Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование процессов формирования загрязненных водных растворов моющих средств 13
1.1. Систематизация типов сточных вод, содержащих синтетические моющие средства 13
1.2. Состав и свойства загрязненных моечных вод 15
1.2.1. Нефтепродукты и взвешенные вещества 15
1.2.2. Синтетические моющие средства 19
1.2.3. Поверхностно-активные вещества 22
1.2.4. Электролитические компоненты 25
1.3. О влиянии отдельных ингредиентов на характер общего загрязнения 27
1.3.1. Взаимодействие ПАВ с ионами сточных вод 27
1.3.2. Взаимодействие ПАВ с эмульгированными и суспензированными частицами 29
1.3.3. Влияние электролитических компонентов CMC на характер общего загрязнения 31
1.4. Условия формирования коллоидной системы загрязненных водных растворов моющих средств 32
1.5. Мицеллярные свойства загрязненных растворов 40
1.5.1. Солюбилизация загрязнений 40
1.5.2. Виды стабилизации частиц загрязнений 41
1.5.3. Модель мицеллы загрязнений моющих растворов 43
1.5.4. Исследование свойств загрязненных моющих растворов в области критической концентрации мицеллообразования 44
1.5.5. Влияние температуры раствора на устойчивость системы загрязнений 50
1.6. Выводы (по главе 1) 51
Глава 2. Методы исследований загрязненных водных растворов моющих средств 53
2.1. Методы исследования процессов очистки загрязненных водных растворов моющих средств 53
2.2. Методы оценки (определения) моющей способности вторичных растворов на основе очищенных моечных вод 57
2.3. Показатели загрязненности моющих растворов. Понятия и определения 62
2.4. Методы анализа загрязненных растворов 64
2.5. Выводы (по главе 2) 70
Глава 3. Исследования устойчивости и процессов разрушения структуры дисперсных систем загрязненных водных растворов моющих средств 71
3.1. Методика оценки устойчивости системы. Влияние состояния стабилизатора системы на ее устойчивость 71
3.2. Исследование устойчивости частиц загрязнений к коалесценции при центрифугировании 76
3.3. Выводы (по главе 3) 77
Глава 4. Исследование процессов очистки загрязненных водных растворов моющих средств 79
4.1. Классификация способов очистки загрязненных водных растворов моющих средств 19
4.2. Разработка селективных методов очистки загрязненных водных растворов моющих средств 81
4.2.1. Безреагентные методы очистки загрязненных водных растворов моющих средств 82
4.2.1.1. Гравитационное разделение (отстаивание) 83
4.2.1.2. Центробежное сепарирование 87
4.2.1.3. Фильтрование 89
4.2.2. Реагентные методы очистки загрязненных водных растворов моющих средств 94
4.2.2.1. Метод регулирования рН 94
4.2.2.2. Реагентная коагуляционная очистка (соосаждение при химической обработке растворов) 98
4.2.2.3. Кислотно-коагуляционная обработка растворов 103
4.3. Разработка технологии утилизации осадка 104
4.4. Метод определения необходимой степени очистки оборотных вод 108
4.5. Моделирование процесса очистки загрязненных водных растворов моющих средств в оборотных системах водопользования 111
4.6. Нахождение рационального режима очистки водных растворов моющих средств 117
4.7. Влияние продуктов химического взаимодействия на технологические свойства оборотных вод 119
4.7.1. Влияние солей натрия 119
4.7.2. Влияние солей поливалентных металлов 121
4.8. Выводы (по главе 4) 122
Глава 5. Технологии и установки для очистки загрязненных водных растворов моющих средств 124
5.1. Технологическая схема очистки
загрязненных водных растворов моющих средств 124
5.2. Установки для очистки загрязненных водных растворов моющих средств 129
5.2.1. Установка для очистки загрязненных моющих растворов от всплывающих загрязнений (масел) 130
5.2.2. Установка для сбора оседающих загрязнений (осадков) 132
5.2.3. Установки для очистки загрязненных моющих растворов от эмульгированных и суспензированных частиц 134
5.2.4. Технологическая установка со встроенными системами очистки загрязненных моющих растворов 135
