Лабораторная работа № 8 очистка сточных вод от пав методом пенной сепарации

Общие положения

Сущность метода пенной сепарации воздухом состоит в адсорбции ПАВ на границе раздела фаз “раствор-воздух” и в непрерывном снятии поверхностного слоя. При этом необходимо, чтобы выделяемое ПАВ обладало хорошими пенообразующими свойствами и образующаяся пена была стабильной.

Молекулы всех ПАВ, которые можно удалять из сточных вод пенной сепарацией, состоят из высокомолекулярного гидрофобного радикала и полярной относительно низкомолекулярной гидрофильной группы.

Кинетика процесса извлечения ПАВ из сточных вод (СВ) чрезвычайно сложна, т.к. определяется влиянием большого числа факторов. Так, в процессе перехода ПАВ на поверхность раздела “раствор-воздух” происходит изменение поверхностного натяжения раствора, в результате увлажнения пены изменяется объем раствора, доставка ПАВ на границу раздела фаз затрудняется из-за диффузионных процессов.

Одним из показателей, характеризующих процесс пенной сепарации, является степень извлечения ПАВ в пенный продукт S_п, которая выражается в процентах:

S_п = (С_о - С_раств) / С_о х 100 = (С_п / С_о)х 100

где: С_о - исходное содержание ПАВ в растворе, мг/л;

С_раств - остаточное содержание ПАВ в растворе, мг/л;

С_п - содержание ПАВ в пенном продукте, мг/л.

Степень извлечения вещества связана со скоростью подачи воздуха V и коэффициентом устойчивости пены  соотношением:

S = К₁ V  /(1-+К₁) ,

где К₁ - константа.

Коэффициент устойчивости пены  определяется отношением объема пены через определенный момент времени к первоначальному объему пены.

В технологии извлечения ПАВ из сточных вод существенное значение имеет распределение ПАВ между пенным продуктом и раствором. Процесс пенной сепарации следует вести таким образом, чтобы в конечном итоге получить пенный продукт наименьшего объема с наибольшей концентрацией ПАВ. Оценка эффективности извлечения ПАВ производится по коэффициенту распределения _п:

_п = С_п/С_раств

В ходе извлечения ПАВ его концентрация в растворе (С_раств) и в пенном продукте (С_п) изменяется, меняются также объемы очищаемого раствора и пенного продукта. Поэтому значение коэффициента распределения с течением времени также изменяется. Отсюда эффективность извлечения, в конечном итоге, определяется усредненным коэффициентом распределения.

Процесс извлечения ПАВ характеризуется фактором интенсивности Ф_и:

Ф_и = _п /

где  - время извлечения.

Он представляет собой усредненную степень обогащения пенного продукта ПАВ в единицу времени.

Поскольку изменение объема раствора и пенного продукта в ходе пенной сепарации существенно влияют на концентрацию ПАВ в пенном продукте и коэффициент распределения, то при оценке эффективности процесса извлечения необходимо учитывать соотношение объемов пенного продукта и раствора Ф_v:

Ф_v = V_п /V_раств

где V_п- объем пенного продукта;