Целесообразность и эффективность использования реагентов для очистки сточных вод определяются размером образующихся флокул. С увеличением размеров флокул эффективность очистки сточных вод возрастает [1]. При этом образование флокул зависит от многих факторов, которые в целом определяются условиями перемешивания сточных вод с реагентами или их кондиционирования перед проведением флотационной очистки [2].
Рассмотрим модель образования флокулы с центром, представленным воздушным пузырьком. Предлагаемая схема образования аэрофлокулы представлена на рис. 1. На данной схеме состояние А – исходное состояние частиц загрязнений, реагента в виде гидроокиси металлов и воздушных пузырьков; состояние В – образование комплекса «частица загрязнения – гидроокись металла»; состояние С – образование флотокомплекса «частица загрязнений – гидроокись металла – пузырек», состояние D – состояние частиц в пенном слое; состояние Е – состояние частиц в осадке. Константы k1 , k2, k3, k4, k5, k6, k7 , k8 характеризуют переход из одного состояния в другое.
Процесс, показанный на рис. 1, описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
Начальные условия для данной системы дифференциальных уравнений при t = 0 следующие:
С учетом ранее полученных данных [1] примем определенные значения констант k1 , k2, k3, k4, k5, k6, k7 , k8.
Константу k1 , характеризующую образование комплекс «частица – гидроокись», принимаем равной 0,05 c-1.
Константу k2, характеризующую разрушение комплекса «частица – гидроокись», принимаем равной 0,0001 c-1.
Константу k3, характеризующую образование флотокомплекса k3, определяем из соотношения:
где: q – скорость барботирования, м3/(м2 ∙с), принимаем q = 4·10-5 м3/(м2 ∙с);