5.3. Утилизация производных (нефтепродуктов, осадков, загрузок) процесса очистки моющих растворов 138
5.4. Реализация результатов исследований 140
5.5. Зарубежные аналоги установок для очистки загрязненных моечных вод 146
5.6. Результаты промышленных испытаний 148
5.7 Технико-экономическая эффективность процессов очистки водных растворов моющих средств 150
Рекомендации по совершенствованию моечных комплексов в области водоотведения и экологической безопасности 154
Общие выводы 155
Заключение 157
Список основных научных работ, опубликованных по теме диссертации 158
Список литературы 162
Список таблиц и рисунков диссертационной работы 176
Материалы внедрения результатов исследований 183
Акты на(внедрение) использование научно-технических разработок ..214
Приложения 237
Условные обозначения и сокращения 247
- Состав и свойства загрязненных моечных вод
- Условия формирования коллоидной системы загрязненных водных растворов моющих средств
- Методы оценки (определения) моющей способности вторичных растворов на основе очищенных моечных вод
- Разработка селективных методов очистки загрязненных водных растворов моющих средств
Состав и свойства загрязненных моечных вод
Загрязненные моечные воды формируются в процессе очистки (мойки) загрязненных поверхностей машин и механизмов, состав и свойства поверхностных загрязнений которых непостоянны, однако их принято делить на три основные группы (табл. 1.1). Основную массу загрязнений составляют смеси горюче-смазочных веществ и частиц минерального происхождения (песок, глина и т.п.). Взаимодействие моющих растворов с загрязнением ведет к насыщению их нефтепродуктами (НП) и твердыми минеральными частицами (ТМЧ) и, как следствие, к изменению физико-химических характеристик моечных вод. Вопросам загрязнённости поверхностей машин, способам их очистки и изучению характера загрязненности очищающих жидкостей посвятил значительную часть своих исследований профессор Н. Ф. Тельнов [114-121]. Приведённая в табл. 1.1 классификация загрязнений соответствует принципам, сформулированным в его работах [118]. Загрязненные моечные воды обладают свойствами гетерогенной и гомогенной системы. Классификация акад. Л. А. Кульского в полной мере можно отнести к загрязнениям, содержащимся в моечных водах (рис. 1.1). С поверхности машин в моечные воды поступают загрязнения различные по составу и количеству. Однако их можно разделить на две группы: нефтепродукты и их производные и взвешенные вещества, представленные, в основном, твердыми минеральными частицами. Масса поступающих в рас Как видно из табл. 1.2 гидравлическая крупность основной массы твердых минеральных частиц (более 78 %) составляет более 0,10 мм/с при диаметре частиц более 0,018 мм.
Однако 14% твердых минеральных частиц крупностью от 0,005 до 0,018мм и 8%- менее 0,005мм, гидравлическая крупность которых менее 0,025 мм/с. Нефтепродукты и твердые минеральные частицы при разделении в водной среде являются разнонаправленными частицами, поскольку удельный вес первых менее единицы, а вторых - более единицы. Это вносит определенную специфику в процессы очистки загрязненных моечных вод Нефтепродукты и твердые минеральные частицы взаимодействуют друг с другом, что дополнительно снижает гидравлическую крупность образующегося конгломерата вследствие разнонаправленного характера составляющих. Еще более усложняет структуру загрязнения наличие моющих средств, на характеристике которых необходимо остановиться подробнее. По современным научным представлениям моющее действие водных растворов CMC определяется комплексом их свойств: смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей, солюбилизирующей и пенообразующей способностями [88-90]. Основой современных синтетических моющих средств являются ПАВ [129-133]. Благодаря им водный раствор имеет высокие эксплуатационные характеристики.
