Дослідження закономірностей флокуляції шламів мокрої газоочистки металургійного виробництва
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181300Ключові слова:
флокуляція, агрегатоутворення, міцність агрегатів, швидкість осадження, оптимізація, гідромеханічне руйнування флокулАнотація
Досліджено вплив концентрації твердої фази модельних шламів мокрої очистки газу і витрати флокулянта на зміну швидкості осідання твердої фази і міцність флокул. Це важливо, тому що коливання концентрації твердої фази в стічній воді є неконтрольованим процесом і істотно впливає на кінетику осідання твердої фази і приводить до збільшення витрати флокулянта.
Запропонована методика виявлення швидкості седиментації сфлокульованого шламу і міцності флокул після гідромеханічного впливу, що враховує концентрацію твердої фази і витрати флокулянта. Дослідження проводилися на модельній стічній воді, синтезованій шляхом змішення пилу сухої газоочищення реального виробництва з водою. Було встановлено, що концентрація твердої фази впливає на швидкість осадження флокул. Встановлено, що оптимальні умови агрегатоутворення даної модельної системи спостерігаються при концентрації твердої фази в інтервалі 8–12 г/л. Із зростанням концентрації твердої фази понад 16 г/л швидкість осадження флокул знижується непропорційно концентрації флокулянта. Зниження витрати флокулянтів і оптимізація його дозування можлива шляхом проведення процесу очищення з урахуванням вказаних закономірностей.
Встановлено, що гідромеханічний вплив на агрегати здійснює руйнуючу дію, ступінь якої залежить від концентрації твердої фази. Зокрема збільшення швидкості руху рідини призводить до більшого руйнування флокул, ніж збільшення часу менш інтенсивного впливу. Способом мінімізації руйнуючої дії на флокули може бути зниження швидкості транспортування суспензії в результаті зменшення продуктивності установки або збільшення перетину каналу (трубопроводу). Із зростанням концентрації твердої фази в модельній системі понад 16 г/л спостерігається істотне зниження міцності флокул. Тому при проектуванні установок очищення стічної води із застосуванням флокулянтів необхідно забезпечити оптимальні умови агрегатообразованія і мінімізувати гігдромехінічні впливи на флокули шляхом зниження швидкості руху рідини
Посилання
- Kovalenko, A. M. (2012). About gas purification sludges of domain and steel-smelting manufactures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (56)), 4–8. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/viewFile/3919/3587
- Еvтеkhоv, V. D., Ivаnchеnkо, V. V., Еvтеkhоv, Е. V., Nеsтеrеnkо, Т. P., Filеnkо, V. V., Rеvа, O. V., Dоlinа, M. P. (2009). Мineralogical basing for optimal concentration technology for metallurgical slags from “ArcelorMittal Kryvyi Rih” Integrated Works. 1. Storage, granulometric and chemical composition of slags. Heoloho-mineralohichnyi visnyk, 1-2 (21-22), 15–27.
