Экология и производственная безопасность

297 1) способность твердых веществ к гидрофобности (гидрофильности); 2) соотношение размеров пузырь- ка и частицы. Количественной мерой гидрофоб- ности является краевой угол смачивае- мости. Чем более гидрофобна частица, тем больше краевой угол смачиваемос- ти: при  >180 о (соs  -1) (рис. 1, в ). Условие  0 (соs  1) отвечает мак- симальному смачиванию (при  = 0° сма- чиваемость полная); условие 00<  <180 о (-1< соs  < 1) отвечает частичной смачи- ваемости; условие   180° (соs  -1) – минимальной смачиваемости и при  = 180° поверхность частицы практи- чески не смачивается. Прочность адгезии между части- цей и пузырьком (работа адгезии А ) можно определить на основании закона Юнга из соотношения: А =  тж (1 – соs  ), (1) где  тж – поверхностное межфазное на- тяжение на границе частица-жидкость. Из рис. 1 в видно, что в случае зна- чительного превышения объема пузырь- ка по сравнению с объемом частицы угол смачиваемости  стремится к 180 °, со- ответственно, значение соs  стремит- ся к 1. И, наоборот, при уменьшении  (рис. 1, а ) соs  увеличивается и стре- мится к 0. В соответствии с соотноше- нием (1) максимальное значениеА, мак- симальная прочность связи частицы с пузырьком, будет в случае « в », т.е. при наибольшем размере пузырька.Но необ- ходимо проанализировать и другие фак- торы, обусловленные влиянием объемов газовых пузырьков на эффективность электрофлотации дисперсной фазы сус- пензий и эмульсий. К ним, прежде все- го, относится первоначальная стадия, обусловливающая образование в при- электродном пространстве газовых пу- зырьков и их последующего объемного распространения в сточной воде элект- ролизера – стадия общей газонаполнен- ности. Степень общей газонаполненнос- ти электролита определяется многими факторами: материалом и физическими (геометрическими) параметрами элект- родов; шероховатостью поверхности электродов; плотностью тока; темпера- турой, составом и плотностью сточных вод; высотой столба жидкости над элек- тродами и т.д. Эффективность электрофлотации определяется, в конечном итоге, соотно- шением концентрации загрязнений на входе и выходе из электрофлотатора, т.е. соотношением количества пузырьков, поднимающихся на поверхность электро- флотатора с прилипшими частицами («ра- бочими» пузырьками) и пузырьками, всплывающими без частиц («холостыми» пузырьками). Исходя из сказанного, для оценки удельной концентрации рабочих пузырьков целесообразно ввести понятие эффективная газонаполненность. Эффективная газонаполненность зависит от краевого угла смачиваемос- ти и размера пузырьков. Размеры пу- зырьков определяют, кроме прочности адгезии, площадь контакта поверхнос- ти пузырьков с флотируемыми частица- ми. Площадь контакта, в свою очередь, обеспечивает реализацию второй стадии флотации – сближение и последующее сцепление пузырьков и частиц. После сцепления наступает завер- шающая стадия флотации – транспор- тирование агрегатов пузырек – частица на поверхность электрофлотатора, кото- рая зависит от гидростатической силы подъема пузырька газа. Эле-Эле