В рецептуры CMC входят анионоактивные и неионогенные ПАВ [129-131]. В настоящее время наметилась тенденция применения ПАВ неионогенного типа благодаря их высокой моющей способности. Следует отметить, что на практике получают широкое распространение смеси ПАВ [92]. Применение некоторых моющих средств ограничено из-за их низкой биоокисляемости. Создание замкнутых комплексов водопользования в технологии моечных операций исключает сброс вод, содержащих ПАВ, в водоемы, что дает возможность применения любых синтетических моющих средств. Ниже представлены широко применяемые ПАВ и их характеристики, а также приведены рецептуры Для приготовления моющих средств применяют анионоактивные и не-ионогенные ПАВ. К числу анионоактивных ПАВ относятся алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты. Алкилсульфаты представляют собой натриевые соли кислых эфиров высокомолекулярных спиртов жирного ряда и серной кислоты, отвечающие формуле где R - углеводородный радикал. Различают первичные и вторичные алкилсульфаты. Первичные алкилсульфаты получают путем сульфатирования первичных жирных спиртов с последующей нейтрализацией щелочью. Вторичные алкилсульфаты получают сульфированием олефинов, выделенных при крекинге парафинов. Вторичные алкилсульфаты по моющему действию уступают первичным, их моющая способность составляет 70-80 % от моющей способности первичных алкилсульфатов. Алкилсульфонаты представляют собой натриевые соли сульфокислот жирного ряда, имеющие общую формулу Для производства алкилсульфонатов используют парафинистые фракции керосина. Алкилсульфонаты обладают хорошей смачивающей и эмульгирующей способностью, однако их моющее действие ниже, чем у алкилсульфатов и алкиларилсульфонатов.
Выпускаются алкилсульфонаты под названием «сульфонат». Условно к ним можно отнести продукт ДНС (ди-натриевая соль моноэфира сульфоянтарной кислоты), полученный ВНИИПАВ. ДНС в общем виде имеет строение где R - углеводородный радикал. Сырьем для производства алкиларилсульфонатов служат керосиновые фракции нефти, парафин, легкие фракции сланцевой смолы и пропанпропиле-новые фракции газа. Товарное название отечественных алкиларилсульфонатов обычно - «сульфанол». При производстве CMC наибольшее распространение получили сульфанол НП-1, сульфанол НП-3, хлорный сульфанол, сланцевый сульфанол и продукт ДС-РАС (детергент советский - рафинированный алки-ларилсульфонат). Все большее распространение получают неионогенные ПАВ: смеси полиэтиленгликолевых эфиров или высших жирных спиртов. Основным сырьем для производства неионогенных ПАВ служат окись этилена и в зависимости от вида соединения - фенол или высшие жирные спирты.
Отечественные продукты- смеси полиэтиленгликоленовых эфиров алкилфенолов имеют общую формулу В зависимости от значения п продукты имеют марку ОП-4, ОП-7 и ОП-10. При использовании для оксиэтилирования высших жирных спиртов получают продукты с общей формулой где R - остаток жирного спирта; п = 10-20. Отечественные продукты на этой основе имеют марки ОС-20, синта-нол ДС-10, оксифос и др. Зарубежные неионогенные продукты носят товарные наименования «тергитол», «берол», «игепал» и другие.
Условия формирования коллоидной системы загрязненных водных растворов моющих средств
Основы теории физической химии моющего действия сформулированы академиком П. А. Ребиндером [80]. Основных положений этой теории придерживаемся и мы в своих исследованиях. Очищающее или моющее действие заключается в переводе частиц загрязнений с очищаемой поверхности в моющий раствор. Моющее действие раствора проявляется в сложных процессах взаимодействия поверхностей, моющих сред и загрязнений. Основными процессами, определяющими моющее действие водных растворов моющих средств, являются: растворение, адсорбция, смачивание, эмульгирование, диспергирование, пенообразование и солюбилизация [66, 88, 89].
