Флотационная очистка сточных вод получила достаточно широкое применение в практике очистки сточных и сгущения осадков с использованием различных разновидностей этого процесса. В связи с этим моделирование этого процесса имеет большое значение для его эффективного применения.
Известно достаточно много моделей флотационного процесса [1], но особо следует отметить модель профессора Белоглазова. Согласно этой модели, процесс флотации рассматривается по аналогии с простой химической реакцией первого порядка (рис. 1).
Уравнение процесса флотации по Белоглазову имеет вид:
где C и Co — концентрации загрязнений в текущий и начальный моменты, соответственно;
k — константа, характеризующая скорость флотационного процесса;
τ — время.
где q — скорость барботирования;
E — эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа при флотации;
k0 — фактор полидисперсности пузырьков;
— средний диаметр пузырьков во флотационной ячейке.
Ошибочность такого подхода состоит в отсутствии существования промежуточных продуктов — флотокомплексов частица-пузырек и соответственно наличия следующих существенных недостатков:
• флотокомплекс не рассматривается в качестве объекта исследования;
• отсутствует зависимость образования пенного продукта от времени;
• не в полной мере указаны факторы, влияющие на кинетику процесса.
Устранение этих недостатков и наиболее полное описание процесса флотации было предложено Ксенофонтовым Б.С. в середине 1980-х годов [1, 2]. Согласно этому подходу процесс флотации рассматривается по аналогии со сложной химической реакцией первого порядка.
Простейший случай флотационного процесса согласно модели Ксенофонтова представлен на рис. 2, а более общий случай на рис. 3.
Для простейшего случая система уравнений имеет следующий вид:
Для общего случая система уравнений имеет следующий вид:
где q — скорость барботирования;
E — эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа при флотации;