- Liu, W., Moran, C. J., Vink, S. (2013). A review of the effect of water quality on flotation. Minerals Engineering, 53, 91–100. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.07.011
- Renault, F., Sancey, B., Badot, P.-M., Crini, G. (2009). Chitosan for coagulation/flocculation processes – An eco-friendly approach. European Polymer Journal, 45 (5), 1337–1348. doi: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2008.12.027
- Cho, B.-U., Garnier, G., van de Ven, T. G. M., Perrier, M. (2006). A bridging model for the effects of a dual component flocculation system on the strength of fiber contacts in flocs of pulp fibers: Implications for control of paper uniformity. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 287 (1-3), 117–125. doi: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.03.029
- Petzold, G., Schwarz, S., Lunkwitz, K. (2003). Higher Efficiency in Particle Flocculation by Using Combinations of Oppositely Charged Polyelectrolytes. Chemical Engineering & Technology, 26 (1), 48–53. doi: https://doi.org/10.1002/ceat.200390006
- Laue, C., Hunkeler, D. (2006). Chitosan-graft-acrylamide polyelectrolytes: Synthesis, flocculation, and modeling. Journal of Applied Polymer Science, 102 (1), 885–896. doi: https://doi.org/10.1002/app.24188
- Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O. (2016). Exploring the ways to intensify the dewatering process of polydisperse suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (84)), 35–40. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86085
- Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O., Raiko, V. (2017). Study of the strength of flocculated structures of polydispersed coal suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (85)), 20–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91031
- Shestopalov, O., Rykusova, N., Hetta, O., Ananieva, V., Chynchyk, O. (2019). Revealing patterns in the aggregation and deposition kinetics of the solid phase in drilling wastewater. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (97)), 50–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.157242
- Ozdemir, O. (2013). Specific ion effect of chloride salts on collectorless flotation of coal. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 49 (2), 511–524. doi: https://doi.org/10.5277/ppmp130212
- Nasser, M., James, A. E. (2009). The effect of electrolyte concentration and ph on the flocculation and rheological behaviour of kaolinite suspensions. Journal of Engineering Science and Technology, 4 (4), 430–446.
- López-Maldonado, E. A., Oropeza-Guzmán, M. T., Ochoa-Terán, A. (2014). Improving the Efficiency of a Coagulation-Flocculation Wastewater Treatment of the Semiconductor Industry through Zeta Potential Measurements. Journal of Chemistry, 2014, 1–10. doi: https://doi.org/10.1155/2014/969720
- Wang, J.-P., Chen, Y.-Z., Wang, Y., Yuan, S.-J., Yu, H.-Q. (2011). Optimization of the coagulation-flocculation process for pulp mill wastewater treatment using a combination of uniform design and response surface methodology. Water Research, 45 (17), 5633–5640. doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.08.023
- Wang, Y., Chen, K., Mo, L., Li, J., Xu, J. (2014). Optimization of coagulation–flocculation process for papermaking-reconstituted tobacco slice wastewater treatment using response surface methodology. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20 (2), 391–396. doi: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.04.033
- Trinh, T. K., Kang, L. S. (2011). Response surface methodological approach to optimize the coagulation–flocculation process in drinking water treatment. Chemical Engineering Research and Design, 89 (7), 1126–1135. doi: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2010.12.004
- Yang, Y., Li, Y., Zhang, Y., Liang, D. (2010). Applying hybrid coagulants and polyacrylamide flocculants in the treatment of high-phosphorus hematite flotation wastewater (HHFW): Optimization through response surface methodology. Separation and Purification Technology, 76 (1), 72–78. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2010.09.023
- Dawood, A., Li, Y. (2013). Modeling and Optimization of New Flocculant Dosage and pH for Flocculation: Removal of Pollutants from Wastewater. Water, 5 (2), 342–355. doi: https://doi.org/10.3390/w5020342
- Oraeki, T., Skouteris, G., Ouki, S. (2018). Optimization of coagulation-flocculation process in the treatment of wastewater from the brick-manufacturing industry. Water Practice and Technology, 13 (4), 780–793. doi: https://doi.org/10.2166/wpt.2018.089
- Shkop, A., Briankin, O., Shestopalov, O., Ponomareva, N. (2017). Investigation of the treatment efficiency of fine-dispersed slime of a water rotation cycle of a metallurgical enterprise. Technology Audit and Production Reserves, 5 (3 (37)), 22–29. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.112791
- Shkop, A., Briankin, O., Shestopalov, O., Ponomareva, N. (2017). Investigation of flocculation efficiency in treatment of wet gas treatment slime of ferroalloys production. Technology Audit and Production Reserves, 5 (3(37)), 29–39. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.112792
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Oleksii Shestopalov, Oleksandr Briankin, Musii Tseitlin, Valentina Raiko, Oksana Hetta
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
