда, тем больше пондеромотор-ные силы, отрывающие пузырек от электрода, и тем мельче пузырьки. Этим объясняется также влияние плотности тока на величину пузырьков.[ ...]
Влияние поверхности электрода и его кривизны на количество и размер образующихся пузырьков электролитического водорода на катодах из проволоки изучено Б. М. Матовым [60]. Установлено, что величина отрывного диаметра пузырька оказывает существенное влияние на эффективность электрофлотационного способа очистки жидкостей. Выявлено также, что при повышении степени дисперсности пузырьков, т. е. с уменьшением с?0, растет эффективность электрофлотации взвешенных частиц органического происхождения. Степень дисперсности пузырьков зависит, в свою очередь, от параметров проволочного катода: материала и кривизны поверхности, величины, обратной его радиусу. Экспериментальные данные по измерению й0 и эмпирическое их распределение представлены на рис. 4.35. Из графика видно, что с увеличением кривизны поверхности электрода уменьшается не только среднее значение диаметров пузырьков, но и дисперсия эмпирического распределения, т. е. сокращается диапазон разброса пузырьков по величине его диаметра.[ ...]
Формула (4.36) показывает, что концентрация пузырьков водорода в электрофлотаторе зависит только от катодной плотности тока. Таким образом, изменяя плотность тока, можно регулировать величину а следовательно, степень насыщения жидкости пузырьками водорода, т. е. корректировать процесс электрофлотационной очистки загрязненных жидкостей.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость величины пузырьков газа от величины краевого угла смачивания в момент отрыва на электродах |
 |
| Эмпирическое распределение размеров выделяющихся пузырьков водорода по величине их диаметров в зависимости от кривизны поверхности проволочного катода |
|
| Распределение относительного объема газа Уг по величине диаметра электро-генерируемых пузырьков при диаметре катодов |
|
| Электрофлотатор с комбинированным расположением электродов |
 |
| Электрофлотатор с секционированием рабочей емкости |
 |