WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 29 |

Очистка сточных вод нефтехимического комплекса электрохимическими методами

-- [ Страница 18 ] --

Для крупных частиц возможна лишь одна форма их закрепления - формирование трехфазного периметра смачивания, приводящая к образованию краевого угла смачивания. Подобная флотация носит название контактной. Для малых частиц наряду с контактной принципиально возможна флотация бесконтактная, при которой частица закрепляется без образования периметра смачивания и краевого угла [139].

Различие между двумя формами закрепления возможно лишь для мелких гидрофильных частиц. Для флотации крупных гидрофильных частиц необходимо применять реагенты, гидрофобизующие их поверхность. Флотация мелких гидрофильных частиц возможна и без применения реагентов.

Вследствие того, что электрические заряды пузырька и частицы обычно совпадают по знаку, возникающий барьер электростатических сил отталкивания может воспрепятствовать сближению частиц на расстояние, при котором наступает закрепление. Этот фактор может не проявиться при крупных частицах, так как электростатический барьер преодолевается под действием значительных сил тяжести[139].

Эффект флотационного извлечения мелких частиц может быть существенно увеличен введением в очищаемую воду полиэлектролитов, коагулянтов и флокулянтов. При введении полиэлектролитов толщина диффузной части двойного слоя уменьшается, что приводит к убыванию сил электростатического отталкивания. При введении коагулянта, хлопья которого обладают противоположным знаком заряда, частицы загрязнений сорбируются коагулянтом, а затем образовавшиеся агрегаты извлекаются флотацией.

Электрофлотация (ЭФ) — один из наиболее интенсивно развиваемых процессов разделения веществ в водоочистке.

Перспективность ЭФ связана с образованием при электролизе воды высокодисперсных пузырьков газа, что позволяет извлекать гидрофильные частицы химические свойства извлекаемых соединений[139].

В Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева проведены опыты по очистке сточных вод различными методами флотации [140]. В качестве эталона использован метод седиментации. Результаты приведены в таблице 26 [141].

Таблица 26 -Показатели очистки сточных вод электрофлотацией (ЭФ), напорной и импеллерной флотацией (НФ, ИФ) и отстаиванием (ОС) Показатели Методы разделения жидкой и твердой фаз

ЭФ НФ ИФ ОС

ков Химическое кондиционирование Продолжительность обработки, мин Объем, занимаемый осадком, Влажность осадка, % Эффективность извлечения, %:

взвесей эмульсий Примечание. НК — неорганический коагулянт, Ф — флокулянт, ОК — органический коагулянт.

Из таблицы 26 видно, что загрязнения извлекаются значительно быстрее электрофлотацией, чем отстаиванием или другими методами флотации. При этом эффект удаления загрязнений значительно повышается, что следует считать главным преимуществом электрофлотационного метода.

Шлам, полученный при электрофлотации, имеет более низкую влажность — 92...95 %, его объем в 50...100 раз меньше, чем объем осадка при отстаивании.

Учитывая эффективность метода электрофлотации для очистки высокоминерализованных подтоварных вод, что подтверждается также и по результатам опытов [124] по очистке водонефтяных эмульсий приготовленных методом электрофлотации и сопоставления их с результатами опытов по очистке натурных нефтесодержащих вод АНК «Башнефть», необходимо определить электродные материалы, обладающие высокой скоростью барботажа, имеющие минимальные затраты энергии на получение пузырьков газа.

Экспериментальная работа № Цель работы Изучение электролиза водных растворов. Визуальное наблюдение газообразования на электродах[135].

Экспериментальное определение скорости газообразования.

Рисунок 49 - Схема электрофлотатора Описание экспериментальной установки Схема установки представлена на рисунке 49. В стакане с исследуемой водой помещены графитовый анод 2, металлический катод 3, мерная воронка с резиновой грушей 4. Напряжение на электроды подается от источника электропитания постоянного тока 5, в цепь которого включен миллиамперметр 6. Падение напряжения между электродами измеряется вольтметром 7[135].

На приведенной установке моделируется газовыделение на катоде, происходящее в электрофлотационных аппаратах. Выделяющийся газ собирается в мерной воронке с известным объемом. Время заполнения определяется секундомером, на основании экспериментальных данных определяют скорость газовыделения. Скорость газовыделения зависит от материала катода, концентрации и ионного состава электролита, концентрации водорастворимых ПАВ, плотности тока[135].

Порядок выполнения работы[135]:

1) Проверить установку в соответствии с рисунком 49.

2) С помощью резиновой груши заполнить мерную воронку 4.

3) Включить источник питания 5.

4) Установить входное напряжение источника питания такой величины, чтобы происходило выделения пузырьков газа с заметной скоростью. Напряжение фиксировать либо с помощью вольтметра, либо с помощью переключателя на источнике питания. Значение напряжения записать в таблицу.

5)Ожидать, пока граница раздела "вода-газ" в мерной воронке 4 не достигнет какой-либо деления мерной шкалы, удобной для отсчета объема газа. В момент достижения включить секундомер. Измерить ток и записать в таблицу.

