ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Извлечение коллоидно-растворенных и суспендированных осадков из растворов с пеной ПАВ из "Физико-химические особенности очистки сточных вод от ПАВ" Большое значение при пенном фракционировании ПАВ из сточных вод имеет так называемая ионная флотация [40]. Она заключается в том, что пенный продукт обогащается той или иной ионной составляющей сточных вод. Методом ионной флотации сбросная жидкость может быть очищена не только от ПАВ, но и от ионных загрязнений, которые связываются с ПАВ химически или физико-химически. [c.108] Уже говорилось, что электролиты, как правило, не могут быть сконцентрированы в поверхностном слое раствора за счет собственных адсорбционных свойств. Однако присутствие ПАВ, способного давать устойчивую пену, дает возможность перейти к ионной компоненте раствора на границу раздела фаз вода — воздух. Этот переход осуществляется за счет взаимодействия ионов с молекулами ПАВ, природа которого может быть различной, важно лишь, чтобы образующееся соединение обладало способностью к переходу на поверхность раздела фаз раствор — воздух. [c.108] Если ПАВ — ионогенное соединение (анионо- или катионоактивное), переход ионов раствора в пенный продукт является следствием обычного электростатического взаимодействия ионов ПАВ и ионов извлекаемого электролита. Согласно этому принципу хорошими коллекторами катионов служат анионоактивные вещества, а анионов — катионоактивные вещества. Большинство известных способов ионной флотации основано именно на этом принципе. [c.108] Все исследователи, изучавшие процесс ионной флотации, отмечают следующие его особенности процесс наиболее эффективен при малых концентрациях ионов извлекаемого вещества и увеличение концентрации ПАВ до значений, превышающих ККМ, ухудшает эффективность процесса. Поскольку применяемые ПАВ имеют, как правило, очень низкую ККМ, целесообразнее извлекать из сточных вод микроколичества ионов, особе1шо если они являются высокотоксичными. [c.108] Для описания равновесия между пенным продуктом и анионами можно использовать аналогичное уравнение, только знак перед вторым слагаемым надо поменять на обратный. Если в реальных условиях наблюдается ионообменный характер взаимодействия микрозагрязнении сточных вод с ПАВ, то графическая зависимость Ig бц от pH раствора выразится прямой линией. [c.108] Непосредственное использование уравнения (IV.34) для описания экспериментальных данных осложняется рядом обстоятельств. Во-первых, технические ПАВ представляют собой группу соединений, различающихся не только молекулярным весом, но и структурой углеводородной части молекул, что равнозначно полифункциональности гипотетического ионообменника. Во-вторых, в процессе пенообразования некоторая часть молекул ПАВ остается в растворе и определяемая из опыта концентрация См оказывается заниженной, а концентрация с р. завышенной. [c.109] В-третьих, в пену переходят не только молекулы ПАВ, связанные с ионными загрязнениями, но и немодифицированные. Поверхностная активность обоих видов ПАВ различна, и они в разной степени концентрируются на границе раздела фаз. Указанное явление вызывает определенные погрешности при вычислениях, основанных на использовании выражения (IV.36). [c.109] Известно, что поверхностная активность ПАВ тем больше, чем длиннее и больше по молекулярному весу гидрофобный конец их молекул. Вследствие того что в пенный продукт переходят высокомолекулярные фракции ПАВ, такого рода погрешностями можно пренебречь. [c.109] Проверка приведенного уравнения для описания реальных систем показала, что оно удовлетворительно согласуется с опытными данными [40]. [c.109] Дальнейшими исследованиями выяснено, что на ионную флотацию практически влияют те же факторы, которые влияют и на процессы ионного обмена с применением обычных ионообменных смол. [c.109] Детально теоретические и практические вопросы ионной флотации изложены в специальной литературе [135, 136]. [c.109] При очистке сточных вод часто возникает необходимость полного отделения дисперсной фазы золей от дисперсионной среды. Ультрацентрифугирование, ультрафильтрация и в некоторых случаях коагуляция в качестве методов выделения коллоидов из-за их сложности, высокой стоимости и малой производительности не могут считаться удовлетворительными. [c.110] В последние годы был предложен новый способ выделения коллоидов из растворов, называемый пенной хроматографией . Он дает возможность при помощи пенообразования практически полностью выделить коллоидные гидроокиси, сульфиды, смешанные ферроцианиды тяжелых металлов, коллоидно-раздробленные минералы и т. д. из их гидрозолей и смесей гидрозолей с истинными растворами. На нащ взгляд, пенная хроматография является перспективным методом извлечения коллоидов из растворов и требует дальнейшего внимания к себе со стороны экспериментаторов. [c.110] Исследования по пенному извлечению коллоидов из их гидрозолей описаны главным образом в работах [40, 158, 159]. [c.110] Переход многих коллоидов на границу раздела фаз происходит за счет взаимодействия их с молекулами ПАВ. Необходимо достаточно ясно представлять, когда и при каких условиях это взаимодействие возможно. [c.110] Рассмотренные методы пенной флотации с использованием процесса продувания через раствор диспергированного воздуха не могут быть применены для осветления и очистки сбросных вод, имеющих в своем составе большое количество различающихся по природе и размерам взвешенных и коллоидных частиц, органических примесей и ПАВ. Это обусловлено несколькими причинами. Одна из них заключается в том, что газовые пузырьки, образующиеся в растворе при пропускании воздуха через пористую пластинку, практически мо-нодисперсны и частицы разных размеров прилипают к ним с неодинаковой вероятностью. Чем больше размер частиц, тем больше должен быть радиус пузырьков, необходимых для флотации. [c.110] Другая причина связана с природой частиц, точнее, с разной степенью их гидрофобности. Последняя находится в прямой зависимости от полярных свойств молекул, составляющих частицу. Неполярные вещества гидрофобны и легко флотируются. Частицы с полярным строением молекул гидрофильны, в воде сильно гидратируются, легко ею смачиваются и трудно флотируются. Значительные концентрации органических примесей, как растворимых (низкомолекулярные кетоны, эфиры, скипидары, спирты и др.), так и нерастворимых (бензин, керосин, бензол и др.), заметно снижают стабильность пен и уменьшают эффект очистки. Чрезмерное содержание в сточных водах ПАВ приводит к увеличению объема пенного продукта и сильному его обводнению. [c.110] Флотационные процессы осветления и очистки сточных вод обеспечиваются введением в раствор соответствующих реагентов собирателей, пенообразователей, активаторов, подавителей и т. д. Действие этих реагентов подробно изложено в соответствующих монографиях и книгах [143, 147]. Рассмотрим только те вопросы теории, без знания которых трудно установить оптимальные режимы очистки сточных вод пенной флотацией. [c.111] Собиратели обладают полярной (или активной) группой, которая прикрепляет их к поверхности взвешенной частицы, и неполярной (неактивной группой), ориентированной от поверхности. Поверхность, покрытая неполярными группами, приобретает гидрофобные свойства, и воздух может частично или полностью вытеснять воду с такой поверхности. Таким образом, собиратель действует как связующее звено между взвешенными частицами и пузырьками воздуха, создавая этим возможность флотации. [c.111] Имеется три основных класса собирателей а) масла б) кислоты, которые содержат в анионе углеводородную группу, и калиевые или натриевые соли этих кислот в) основания, которые содержат в катионе углеводородную группу, и соли этих оснований (обычно хлористые). Некоторые собиратели, например высшие жирные кислоты, принадлежат фактически к двум классам а и б. [c.111] Вернуться к основной статье