Физико-химические условия процесса.

В результате обработки сточных вод образуются гидроокиси тяжёлых и других металлов (Cu, Ni, Cr, Pb, Fe, Ca и др.)

Схема реактора представлена на рис. 41. Как говорилось выше благодаря интенсивному перемешиванию происходит хлопьеобразование. Частицы гидроокисей, поднимаясь в реакторе, коагулируют. На образовавшихся и постоянно укрупняющихся частицах взвеси происходит сорбция растворённых загрязняющихся компонентов в том числе и органических. Динамика сорбции на частицах взвеси постоянного размера описывается моделью «кинетики в ограниченном объёме» [56]. Однако в литературе отсутствовали теоретические исследования кинетики сорбции в условиях агрегирования частиц.

Кинетика агрегирования и массопереноса в процессе сорбции определяется гидродинамическими условиями и коэффициентом диффузии в жидкой фазе. Величина коэффициента массопереноса, рассчитанная на единицу поверхности сорбента, находящегося во взвешенном состоянии, в условиях развитой турбулентности может быть рассчитана по формуле, предложенной Тёмкиным [57].

(1)

где - удельная мощность перемешивания (см²/ сек³), рассчитываемая как отношение

= p/m

где p - мощность, затраченная на размешивание жидкости массы m; – коэффициент кинематической вязкости (см²/сек); De – коэффициент диффузии сорбируемого компонента в жидкой фазе.

В условиях интенсивного перемешивания коэффициент описывает массопередачу как частица взвеси в условиях коагуляции, так и растворённых компонентов. Для взвешенных и растворённых частиц коэффициент диффузии De можно рассчитать по формуле Эйнштейна [58]

= (2)

где k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура; - плотность среды; R – радиус частиц.

Для ионов известна формула [59]

где – R_q – газовая постоянная; F - число Фарадея; z – заряд иона; - эквивалентная электропроводность.

Из формул (1) и (2) следует, что для взвешенных частиц, т, е, массоперенос замедляется по мере укрупнения частиц. Для растворённых частиц коэффициент массопередачи зависит только от энергии перемешивания.