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，即塔壁對上升泡沫排液的影響及對泡沫分離效率的影響研究還未見報道。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化泡沫排液機理。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)測模型。在此基礎(chǔ)上考察了塔壁構(gòu)件塔在處理實際染料廢水和大

2、豆蛋白廢水的泡沫分離效果。
　　實驗結(jié)果表明塔壁與泡沫接觸面積的增加強化了上升泡沫排液，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，塔壁強化排液效果更好。塔壁強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)點排液是塔壁強化十二烷基硫酸鈉（SDS）泡沫排液的主要原因；而

3、塔壁強化牛血清白蛋白（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)點排液兩方面因素造成的。
　　塔壁構(gòu)件泡沫分離塔對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偏離等電點時，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)件長度

4、和數(shù)量的增加，塔壁提高富集比能力增強。
　　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。模型計算結(jié)果與實驗結(jié)果較為吻合。模型計算和實驗結(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，同時也是預(yù)測值和實驗值存在偏差的主要原因。
　　研究了塔壁構(gòu)件泡沫分離塔對結(jié)晶紫模擬廢水脫色、實際印染廢水脫色和大豆蛋白廢

5、水處理的影響。實驗結(jié)果表明，塔壁構(gòu)件對實際物系的目標(biāo)產(chǎn)物有很好的分離效果。在最佳操作條件下，塔壁構(gòu)件實驗塔的結(jié)晶紫富集比為16.5，是沒有塔壁構(gòu)件對照塔富集比的3.59倍。采用塔壁構(gòu)件泡沫分離塔和二級泡沫分離技術(shù)以及Fenton試劑法處理實際印染廢水，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)到國家印染廢水二級排放標(biāo)準(zhǔn)。采用塔壁構(gòu)件分離塔以及二級泡沫分離技術(shù)處理大豆蛋白廢水，在最佳操作條件下乳清蛋白富集