6)При вытеснении воды пузырьками газа из мерной воронки 4 в объеме 1 мл отключить секундомер. Измеренное время записать в таблицу.



7)Определить время заполнения того же объема по п.п. 4...6 при 4-х значениях напряжения в интервале 2...10 В. Записать в таблицу;

8)Вычислить скорость газовыделения, плотность тока, затраты электроэнергии по формулам:

где V - скорость газовыделения, м/с;

V - калиброванный объем мерной воронки, м3;

- время заполнения калиброванного объема, с;

S - площадь торца катода, м2;

j - плотность тока, А/м2;

- удельная плотность энергии, Втс/ м3;

U - напряжение, В.

9) Построить зависимости V = f(j), = f(j).

10) Рассчитать скорость газовыделения по формуле (I) и сравнить с результатом опыта.

11)Провести исследовательскую работу по п.п.2...10 с разными катодами и растворами.

12) Результаты свести в таблицу[135].

Экспериментальная работа № 2.

Цель работы Изучение электролиза водных растворов. Визуальное наблюдение очистки воды электрофлотацией. Экспериментальная проверка закономерности флотационного извлечения дисперсной фазы. Определение константы флотации[135].

Описание экспериментальной установки Схема установки представлена на рисунок 50. В стакан 1 с исследуемой водой помещены графитовый анод 2 и металлический катод 3. Напряжение на электроды подается от источника электропитания постоянного тока 4, в цепь которого включен амперметр 5. Напряжение между электродами измеряется вольтметром 6.

На приведенной установке моделируется процесс нарушения кинетической устойчивости дисперсной системы методом электрофлотации. При включении источника питания на проволочном катоде образуются пузырьки газа, флотирующие загрязнения на поверхность воды, в результате чего вода осветляется[135].

Рисунок 50 - Схема установки Процесс флотационного извлечения частиц дисперсной фазы в статическом режиме описывается законом:

(3.1) где С - текущая концентрация загрязнений, г/м3;

С0-исходная концентрация загрязнений, г/м3;

k - параметр флотации, I/с;

t - время флотации, с.

Из формулы (3.1) можно определить параметр флотации:

Параметр флотации зависит от ионного состава воды, смачиваемости поверхности частиц, величины электрокинетического потенциала дисперсной системы, дисперсности частиц и пузырьков газа, наличия водо- и газорастворимых ПАВ.

Процесс флотационного извлечения дисперсной фазы в динамическом режиме описывается законом[135]:

где - среднее время пребывания элемента объема в поле флотации, с;

V - объем аппарата, м3;

Q - производительность аппарата, м3/с.

Порядок выполнения работы[135]:

1. Проверить установку в соответствии с рисунком 50;

2. Измерить диаметр и длину проволочек катода 3. Рассчитать суммарную поверхность катода.

3. Определить необходимый ток в цепи электрофлотатора так, чтобы катодная плотность тока составляла 100...300 А/м2.

Ток определяется по формуле:

, где I - ток в цепи, A; j - катодная плотность тока, А/м2; S - суммарная поверхность катода, м2.

4. Приготовить с помощью миксера дисперсную систему из раствора хлористого натрия и навески бентонита в расчете 0,5 кг/м3; приготовить с помощью миксера эмульсию из раствора хлористого натрия и нефти в расчете 1 кг/м3.

5. Налить приготовленную дисперсную систему в стакан 1.

6. Включить источник питания 4 и секундомер. Установить выходное напряжение такой величины, чтобы в цепи протекал расчетный ток. Записать напряжение и ток в таблицу.

7. Через каждые 2 мин опыта отобрать 5 проб из нижней части стакана.

8. В отобранных пробах определить содержание дисперсной фазы весовым или фотоколориметрическим способом.

9. Построить зависимость ). По формуле (3.2) графически определить параметр флотации k.

10. Определить эффект очистки и затраты электроэнергии по формулам[135]:

где Э - эффект очистки, %; С0 - удельная плотность энергии, Втс/м3; I - ток в цепи электрофлотатора, А; - напряжение источника питания, В; t - время работы установки, с;

V - объем очищаемой воды, м3.

11. Провести исследовательскую работу по п.п. 3-10 в растворах хлористого натрия различной концентрации, а также с применением различных коагулянтов и полиэлектролитов. Результат записать в таблицу[135].

3.2 Результаты экспериментальных работ.

По экспериментальной работе № 1.

По результатам исследований получены данные по электродам из меди, латуни, графита, коксопека, которые рассмотрены ниже в соответствии с патентами [142-144], описанными подробно в главе 4.

Скорость барботажа определяли на лабораторной установке [142], в качестве электролита использовали растворы хлористого натрия концентрации (1-200) г/л.

Результаты определения скорости барботажа пузырьками водорода, образованными на катоде из меди, коксопека, графита, латуни, а также пузырьками кислорода, образованными на аноде из графита, приведены на рисунках 51 – 54[145].

Установлено, что скорость барботажа линейно зависит от плотности тока:

где к - константа скорости барботажа, м3/Ач [141].

На рисунке 51 показана зависимость скорости барботажа воды пузырьками газа с использованием графитового электрода при концентрации NaCl в воде от 1 до 200 г/л.

