Ежегодная Международная конференция "Сотрудничество для решения проблемы отходов"


Главная страница
Сведения об авторах

 

Особливості використання коалесційних фільтрів у системах флотації

Трасковський В. В., Тараборкін Л. А., Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, Україна

Використання методу флотації для очищення стічних вод є технологічно й економічно обґрунтованим у разі необхідності видалення гідрофобних забруднювальних речовин. Однак для очищення води від їх тонкоемульгованих складників цей метод недостатньо ефективний.

У нашій роботі розглянуто практичні аспекти застосування коалесційних фільтрів у системах флотації як одного з шляхів усунення зазначеного недоліку.

Змінення фазово-дисперсного стану емульсії спричиняє порушення агрегатної стійкості системи, її швидке розшарування і видалення тонкоемульгованих речовин. Саме конструкція коалесційного фільтру забезпечує збільшення крапель дисперсійної фази емульсії з цілковитим ліквідуванням міжфазової поверхні.

Флотаційну установку для очищення води ЕФУ-3 виробництва НВФ «Ековод» (Україна) оснастили типовим коалесційним фільтром. Як фільтрувальний матеріал використали фторопластові кульки діаметром 10-3 м. Висота засипки становила 1 м, пористість — 0,5. Середній діаметр емульгованих крапель дорівнював 4·10-5 м.

Гідравлічне навантаження флотаційної установки витримували на рівні 7 м3/год, а тривалість флотування становила 20 хв.

Вміст забруднювальних речовин у воді вимірювали концентрометром КН-2м виробництва «Сибэкоприбор» (Росія).

На попередньому етапі роботи визначили залишкову концентрацію нафтопродуктів у воді за викладеною нижче методикою. У ємність (камеру флотаційної установки), заповнену водою, додавали однакову кількість (1 л) відповідної забруднювальної речовини, яка розподілялася по поверхні та контактувала з водою від 24 до 120 год. Потім поверхневий шар видаляли, і в наявному об'ємі води вимірювали залишкову концентрацію. Як тестові забруднювальні речовини використали нафту, дизельне паливо, бензин А-76. Вимірювання показали, що в заданому інтервалі часу контактування з водою залишкова концентрація забруднювальної речовини зростає:

     для нафти від 0,2 до 1,4 мг/дм3;

     дизельного палива від 0,2 до 0,8 мг/дм3;

     метильних і метиленових груп бензину А-76 від 1,4 до 11,9 мг/дм3;

     ароматичних вуглеводнів (А-76) від 2,6 до 34 мг/дм3.

Далі визначали ефективність розділення емульсії типу нафта у воді та її залежність від технологічних параметрів запропонованого процесу.

Ефективність розділення емульсії визначали за формулою:

                                    

де С0 — початкова концентрація забруднювальної речовини, мг/дм3; С — концентрація після фільтрування, мг/дм3.

Установлено, що для низьких концентрацій нафтопродуктів (до 20 мг/дм3) ефективність розділення практично не змінюється. У діапазоні 20—30 мг/дм3 відбувається певне зростання ефективності розділення, яка потім знову демонструє тенденцію до стабілізування на визначеному рівні (рис. 1).

Рис. 1. Залежність ефективності розділення від початкової концентрації забруднювальної речовини

На наступному етапі чисельно визначили вплив швидкості фільтрування на ефективність розділення. Швидкість змінювали в межах від 10-5 до 10-1 м/с (технічні характеристики флотаційної установки) за постійної початкової концентрації забруднювальної речовини 10 мг/дм3.

Починаючи зі швидкості фільтрації 10-3 м/с, ефективність розділення емульсії помітно спадає (рис. 2).

Рис. 2. Залежність ефективності розділення від швидкості фільтрування

Цей факт можна пояснити зниженням внеску седиментаційного механізму в разі контактної коалесценції на великих швидкостях фільтрування.

Найвагоміший фактор, який визначає ефективність протікання процесів коалесценції, є розмір гранул і, відповідно, розмір порових каналів. Щоб дослідити цей аспект проблеми, використали фторопластові засипки з діаметрами гранул 2·10-3, 4·10-3, 6·10-3, 8·10-3 м за постійної початкової концентрації забруднювальної речовини 10 мг/дм3 та швидкості фільтрування 10-3 м/с.

За результатами вимірювань установили, що в заданому діапазоні діаметрів гранул ефективність роботи коалесційного фільтру істотно знижується зі збільшенням розміру гранул (рис. 3).

Рис. З. Залежність ефективності розділення від діаметра гранул

Основний практичний висновок з виконаної роботи полягає в тому, що застосування коалесційного фільтру у флотаційній установці дозволяє у декілька разів підвищити ефективність очищення води від гідрофобних тонкоемульгованих забруднювальних речовин. Зокрема, якщо середня об'ємна концентрація на вході флотаційної установки становила 1520 мг/м3, то на виході коалесційного фільтру — 35 мг/м3. Ефективність розділення емульсії в заданому діапазоні концентрацій забруднювальних речовин є стабільною і дорівнює 2,5.

Оптимальна ефективність розділення відповідає швидкості фільтрування 10-3 м/с і діаметру гранул засипки 2·10-3м.

 

The Use of Coalescing Filters in Floatation Systems

Traskovskiy V. V., Taraborkin L. A., National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute*,

Kyiv, Ukraine

The study has been undertaken to establish that the use of coalescing filters in floatation systems allows to considerably (i. e. several times) increase the efficiency of wastewater treatment and removal of hydrophobic finely emulsified contaminants.
 

 

Главная страница

Сведения об авторах

Трасковский Владимир Владимирович, канд. техн. наук, доц., кафедра научных, аналитических и экологических приборов и систем, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», пр-т Победы, 37, Киев, 03056, Украина. Тел. (044) 454-95-43. E-mail
Тараборкин Леонид Анатольевич, канд. физ.-мат. наук, доц., кафедра научных, аналитических и экологических приборов и систем, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», пр-т Победы, 37, Киев, 03056, Украина. Тел. (044) 454-95-43.
E-mail1, e-mail2

 

  Rambler's Top100


© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 21.09.10