Комплексное взаимодействие отдельных свойств водных растворов определяет их эффективную моющую способность. Значимость каждого из свойств в отдельности окончательно не определена. Молекулы ПАВ создают на поверхности капель масла прочные адсорбционные слои. Гидрофобная часть молекулы связывается с маслом, а гидрофильная - ориентируется в сторону водного раствора. При этом происходит гидрофилизация капель масла, что препятствует их слиянию (коалесценции). Диспергирование твердой фазы загрязнений происходит благодаря адсорбции поверхностно-активных веществ на частицах загрязнений. Малое поверхностное натяжение раствора позволяет ему проникать в мельчайшие трещины частиц загрязнения и адсорбироваться ПАВ на поверхностях этих частиц. Адсорбированные молекулы ПАВ создают расклинивающее давление (эффект Ре-биндера) на частицы, разрушая и измельчая их [86] (рис. 1.3). Адсорбция ПАВ на поверхности частиц загрязнений сопровождается образованием адсорбционного и сольватного слоев молекул. Толщина адсорбционных слоев достигает 50 мкм. Давление, при котором происходит всасывание растворов в микротрещины, достигает 150-250 МПа, а расклинивающее давление растворов в микротрещинах 80-100 МПа. На процессы эмульгирования и диспергирования велико влияние механического воздействия раствора, способствующего разрушению загрязнений. Водные растворы ПАВ при концентрации выше критической концентрации мицеллообразо-вания (ККМ) способны поглощать значительные количества нерастворимых в воде веществ как твердых, так и жидких (масла, асфальтены и т.д.). При этом образуются устойчивые и не расслаивающиеся со временем коллоидные системы. Этот процесс называется коллоидным растворением, или солюбилизацией, и является важным этапом стабилизации отмытых загрязнений и предотвращения их повторного осаждения на очищенную поверхность [66]. Стабилизация загрязнений зависит в основном от состава моющего раствора и технологических условий его применения (концентрация, температура, загрязненность поверхностей).
В итоге моющий процесс можно представить состоящим из ряда последовательных этапов (рис. 1.4). Формирование системы загрязнений моечных вод происходит под действием механического, химического и температурного факторов. Связь между этими факторами исследовал А. Ф. Корецкий [27]. В исследованиях основное внимание уделялось химической составляющей процесса, составу раствора и химическому взаимодействию компонентов при образовании комплексного загрязнения. Устойчивость комплексного загрязнения во многом зависит от размера частиц. Для загрязненных моечных вод важной характеристикой, определяющей их свойства, является дисперсность частиц. На рис. 1.5 дана кривая дифференциального распределения частиц загрязнения моющего раствора. Точно установить границу между коллоидной и молекулярной степенью дисперсности трудно, она может быть сдвинута в ту или другую сторону в зависимости от химической природы вещества. Диспергирование загрязнений - необходимая составляющая процесса мойки загрязненных поверхностей является негативным фактором процессов формирования загрязненных моечных вод с точки зрения последующей очистки.
В условиях наличия высоких концентраций моющих средств при химическом и механическом воздействиях образуются устойчивые структуры загрязнений (рис. 1.6). Наблюдения за процессами накопления загрязнений и изменения состава моечных вод в процессе эксплуатации не дают однозначных ответов о доминирующем влиянии отдельных факторов (рис. 1.6). Тем не менее изучение динамики изменения состава загрязнения моечных вод позволяет сделать вывод о необоснованно завышенных нормах концентрации моющих средств в применяемых моечных водах (табл. 1.9). Это способствует самопроизвольному диспергированию загрязнений и, как следствие, перерасходу моющих средств. Особую роль в этом процессе играют диспергирующие аппараты (насосы) и время процесса формирования сточных вод. Для исследования изменения свойств моечных вод в процессе эксплуатации воспользуемся информацией из «Рекомендаций по применению моющих средств для очистки машин и деталей при ремонте» [84].
