Введение к работе
Актуальность темы. Использование физико-химических методов разделения жидких неоднородных систем находит все более широкое применение при очистке сточных вод. Это объясняется относительной простотой их аппаратурного оформления и низкими удельными затратами, что позволяет обрабатывать значительные объемы сточных вод.
Для извлечения из сточных вод эмульгированных частиц жиров, масел, нефтепродуктов весьма перспективным является применение электрофлотации. При расчете флотационного разделения подобных систем должна учитываться переменная вязкость дисперсионной среды, существенно влияющая на кинетику флотационного процесса.
Однако, в настоящее время имеется сравнительно мало исследований по вопросам флотационного разделения реологически сложных систем. Недостаточно изучены вязкостные свойства флотационных сред, практически отсутствуют теоретические исследования групповой скорости всплывания пузырьков в неньютоновских жидкостях при малых числах Рейнольдса ( так называемый "стоксовский режим" ), хотя именно этот гидродинамический режим характерен при использовании электрофлотационного метода очистки, когда размеры генерируемых пузырьков лежат в интервале от нескольких десятков до сотни микрометров.
В связи с этим актуальным является изучение гидродинамики флотационного разделения реологически сложных сред: определение их вязкостных характеристик, расчет групповой скорости всплывания пузырьков в этих средах, определение дисперсного состава генерируемых в процессе электрофлотации пузырьков и извлекаемых ими частиц загрязнений, разработка метода расчета электрофлотационного аппарата.
Целью работы является разработка методов расчета
флотационного разделения реологически сложных гетерогенных жидких сред.
Научная новизна теоретико-экспериментальных результатов состоит в следующем.
В работе выявлены закономерности движения ансамбля пузырьков в неньютоновской жидкости для стоксовского режима в зависимости от газосодержания и реологических свойств среды.
Экспериментально определены реологические свойства ряда флотационных сред. Изучена зависимость дисперсного состава генерируемых в процессе электрофлотации пузырьков от плотности тока. Получены эмпирические формулы, связывающие средний размер пузырьков с плотностью тока для различных типов электродов.
Практическая ценность. Полученные выражения скорости всплывания пузырьков в реологически сложных средах могут быть
использованы при расчетах гидродинамики флотационного разделения таких сред. Результаты экспериментального исследования электрофлотационного разделения жиросодержащей эмульсии ( выбор Материала электродов и их оптимального расположения, плотности тока, удельного расхода энергии и др. ) могут применяться при проектировании электрофлотационных аппаратов, предназначенных для разделения подобных систем. Разработана методика расчета и конструкция электрофлотационного аппарата для очистки жиросодержащих сточных вод. Флотационный аппарат использован в системе очистки сточных вод АО "Кировский маргариновый завод".
Автор защищает:
- результаты теоретического и экспериментального исследования скорости всплывания пузырьков в неньютонвскои жидкости при малых числах Рейнольдса ;
результаты экспериментального исследования реологически:: свойств флотационных сред ;
полученные зависимости среднего размера генерируемых и,о<. электрофлотации пузырьков от плотности тока для различных типоа электродов ;
результаты экспериментального исследование
электрофлотационного разделения жиросодержащей эмульсии. - методику инженерного расчета электрофлотационного аппарата очистки жиросодержащих сточных вод.
Апробация работы. Основные положения диссертацш
изложены на республиканской научно-технической конференцій "Почва , отходы производства и потребления: проблемы охраны і контроля" ( Пенза, 1996 г.) и международной научно-практическої конференции "Хозяйственно-питьевая и сточные воды: проблемь очистки и использования" (Пенза, 1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научны)
работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 116 стр и состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений Библиография содержит ПО наименований.