Рисунок 51 - Скорость барботажа воды пузырьками газа при минерализации 1, 5, 10, 50, г/л NaCl с использованием графитового электрода.

Из графика 51 видно, что с использованием графитового электрода скорость барботажа пузырьками газа имеет прямую зависимость от минерализации воды, увеличивается с увеличением минерализации, при этом соотношение максимальных скоростей барботажа при минерализации 200 г/л и минерализации 50 г/л имеет близкое соотношение значений соответствующих им минерализаций воды.

На рисунке 52 показана зависимость скорости барботажа воды пузырьками газа с использованием медного электрода при концентрации NaCl в воде от 1 до 200 г/л.

Рисунок 52 - Скорость барботажа воды пузырьками газа при минерализации 1, 5, 10, 50, 200 г/л NaCl с использованием медного электрода.



Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 29 |
 

Похожие материалы:

«СЫСОЕВА Ольга Валерьевна Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Специальность 03.02.08 – экология (биология) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук Тирранен Л.С. Красноярск – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1. 1 Взаимодействие растений с микроорганизмами 1. 2 Микробиота почв 1. 3 Корневые выделения растений ...»

« СИНЕНКО Николай Николаевич БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕСНИЧНЫХ ИНФУЗОРИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 03.02.04- зоология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор С.Ф. Лихачев Омск - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ стр. Введение 4 Глава 1. Обзор литературы 9 1.1. Степень изученности ресничных инфузорий в водоемах и водотоках Омской области 9 1.2. Индикаторные особенности ...»

«Сапрыкина Ирина Николаевна БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТНЫХ И ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ КУЛЬТИВАРОВ CERASUS MILL., PRUNUS L. В УСЛОВИЯХ ОРЕНБУРЖЬЯ 03. 02. 01. – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Авдеев В. И. Оренбург – 2014 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1 КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЕЛЕКЦИИ, ВИДЫ И СОРТИМЕНТ 6 ВИШНИ, СЛИВЫ (Обзор литературы) 1.1 История культуры, виды и сортимент вишни, сливы 6 1.2 Особенности ...»

« Петунина Жанна Владимировна СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ БАЙКАЛЬСКИХ АМФИПОД GMELINOIDES FASCIATUS И ИХ ПАРАЗИТОВ, МИКРОСПОРИДИЙ, В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук Д.Ю. Щербаков Иркутск, 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Амфиподы озера Байкал 1.1.1. Роль амфипод в экосистеме озера Байкал 1.1.2. Эволюция амфипод в ...»

« ЭРДЭНЭГЭРЭЛ АРИУНБОЛД ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ СУХИХ СТЕПЕЙ СРЕДНЕЙ ХАЛХИ (СОМОН БАЯН-УНДЖУЛ, МОНГОЛИЯ) 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор В.Т. Ярмишко Санкт-Петербург 2014 Введение Глава 1. История исследований степей Монголии Глава 2. Природные условия сухих степей Средней Халхи 2.1. Рельеф 2.2. Климат 2.3. Почвы 2.4. Растительность 2.5. ...»

« АНДРЕЕВА Алевтина Сергеевна ЖУКИ-ЛИСТОЕДЫ (COLEOPTERA: CHRYSOMELIDAE) БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ: ФАУНА, ЭКОЛОГИЯ, ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ 03.02.08 – Экология диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент А.В. Присный БЕЛГОРОД 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Глава 1. Листоеды Средней полосы европейкой России и 7 сопредельных территорий: общие сведения о биологии и экологии (обзор литературы) 1.1. Биология ...»

« Сибиркина Альфира Равильевна БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СОСНОВЫХ БОРАХ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор Панин Михаил Семенович Омск, 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Актуальность темы ……………………………………………….…….5 Глава 1. Современные представления об аккумуляции и миграции тяжелых металлов в системе ...»

« САМБУУ Анна Доржуевна СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ТРАВЯНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ТУВЫ 03.02.01 – Ботаника 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор А.А. Титлянова Кызыл – 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение ……….…….………………….…………………….…………… 4 Глава 1. Физико-географические условия района исследования ……. 9 1.1. Географическое положение, геологическое строение и рельеф 9 1.2. Гидрография и ...»

« НЕСТЕРЕНКО СТАНИСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МУХ-ЛЬВИНОК (DIPTERA, STRATIOMYIDAE) СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И КРЫМА Специальность 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент С.Ю. Кустов Краснодар 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1 Аналитический обзор литературы 11 1.1 Положение Stratiomyidae в системе отряда Diptera 11 1.2 Морфологическая характеристика ...»

« Фисунов Глеб Юрьевич Функциональная геномика микоплазм при адаптации к стрессовым условиям внешней среды 03.01.04 – Биохимия 03.01.03 – Молекулярная биология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор, член-корр. РАМН Говорун Вадим Маркович Москва – 2014 2 Оглавление Оглавление 1. Введение 1.1 Научная новизна и значимость работы 1.2. Цели и задачи 1.3. Обзор литературы Молекулярные системы бактерий, участвующие ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.