В работе рассмотрено математическое моделирование флотационного процес- са. Отмечено, что в случае присутствия в воде загрязнений разного типа нужно получить пузырьки широкого дисперсного состава. Рассмотрена флотационная установка с эжекционной системой аэрации с диспергатором, позволяющая гене- рировать пузырьки, дисперсный состав которых характеризуется несколькими совокупностями со своими значениями среднего диаметра. Предложена математическая модель флотационного процесса с учетом разделения пузырьков на несколько групп по размерам и гидродинамической обстановки во флотационных камерах. На основе предложенной модели получены модели, описывающие извлечение определенных загрязнений, учитывающие их свойства, при этом исходная модель дополнена стадиями других процессов: осаждения при флотации взвешенных веществ с плотностью больше плотности воды, самостоятельного всплытия при флотации загрязнений с плотностью меньше плотности воды, обратимости при флотации гидрофобно-гидрофильных загрязнений. Приведен пример определения времени процесса очистки воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов. Показано, что двухкамерную флотационную машину с эжекционной системой аэрации с диспергатором можно рассмотреть в виде последовательно соединенных реакторов идеального смешения и вытеснения. С учетом уравнений для реакторов идеального смешения и вытеснения и предлагаемых моделей описания процессов, проходящих в камерах, получены зависимости для определения концентрации и времени очистки в каждой камере. Отмечена важность математического моделирования при проектировании флотационных установок. Применение научно-обоснованного подхода при проектировании позволяет создавать установки, обладающие большей экономичностью и компактностью при достижении требуемой эффективности.
The mathematical modeling of flotation process has been considered in this paper. It has been pointed out that in the event when there are different types of pollutants in water the generation of bubbles with wide size-consist is needed. A flotation setup with ejection aeration system having a disperser that allows generate the bubbles which size-consist is characterized by several sets with their own values of average diameters is considered. The mathematical model for flotation process description taking into account the division of bubbles into several groups in sizes and hydrodynamic situation in flotation chambers has been proposed. Based on proposed model have been obtained other models describing extraction of certain waste, considering their properties, in such a case the initial model has been complemented by stages of other processes: settlement stage during flotation of suspended substances with density higher than water density, self-floating stage during flotation of contaminations with density less than water density, and reverse stages during flotation of hydrophobic-hydrophilic contaminations. The example of time definition for the process of water treatment from suspended substances and oil products has been presented. It has been demonstrated that it is possible to considerate the two-chamber flotation setup with ejection aeration system having a disperser as a sequence of reactors providing ideal mixing and displacement. Taking into account the equations for the reactors providing ideal mixing and ideal displacement, and the proposed models for description of process passing in cameras, have been received dependences for determination of concentrations and cleaning time in each camera. The importance of mathematical modeling for flotation setups designing has been pointed out. Application of scientifically based approach at design allows create setups having bigger profitability and compactness at achievement of the required efficiency.
1. ВведениеМатематическое моделирование флотационного процесса играет важную роль при разработке флотационных установок. Кинетическая модель позволяет определить время процесса при достижении требуемой эффективности, а более точное определение времени позволяет точнее определить габаритные размеры флотатора.