ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние физико-химических факторов на процессы закупоривания пор и регенерации фильтровальной перегородки из "Регенерация фильтров для разделения суспензий" В предыдущих разделах закупоривание пор перегородки и ее регенерация рассматривались как результат механического взаимодействия между перегородкой и частицами суспензии. Однако разделение малоконцентрированных суспензий с относительно небольшими размерами частиц (до 10 мкм) происходит в основном под действием адсорбционных и электрокинетических сил, которыми можно управлять, а следовательно, оказывать активное влияние на закупоривание пор перегородки и ее регенерацию. [c.41] Диссоциируют также молекулы дисперсионной среды. Экспериментальные исследования показывают, что ионы дисперсионной среды могут легко адсорбироваться поверхностью твердых тел, причем адсорбируются ионы одного знака (обычно отрицательно заряженные). Это приводит к тому, что, как и в первом случае, некоторое количество ионов противоположного знака удерживается в слое жидкости вблизи поверхности твердого тела. [c.42] Таким образом, вблизи поверхности капилляров фильтровальной перегородки и частиц суспензии возникает двойной электрический слой. Слой ионов жидкости обладает диффузионным строением, т. е. концентрация ионов в нем убывает с удалением от поверхности твердого тела. Толщина его зависит от концентрации и валентности ионов дисперсионной среды, знака заряда, температуры. На двойной электрический слой большое влияние оказывает способность ионов гидратироваться. Притягивая дополнительно молекулы воды или другого растворителя, электрический слой создает вокруг каждой частицы шубу из свободных и гидратированных противоионов. При перемещении частицы в дисперсионной среде некоторая часть противоионов вместе с небольшим объемом дисперсионной среды остается связанной с частицей, а остальные отрываются. В результате такого перемещения возникает разность потенциалов, которая называется электрокипетическим или дзета-потенциалом ( -потенциал). [c.42] Большое влияние на задерживающую способность и регенерацию перегородки оказывает повышение -потенциала, возникающего между поверхностью капилляров перегородки и суспензией. Из практики фильтрования известно, что замена хлопчатобумажных фильтровальных тканей синтетическими позволяет значительно повысить скорость фильтрования и улучшить отделение осадка с перегородки. Синтетические ткани, с одной стороны, меньше засоряются и быстрее промываются с другой стороны, перегородки из синтетических материалов имеют меньшую задерживающую способность. Эти явления объясняются различной величиной -потенциала, который приобретают материалы при протекании через них суспензии. [c.43] Заряд стенок капилляров может постепенно измениться, что объясняется оседанием на них частиц суспензии. Так, в процессе засорения песка глинистыми суспензиями [5] в начальный момент фильтрования просачивающийся через песок фильтрат выходил совершенно чистым и только после определенного времени в нем появлялась муть, а концентрация частиц в фильтрате постепенно увеличивалась. Известно [19], что частицы кремнезема обычно заряжены отрицательно, в то время как частицы глинозема — положительно. Поэтому полное отфильтровывание суспензии в начальный момент объясняется адсорбционным взаимодействием между частицами песка и глины. Когда песок полностью обволакивается глиной, поверхностные силы истощаются, и глинистые частицы, имеющие малые размеры, начинают свободно проникать через фильтровальную перегородку. [c.44] Изменение величины -потенциала обычно происходит с изменением pH суспензии при добавлении различных электролитов, что может привести не только к уменьшению заряда частиц, но и к полной их нейтрализации и даже к перемене знака заряда. Повышение кислотности среды способствует пептизации частиц, которые приобретают преимущественно положительный заряд, а в щелочных средах легче пептизируются отрицательно заряженные частицы. [c.44] Большое влияние на закупоривание пор и особенно регенерацию перегородки оказывает добавка к суспензии или промывной жидкости поверхностно-активных веществ. Эти вещества, адсорбируясь на поверхности твердых тел, с одной стороны, изменяют электрокинетический потенциал, а с другой — значительно уменьшают поверхностное натяжение жидкой фазы, поэтому более мелкие капилляры становятся,проницаемыми, и повышается скорость движения жидкости через пористую среду. При этом увеличивается как пропускная способность перегородки, так и ее регенерационная способность. Адсорбируясь на поверхности капилляров перегородки, поверхностно-активные вещества вытесняют пленку суспензии, а вместе с ней и задержанные твердые частицы. [c.44] Кроме того, при продувке фильтровальной перегородки, промываемой жидкостью с поверхностно-активными веществами, происходит обильное пенообразование, что способствует удалению задержанных твердых частиц. [c.45] Таким образом, сведения о зарядах частиц и фильтровальной перегородки в каждом конкретном случае могут облегчить выбор пути повышения эффективности регенерации. [c.45] Вернуться к основной статье