і сприяють окисленню або відновленню органічних речовин, що знаходяться в стічних водах у вигляді тонких суспензій, колоїдів, в розчині і є для мікроорганізмів джерелом живлення, в результаті чого і відбувається очищення стічних вод від забруднення. Завданням біологічного очищення є перетворення органічних забруднень в нешкідливі продукти окислення - H2O, CO2, NO3-, SO42- та ін. Цей спосіб є найефективнішим за ступенем очищення від нафти та інших забруднюючих речовин (див. Таблицю 2.2.3.3.), Але складність суворого дотримання технологічного режиму, токсичну дію на мікроорганізми деяких органічних сполук і подальшої утилізації відпрацьованого активного мулу, ускладнює використання методу. [18]
Таблиця 2.2.3.3.
Допустимі максимальні концентрації шкідливих речовин у стічних водах, для яких можливе біологічне їх окислення [13]
ВеществоДопустімая концентрація шкідливих речовин у стічних водах, мг/лСтепень видалення в процесі повної біологічної очистки,% Нафта і нефтепродукти2585 - 90біологіческі м'які (окисляющиеся на спорудах біологічної очистки) аніонние2080то ж, неіоногенние5090Промежуточние аніонние2060то ж, неионогенные2075Формальдегид2580Сульфиды199,5Медь0,580Никель0,550Кадмий0,160Хром (тривалентний) 2,580Цінк170Серністие красітелі2590Мишьяк0,150Свінец0,150Кобальт150
Очисні споруди біологічної очистки можна розділити на два основних типи: споруди, в яких очищення відбувається в умовах, близьких до природних (поля зрошення, біологічні ставки) та споруди, в яких очищення відбувається в штучно створених умовах ( аеротенках, біофільтрах і аерофільтрах). [13-16] У роботах [27,28] розроблено біосорбційних метод для видалення біорозкладаних і біорезістентних забруднюючих речовин (нафтопродукти, хлорорганічні і фосфорорганічні сполуки, сполуки азоту та ін.), що ні досягається традиційними методами біологічної очищення і окремо мемрбаннимі методами. Виключити ці недоліки допомогло створення гібридних біосорбційних - мембранних технологій, але з'явилися інші - зниження продуктивності внаслідок біологічного обростання поверхні мембран. [29-31]
Коалесцентний і мембранний методи зустрічається досить часто тому розглянемо їх більш докладно.
.3 коалесценція емульсії
.3.1 Механізм перебігу коалесценції
коалесценція - це укрупленіе дрібних крапель при їх злипанні, аж до утворення суцільної плівки, що призводить до розшарування фаз. Якщо щільність дисперсної фази менше щільності дисперсійного середовища
( lt;), то коалесценсія стимулює процес спливання дисперсної фази, а в іншому випадку відбувається процес седиментації крапель ( gt;). Завдяки коалесценсіі дисперсна система стає седиментаційно нестійкою, прагнучи зменшити свою міжфазну поверхню.
Мірою нестійкості є надлишкова енергія Гельмгольца () дисперсної системи, яка зменшується при коагуляції: [8]
, (8)
де - поверхневий натяг на межі дисперсної фази з середовищем, Дж/м 2, - питома поверхня, м 2, - загальна маса дисперсних частинок, мг.
На малюнку 2.3.1.1.ізображен процес протікання коалесценції в три стадії. Перша стадія є лімітіруещей - зближення двох крапель один з одним. Друга стадія, освіта перешийка біля точки дотику, пов'язана зі збільшенням загальної поверхні і кінетичної енергії крапель.
Швидкість крапель визначається коефіцієнтом дифузії сферичної дисперсної частинки і радіусом r, визначається рівнянням Ейнштейна:
, (9)
де - постійна Больцмана, рівна 1,38 * 23 жовтня Дж/К, Т-температура, К, - в'язкість дисперсійного середовища, Па * с.
Третя стадія - перетікання рідини з однієї краплі в іншу, завдяки різниці капілярних тисків і залежить від радіусів крапель. Крапля з меншим радіусом перетікає в краплю з великим радіусом, всвязи з великим капілярної тиском. Принаймні перебігу різниця капілярних тисків збільшується, тому перетікання йде з наростаючою швидкістю і злиття крапель маловязких рідин відбувається дуже швидко.
Рис 2.3.1. Стадії коалесценсіі
Кінетику коалесценсіі можна описати як реакцію другого порядку. Константу швидкості коалесценсіі К можна розрахувати по рівнянню:
, (10)
де - число крапель, шт, - число крапель в одиниці об'єму вихідної емульсії, шт, - час після початку процесу, с.
Оскільки швидкість швидкої коалесценсіі крапель визначається частотою їх зіткнень, то великий вплив робить в'язкість дисперсійного середовища, а саме пр...