Методы оценки (определения) моющей способности вторичных растворов на основе очищенных моечных вод
По мере развития теории моющего действия предпринимались [80, 105] попытки связать его с отдельными свойствами растворов. Однако, рассматривая роль каждого из этих свойств в отдельности, следует признать ошибочным, что моющее действие CMC можно оценить на основания измерений какой-либо одной характеристики: поверхностного натяжения, пенообра-зующей или эмульгирующей способности. Моделирование производственного процесса - это обязательное условие при испытании растворов CMC. Прежде всего это связано с тем, что моющее действие трудно оценить какими-либо едиными величинами. Сравнительный анализ моющего действия растворов принято вести по времени полной очистки образца. При этом необходимыми элементами испытания технологических свойств растворов являются: выбор образца и состав загрязнения; методика нанесения загрязнителя на образец; аппаратура, моделирующая условия производственного процесса. Моющее действие моечных вод до и после их очистки определяли на специальной установке, имитирующей моечный процесс (рис. 2.4, 2.5). Установка состоит из ванны с моющим раствором объемом 1 л, перемешивающего устройства с электродвигателем для имитации моечного процесса, термостата с термометром для поддержания температуры. В ванну при испытании раствора опускали металлический образец, изготовленный из стали Ст 3 диаметром 27 мм и обработанный по 8-му классу точности.
В качестве загрязнителя образца использовали дизельное масло. По методике МИИСП при определении моющего действия растворов регистрировали время, необходимое для полной очистки поверхности образца. Чистоту отмывки контролировали по краевому углу смачивания. Исследовали чистые, загрязненные и очищенные растворы. Метод испытаний моечного раствора рассмотрим на примере технологии очистки его отстаиванием и рН-регулированием с подкислением минеральной кислотой (НС1) и последующим фильтрованием через бумажный фильтр. Исследовали влияние дозы минеральной кислоты. Всего было 7 проб. Подкисляли до значений рН соответственно: Разным дозам соответствует разная степень очистки загрязненного моющего раствора. С смс, г/л Затем в каждую пробу добавляли CMC и полученный раствор с известной концентрацией CMC использовали для отмывки стальных, загрязненных маслом образцов. В процессе испытаний контролировали время их полной отмывки. По результатам испытаний строили график, аналогичный показанному на рис. 2.6. t,c Кривые 1-7 соответствуют подкислению при очистке загрязненного моющего раствора до рН 11,7; 11,6; 11,0; 9,8; 6,7; 4,4; 3,0 соответственно.
В каждую пробу добавляли 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 г/л CMC и производили отмывку образца, регистрируя время полной его отмывки по краевому углу смачивания. Нами предложено оценивать восстановление технологических (моечных) свойств раствора по показателю восстановления моющего действия (ПВМД), который определяется по формуле где At = t\ - ti, t\,ti- время отмывки площадки; Семе - концентрация CMC. В ходе исследований установлено, что значение показателя с ростом закислення раствора при очистке сначала уменьшается (кривые 1-5), а затем растет (кривые 6-7). Таким образом, подкисление сначала благоприятно влияет на восстановление технологических характеристик оборотных вод. Затем, после некоторого значения, эффективность вторичных растворов падает. Это указывает на существование некоторого оптимального режима подкисления, определению которого посвящен раздел 4.5. Для оценки фильтрационных свойств материалов использовалась безнасосная фильтрационная установка (рис. 2.7). Принцип работы установки заключался в следующем. В емкость 4 через вентиль 10 заливали 1 дм3 исследуемого моющего раствора без или после подкисления. Для создания давления в емкости по магистрали 1 через вентили 2, 3 в воздухопровод подавали воздух из компрессора. Манометром 11 регистрировали давление, установленное в системе с помощью вентиля 2. При открытии вентиля в бачке устанавливалось давление, равное давлению в магистрали. Раствор поступал на фильтр (съемный фильтр-патрон) 5. Требуемое количество фильтрующего материала устанавливали перед началом опыта. Результаты исследований приведены в разделе 4.2.1.3. К основным определяемым показателям загрязненности моечных вод относятся: нефтепродукты (НП), взвешенные вещества, поверхностно-активные вещества, силикаты, фосфаты, карбонаты и другие.
