Экология и производственная безопасность

298 Гидростатическую силу F подъема пузырька можно рассчитать по формуле: F = V g  , (2) где V – объем пузырька воздуха;  – плотность жидкости. На границе пузырек – жидкость в результате поверхностного натяже- ния  жг создается дополнительное дав- ление, так называемое капиллярное дав- ление, направленное в сторону выпук- лого мениска, т.е. давление в пузырьке будет больше гидростатического давле- ния на величину  = 2  жг / r , (3) где r – радиус пузырька. При подъеме пузырька вверх дав- ление внутри пузырька будет умень- шаться по мере уменьшения гидроста- тического давления в жидкости, что вы- зовет ослабление адгезии между пу- зырьком и частицей. Для процесса элек- трофлотации, учитывая небольшую вы- соту столба электролита в электролизе- ре, указанным ослаблением адгезии можно пренебречь (для эффективности биоочистки сточных вод, например, в азротенке, высота столба жидкости в котором около 6 м, ослабление адгезии пузырьков воздуха, нагнетаемого через аэраторы, и частиц активного ила игра- ет эначительную отрицательную роль, так как приводит к неравномерному массообмену по высоте аэротенка). Но следует учитывать и другие существу- ющие силы – силы трения, тяжести, ко- торые наряду с уменьшением давления внутри пузырька стремятся оторвать ча- стицу от пузырька. Пузырьки большего диаметра меньше подвержены влиянию перепада высоты уровня электролита в электро- лизере и, кроме того, в соответствии с формулой (2) у них больше подъемная сила F (архимедова сила). Кроме того, скорость подъема у пузырьков большо- го диаметра меньше, что сказывается отрицательно на интенсивности процес- са электрофлотации, но положительно на ее эффективности, так как у данных пузырьков больше угол краевого смачи- вания (больше силы сцепления) и больше вероятность контакта с частицами за счет меньшей скорости подъема, и каждый пузырек способен адгезировать и затем поднять не одну, а несколько частиц. На основании сказанного можно сделать вывод о том, что большинство аргументов, касающихся второй (адге- зия) и третьей (транспортирование) ста- дий электрофлотации, в пользу пузырь- ков большего размера по сравнению с размерами частиц. В любом случае, не- обходимый размер пузырьков газа сле- дует подбирать опытным путем в зави- симости от размера частиц и других тех- нологических параметров. Для осуществления флотации ис- пользуются генерируемые в электроли- те газы – кислород, выделяемый на ано- де в процессе окисления загрязняющих веществ и водород и образуемый при восстановлении на катоде: на аноде: 2Н 2 О  О 2 + 4Н + + 2е - ; на катоде: 2Н 2 О + 2е -  Н 2 + 2НО - . Основную роль в процессе элект- рофлотации играют пузырьки водорода, образуемые на катоде при разряде мо- лекул воды. При растворении железных или алюминиевых электродов, наиболее ча- сто применяемых при электрофлотаци- онной очистке сточных вод, в воду пе- реходят ионы Fе 3+ , Fе 2+ , или Аl 3+ , обра- зуются гидрооксиды и происходит элек- Эле-Эле