Проведенные нами ранее экспериментальные исследования по электрофлотационной очистке сточных вод показали высокую эффективность этого способа [1–3]. Для управления и оптимизации указанного способа необходимо знание теоретических основ и моделирование процесса электрофлотации. Предложенные в ряде работ отдельные важные теоретические сведения не дают целостной оценки электрофлотационного способа на основе базовых основ флотационного процесса [4–6]. Начатые нами систематические исследования по теории флотации более 25 лет назад заложили основы нового подхода, основанного на использовании многостадийной модели флотационных процессов, включая и электрофлотационный [1, 2, 7]. Согласно этой модели, любой флотационный процесс характеризуется несколькими константами, из которых наиболее важными являются: константа k1, характеризующая образование флотокомплексов частица загрязнений – пузырьков газа (воздуха), и константа k3, характеризующая подъем этих флотокомплексов в пенный слой [8].
Таким образом, вероятность образования флотокомплекса, характеризуемая константой k1, может быть определена с использованием соотношения (1):
где: q – скорость барботирования, м3/(м2∙с)
Е – эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа при флотации (безразм.);
D – средний диаметр пузырьков во флотационной ячейке, м;
k0 – фактор полидисперсности пузырьков (безразм.).
Всплытие флотокомплекса, характеризуемое константой k3, определим по формуле (2):
где: υпод – скорость подъема флотокомплекса, м/с;
h – расстояние от зоны аэрации до пенного слоя (глубина флотокамеры), м.
При электрофлотации интенсивность аэрации q и диаметры образующихся пузырьков D зависят от плотности тока j.
Определим зависимость интенсивности аэрации от плотности тока. Интенсивность аэрации определяется по следующей формуле:
где: Q – расход воздуха, м3/с;