Інтеграція фізичних та фізико-хімічних процесів є принципом, що нерозривно пов’язаний із розвитком сучасних технологій. Тенденції до об’єднання технологічних процесів характерні і для галузей водоочищення та водопідготовки. Комбінація процесів дає змогу значно підвищити ступінь очищення стічних вод, зменшити тривалість та енергоємність процесу очищення, витрати для підтримання оптимальних реагентного, температурного, гідродинамічного режимів тощо.
Для вилучення гідрофобних дисперсних частинок зі стічних вод підприємств харчової (м’ясо-, молокопереробні, олійні), легкої промисловості (текстильні, шкіряні, хутряні фабрики), гірничодобувної галузі величезні перспективи мають технології, засновані на поєднанні кавітаційних явищ і традиційних фізико-хімічних процесів, зокрема флотації. Мета роботи полягала у встановленні основних характеристик стадії флотації дисперсних твердих частинок (розміру флотаційних бульбашок, інтенсивності їх утворення, швидкості флотації) кавітаційно-флотаційної технології, визначення структури флотаційної піни.
Синтез процесів кавітації та флотації запропоновано здійснювати у суміщеному апараті колонного типу, що складається з двох частин: нижньої – кавітаційної і верхньої – сепараційної. Виявлено раціональні межі зміни тиску на вході у кавітатор (0,3…0,4 МПа) для забезпечення ефективної флотації. На підставі візуальних спостережень та результатів фотозйомки встановлено, що за таких значень тиску утворюється плівково-структурна піна. Ознакою ефективної флотації була наявність на поверхні піни бульбашок розміром 0,01…0,03 м, які частково вкриті плівкою мінеральних частинок так, що на їх поверхні залишились вільні ділянки. За результатами акустичного аналізу (спектри частот акустичного сигналу кавітаційного поля) розраховано усереднений радіус флотаційної бульбашки – 1,8 мм. Встановлено, що середня газонаповненість флотаційного шару ~ 0,05 м3/м3. На основі результатів гравіметричних досліджень обчислено максимальну швидкість флотації кальцію оксалату (13,2·10-4 кг/(м3·с)), якій відповідає діапазон тривалості кавітаційного оброблення 600…900 с.
1. Демідова, Ю. Є. (2013). Теоретичні й експериментальні дослідження процесів електрокоагуляції та кавітації при переробці вуглеводневмісних стоків: автореф. дис. канд. техн. наук. Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків.
2. Гришин, Б. М., Андреев, С. Ю., Бикуно- ва, М. Х., Гришин, Л. Б., Савицкий, Е. А., Кол- дов, А. С. (2010). Новая технология очистки нефтесодержащих сточных вод машиностроительного производства, Труды Международного симпозиума “Надежность и качество”. Пенза: ПГУ.
3. Тарасенков, Н. В. (2006). Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом: автореф. дис. канд. хим. наук. ГОУ ВПО “ Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна”, Санкт-Петербург.
4. Болонов, Н. И., Барыбин, А. И. (2009). Установка для очистки сточных вод мясокомбинатов. Вісник Донецького національного університету, 2, 400–401.
5. Знак, З. О., Сухацький, Ю. В., Мних, Р. В. (2014). Розроблення кавітаційно-флотаційного процесу очищення стічних вод в аспекті реалізації сучасних концепцій синтезу хіміко-технологічних систем. Вісник Нац. ун-ту “Львівська політехніка”, 787, 75–79.
6. Yavorskiy, V., Sukhatskiy, Yu., Znak, Z., Mnykh, R. (2016). Investigations of cavitation processes in different types of emitters using sonochemical analysis. Chemistry & Chemical Technology, 10 (4), 507–513.
7. Ralston, J. (2000). Flotation. Bubble-particle capture. In C. Poole & M. Cooke, Encyclopedia of Separation Science (pp. 1464–1471). San Diego: Elsevier Science Publishing Co Inc.
8. Colic, M., Morse, W., Miller, J. D. (2007). The development and application of centrifugal flotation systems in wastewater treatment. Int. J. Environment and Pollution, 30 (2), 296–312.
9. Матинин, А. С. (2013). Повышение селективности разделения слабоконтрастных руд на основе управления гидродинамическим режимом флотации: автореф. дис. канд. техн. наук). ФГАОУ ВПО “ Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Москва.
10. Znak, Z., Sukhatskiy, Yu. (2016). The Brandon method in modelling the cavitation processing of aqueous media. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/8 (81), 37–42.
11. Яворський, В. Т., Знак, З. О., Сухаць- кий, Ю. В., Мних, Р. В. (2016). Енергетичні характеристики оброблення агресивних водних середовищ у гідродинамічних кавітаторах. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 52 (4), 132–136.
12. Znak, Z. O., Sukhatskiy, Yu. V., Mnykh, R. V., Tkach, Z. S. (2018). Thermochemical analysis of energetic in the process of water sonolysis in cavitation fields. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 3 (118), 64–69.
13. Меттер, И. (1948). Физическая природа кавитации и механизм кавитационных повреждений. Успехи физических наук, 35 (1), 52–79.
14. Саблій, Л. А. (2013). Фізико-хімічне та біологічне очищення висококонцентрованих стічних вод. Рівне: НУВГП.
15. Кононцев, С. В., Саблій, Л. А., Гроховська, Ю. Р. (2011). Екологічна біотехнологія очищення стічних вод та культивування кормових організмів. Рівне: НУВГП.
16. Смирнов, В. О., Білецький, В. С. (2010). Флотаційні методи збагачення корисних копалин. Донецьк: Східний видавничий дім.
17. Матниязова, Г. К. (2012). Интенсификация процесса очистки мутных вод от взвешенных частиц. (Дис. док. философии (PhD)). Таразский государственный университет имени М. Х. Дулати, Тараз.