塔壁效應(yīng)在泡沫分離過程中排液行為及應(yīng)用研究.pdf

1、泡沫分離技術(shù)是近些年發(fā)展比較快的分離技術(shù)，強(qiáng)化泡沫排液提高富集比是泡沫分離領(lǐng)域研究的永恒課題。塔壁在泡沫分離領(lǐng)域的研究，即塔壁對(duì)上升泡沫排液的影響及對(duì)泡沫分離效率的影響研究還未見報(bào)道。本文深入研究泡沫分離過程中塔壁排液行為，建立塔壁排液模型從深層次上揭示塔壁強(qiáng)化泡沫排液機(jī)理。開發(fā)了一種新型塔壁結(jié)構(gòu)的泡沫分離塔，研究塔壁結(jié)構(gòu)泡沫分離塔的分離性能，建立塔壁構(gòu)件分離塔的富集比和回收率的預(yù)測(cè)模型。在此基礎(chǔ)上考察了塔壁構(gòu)件塔在處理實(shí)際染料廢水和大

2、豆蛋白廢水的泡沫分離效果。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明塔壁與泡沫接觸面積的增加強(qiáng)化了上升泡沫排液，降低了泡沫的出口持液量，加劇氣泡聚并，提高了表面活性劑出口消泡液濃度。在低濃度、低氣速、低的溶液粘度和大的分布器孔徑下，塔壁強(qiáng)化排液效果更好。塔壁強(qiáng)化排液效果隨著塔壁面積的增加而增加。
　　依據(jù)通道理論和無因次排液模型建立了塔壁排液模型。模型分析表明在塔壁效應(yīng)下，排液類型趨于節(jié)點(diǎn)排液是塔壁強(qiáng)化十二烷基硫酸鈉（SDS）泡沫排液的主要原因；而

3、塔壁強(qiáng)化牛血清白蛋白（BSA）泡沫排液是由壁面外通道數(shù)量的增加和排液類型趨于節(jié)點(diǎn)排液兩方面因素造成的。
　　塔壁構(gòu)件泡沫分離塔對(duì)泡沫分離效率的影響研究表明，塔壁構(gòu)件塔能夠提高SDS和BSA的富集比，但同時(shí)回收率有所下降。在較小表面活性劑濃度、較小氣速和較大分布器孔徑下，塔壁構(gòu)件更利于表面活性劑富集比的提高。pH偏離等電點(diǎn)時(shí)，塔壁構(gòu)件提高BSA富集效果最好。塔壁構(gòu)件位于泡沫相下部更有利于SDS泡沫排液，BSA則反之。隨著塔壁構(gòu)件長(zhǎng)度

4、和數(shù)量的增加，塔壁提高富集比能力增強(qiáng)。
　　根據(jù)上升泡沫流體力學(xué)方程建立了連續(xù)泡沫分離過程中塔壁面積與富集比和回收率之間的函數(shù)關(guān)系式。模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合。模型計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明排液速率的增加是富集比提高的主要原因。塔壁構(gòu)件提高了 SDS質(zhì)量吸附流率和加速BSA氣泡聚并也促使了各自富集比的提高，同時(shí)也是預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值存在偏差的主要原因。
　　研究了塔壁構(gòu)件泡沫分離塔對(duì)結(jié)晶紫模擬廢水脫色、實(shí)際印染廢水脫色和大豆蛋白廢

5、水處理的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，塔壁構(gòu)件對(duì)實(shí)際物系的目標(biāo)產(chǎn)物有很好的分離效果。在最佳操作條件下，塔壁構(gòu)件實(shí)驗(yàn)塔的結(jié)晶紫富集比為16.5，是沒有塔壁構(gòu)件對(duì)照塔富集比的3.59倍。采用塔壁構(gòu)件泡沫分離塔和二級(jí)泡沫分離技術(shù)以及Fenton試劑法處理實(shí)際印染廢水，在最佳操作條件下，脫色率為86.5％，CODcr去除率80%，處理后的廢水達(dá)到國(guó)家印染廢水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。采用塔壁構(gòu)件分離塔以及二級(jí)泡沫分離技術(shù)處理大豆蛋白廢水，在最佳操作條件下乳清蛋白富集