Автор:Георгия З. Кызаса, Костас А. Матис
Описание:: Флотация представляет собой процесс разделения, происходящий в результате переработки минерального сырья. В настоящее время нашли более широкое применение по сравнению с флотацией для воды и сточных вод. лечение. В настоящей обзорной статье особое внимание уделялось извлечению ионов тяжелых металлов путем флотация и соответствующий механизм: ионная, осадочная или сорбционная.
Источник: Flotation in Water and Wastewater Treatment
Флотация известна как процесс разделения, основанный на введении пузырьков газа в качестве транспортная среда. Взвешенные твердые частицы, являющиеся гидрофобными или кондиционированными, затем подвергаются прикрепляется к пузырькам и движется к поверхности водного раствора, т. е. против направления гравитации [1, 2]. Существуют различные методы образования пузырей, относящиеся к широкому классу технология воздушно—дисперсионной флотации (или пенная при переработке полезных ископаемых), в которой часто применяется электрофлотация включенная, или флотация растворенным воздухом (DAF), основанная на законе Генри [3, 4]. Традиционно флотация процесс и относительная научная информация, которая используется для исследования и объяснения разделения задействованный механизм, пришедший из области обогащения полезных ископаемых [5]. Однако процесс нашел различные интересные применения, в том числе использование перед сорбирующими материалами, частями химикатов, такие как сборщики, пенообразователи, модификаторы и т. д. Знание химии может помочь при флотационном разделении, что подтверждается различными примерами.
Например, большое количество потоков отходов, содержащих тяжелые металлы, требует обработки, поэтому из—за их растворимости и подвижности, токсичные металлы могут нанести значительный ущерб окружающей среде [6— 8]. Было исследовано удаление микропластика (определяемого как пластиковые частицы <5 мм) из сточных вод. в четырех муниципальных очистных сооружениях, использующих различные усовершенствованные системы очистки на заключительной стадии технологии, включая флотацию [9]. Коагуляционно—флотационный метод (с использованием анионного ПАВ и катионный полиэлектролит) был разработан для быстрого удаления тетрациклиновых антибиотиков из воды [10]. Последние представляют собой антибиотики широкого спектра действия, обычно используемые в животноводстве и часто назначаемые для терапии человека. .
Кроме того, нефтепереработка, и, возможно, неизбежно, генерирует большие объемы нефтесодержащие сточные воды. Обобщено состояние разработки соответствующих методов лечения [11]. Жирный сточные воды представляют собой типичное применение для флотации (возможно, по причинам плотности). Загрязняющие вещества удаление с помощью флотации (растворенного воздуха) было проанализировано на комбинированных переливах канализации, которые обычно содержат сточные воды и дождевая вода [12].
Считается, что это основная причина эвтрофикации и появления водорослей. появление в озерах. Сообщалось также, что различные типы биологических материалов, таких как бактерии, грибки, дрожжи, активный ил и виноградные стебли [13] учитывая вышеизложенное, объем.
Настоящая статья представляет собой углубленный обзор процесса размещения, включая обновление текущей литературы в участок очистки сточных вод. Важность флотации как процесса разделения для экономики всего индустриального мира, считается огромным. Проблемы устойчивости в этой области было недавно высказано [14, 15].
Ионная флотация включает удаление поверхностно—неактивных ионов из водных растворов путем добавления поверхностно—активные вещества или коллекторы, обычно с ионом, имеющим заряд, противоположный заряду иона металла, который должен быть удаленный [16, 17]. Коллекторы — это тип поверхностно—активного вещества, увеличивающего естественную гидрофобность поверхность, увеличивая разделимость гидрофобных и гидрофильных частиц. Поскольку соответствующие концентрации повышаются, это может привести к осаждению плавающего продукта ион—поверхностно—активное вещество до того, как воздух пропускается. Это означает, что это уже не раствор, а скорее дисперсия (т. Е. Осаждение флотация) [18]. Для удаления ионов металлов из растворов применялся метод ионной флотации. содержащие низкие концентрации тяжелых металлов, которые могут быть получены в результате любого промышленного процесса: металлообработка, полупроводники, металлургия и шахтная вода [19, 20]. Результаты изменились (некоторые ионы показали лучшие результаты) при использовании флотомашины Denver. Это можно отнести к различные гидродинамические условия, существующие в ячейке [21 год].
Ионная флотация проводилась в другом месте для исследования эффективных факторов и кинетики Zn (II). удаление ионов из сточных вод [22]. Оптимальные условия были определены сначала экспериментально. которые проводились в трубке Халлимонда. Эта же группа исследовала также ионную флотацию ионов никеля [23]. Это удаление оценивалось на основе различных параметров, включая химические взаимодействия, воду унос в пенной фазе, механизм разделения и скорость удаления Ni (II). В более старом известном публикация [24], гидролитическое поведение металла (например, цинка) было связано с его удалением вспениванием. Результаты показали, что флотация осадка при pH выше 8, когда цинк больше не является нерастворимым гидроксид, был более эффективным процессом удаления, чем пенное разделение растворимых металлов.
Типичное расположение лаборатории, показанное на рисунке 1., обычно включает в себя следующие части: бак кондиционирования / питания с механической мешалкой, перистальтическим насосом, жидкостными ротаметрами, флотацией колонка с водосливом (вверху), сборник пены, воздушный компрессор, подключенный через иглу клапан, промывочная ловушка и расходомер воздуха, пористая диафрагма на дне ячейки, ртутная U—образная трубка манометр и резервуар для сточных вод, pH—метр и насос для дозирования химикатов. По гидродинамическим причинам противоточная операция предпочтительна [25].
Удаление растворимых ионных частиц, таких как токсичные катионы металлов или оксианионы, из разбавленных водные растворы (как и большинство сточных вод) были тщательно исследованы в лаборатории (с серийные и непрерывные эксперименты), применяя так называемую сорбционную флотацию. техника. Этот метод включает в себя предварительный отбор или удаление ионов металлов с использованием соответствующих «Сорбенты», которые существуют с мелкими или сверхмелкозернистыми частицами, с последующей флотацией стадия отделения металлических частиц сорбента от обработанного (очищенного) раствора [16, 17].
Сорбция, по определению, является общим термином, описывающим прикрепление заряженных частиц (например, токсичного металла ионов) из раствора на сосуществующую твердую поверхность [26]. Кинетика сорбции может контролироваться несколькими независимые процессы, которые могут действовать последовательно или параллельно.
Другие исследователи [27] объединил этот метод со сточными водами завода по производству пальмового масла, чтобы уменьшить соответствующая химическая потребность в кислороде (ХПК) и использование модифицированного природного бентонита в качестве адсорбента.
Пробы сточных вод косметических средств также эффективно обрабатывались флотацией растворенного воздуха при помощи коагуляция — т.е. с Al 2 (SO 4 ) 3 [28 год]. Использование наночастиц в качестве адсорбентов получило широкое распространение. интерес, потому что они имеют большое отношение площади поверхности к объему и возможность функционализации с разными молекулами. Наночастицы диоксида кремния были опробованы для этого прицела для извлечения следов ионов меди [29].
Возможность определения гидрофобных свойств (минеральных) поверхностей в воде с использованием концепции была внедрена коллоидная зондовая атомно—силовая микроскопия [30]. Последний может быть полезен при флотации. исследования по изучению так называемого гидрофобного эффекта или возникновения небольших слоев газа на гидрофобных поверхностях.