Что такое пенная сепарация

Пенная сепарация (ПС) -

физико-химический процесс, заключающийся в избирательной поверхностно-активных компонентов жидких систем на поверхности пузырьков воздуха. Пенная сепарация подразделяется на пенное фракционирование

и пенную флотацию

(п.1.2) [5].

Концентрирование суспензий или растворов этим методом основано на использовании пузырьков газа для увеличения подъемной силы, действующей на отделяемой частице. Газовые пузырьки «прилипают» к частицам, понижая при этом их эффективную плотность до величины меньшей, чем плотность воды.

Газовые пузырьки могут образовываться несколькими методами. В зависимости от способа создания пузырьков воздуха в жидкой среде пенная сепарация подразделяется на механическую и пневматическую, а так же сепарацию с выделением растворенного в жидкости воздуха за счет снижения давления.

При механической ПС образования пузырьков воздуха происходит при механическом взаимодействии воздуха и воды, создаваемом с помощью специальных турбин - импеллеров. Полученные механическим способом пузырьки воздуха имеют большие размеры, что снижает эффективность сепарации.

При пневматической ПС образование пузырьков воздуха происходит за счет диспергирования сжатого воздуха в пористых или перфорированных аэраторах. Этот способ сепарирования так же недостаточно эффективен из-за сложности получения мелких пузырьков воздуха.

Более эффективным является создание пузырьков воздуха при снижении давления. При этом способе воздух растворяется в жидкости при повышенном давлении, а пузырьки выделяются при его снижении в системе до атмосферного, так как снижение давления приводит к уменьшению растворимости воздуха. Это наиболее частый используемый способ, так как он позволяет получать большее число пузырьков малого размера (30-120 мкм). Такой способ ПС получил название напорной флотации.

На результат пенной сепарации влияют:

· факторы, определяющие равновесное распределение компонентов между раствором и поверхностным слоем, поверхностная активность компонента, температура, концентрация раствора;

· факторы, влияющие на скорость распределения компонентов между раствором и поверхностным слоем в стационарных условиях, размеры пузырьков, распределение их по размерам в растворе, газосодержание раствора, высота столба раствора и пены, величина возврата части продукта, полученного разрушением пены.

Проще говоря, эффективность пенной сепарации зависит от устойчивости и дренажной способности пены (т.е. способность к влагоотдаче). Дренажная способность зависит от содержания жидкости внутри слоя, размера пузырьков, вязкости и поверхностного натяжения стенок пузырька.

На устойчивость пены влияют концентрация водородных ионов (рН), температура, размер пузырьков, объемная концентрация растворенного вещества. Степень отделения зависит и от соотношения жидкости и газа, площади поверхности пузырька, высоты слоев жидкости и пены и её долговечности.

Пенная сепарация нашла применение сравнительно недавно, но получает все большее распространение. Это обусловлено тем, что при относительно небольших капитальных и эксплуатационных затратах, простом аппаратурном оформлении она позволяет решать весьма широкий круг задач, связанных с очисткой воды от диспергированных или растворенных примесей [5].

Другие статьи по теме

Экологические проблемы Забайкалья
Экология (от греч. оikos - обиталище, местопребывание) - это и есть наука о родном доме человечества, об условиях обитания тех, кто его населяет. В более строгом определении экология - компл ...

Картографические методы оценки экологического состояния территории
Загрязнение биосферы, исчерпание природных ресурсов, разрушение экосистем, потеря природной способности самовосстановления - все это сложные и опасные процессы, развитие которых вызвано и ст ...

Экологическое состояние окружающей среды человека в Самарской области
С ростом общественного, особенно научного, интереса к экологическому состоянию окружающей среды человека в Самарской области все чаще стал возникать вопрос качества жизненной среды, влияюще ...

Разделы