Их определение для моечных вод имеет свою специфику, что необходимо учитывать при проведении исследований. Нефтепродукты. Согласно определению, принятому Комиссией по унификации методов анализа природных и сточных вод (1968) и Международным симпозиумом в Гааге (1968), «нефтепродукты» - это сумма неполярных и малополярных соединений, растворимых в гексане, т.е., по существу, сумма углеводородов (алифатических, алициклических, ароматических). Между тем при определении нефтепродуктов по методике ПНД Ф. 14.1:2.5-95 для экстрагирования НП используют четыреххлористый углерод. Наряду сНП в сточных моечных водах содержатся продукты окисления нефти-смолы и асфальтены, которые при определении ИК-спектрометрией принято экстрагировать тетрахлоридом углерода. Существуют понятия «растительные и животные жиры и масла», а также «соли высокомолекулярных жирных кислот» - мыла. Анализ их сильно затруднен одновременным присутствием в них минеральных масел и ПАВ. При раздельном определении производят многократную экстракцию петролейным эфиром, при этом из сточной воды извлекают все растворимые растительные, животные масла и нефтепродукты (минеральные масла).
Разработка селективных методов очистки загрязненных водных растворов моющих средств
Исследования по формированию и устойчивости систем загрязнений моечных вод позволяют сделать некоторые теоретические обобщения. Синтетические моющие средства выполняют роль стабилизатора системы при моечном процессе, удерживая отмытые загрязнения в объеме очищающей среды, препятствуя повторному загрязнению поверхностей. Это положительное свойство, необходимое в технологическом процессе, негативно сказывается в процессе очистки загрязненных моечных вод. Поэтому возникает необходимость оптимального решения задачи совмещения двух антагонистических функций очищающей среды. Разработка селективных методов очистки загрязненных оборотных вод предусматривает выявление общих закономерностей и подходов к построению технологических схем обработки воды, а именно: - снижение устойчивости на стадии формирования загрязненных моечных вод; - дестабилизация системы загрязнений регулированием электролитического состояния стабилизатора (рН-регулирование); - химическое и электрохимическое разрушение стабилизатора эмуль-сионно-суспензионной системы. Снижение устойчивости на стадии формирования загрязнений моечных вод должно быть направлено на уменьшение концентрации стабилизатора, минимизации времени нахождения загрязнения в растворе, снижению энергетической составляющей диспергирования частиц. Ранее мы показали, что для более эффективной очистки необходимо предварительное разрушение дисперсной системы загрязнений.
Если совместить качественно-количественную характеристику объекта исследований (загрязненные водные растворы моющих средств) из главы 1 и набор способов их очистки с учетом требований к качеству очищенных вод, то получим приближенную схему возможного использования различных способов очистки. Компоненты отработанных растворов имеют размеры от 5 А до 10 мкм: ионы неорганических солей - 5-15 А; отдельные ионы и молекулы ПАВ -25-50 А; мицеллы ПАВ - 50-250 А; частицы эмульгированного масла -0,05-2мкм; крупные капли масла и механические загрязнения- от 10 мкм. При этом выбор способа очистки воды при составлении комплексной технологии будет подчиняться следующему правилу. Применение способа для более мелких частиц возможно последовательно после применения способа для удаления крупных частиц, т.е. набор способов располагается в последовательности удаления части общего загрязнения: взвеси и эмульсии - коллоидальная часть - молекулярно-коллоидная и ионная форма. В ходе исследований установлено, что безреагентные способы очистки загрязненных моющих растворов являются наиболее перспективными для этих целей. Очистка оборотных вод без реагентов предпочтительнее ввиду того, что в систему не вводятся дополнительные вещества. Отсутствуют негативные явления, возникающие при этом. Опыт разработки систем очистки загрязненных моющих растворов в ГОСНИТИ, МИИСП, ЛИИЖТ пока не дал результатов необходимой степени очистки водных растворов моющих средств, однако исследования по созданию эффективных очищающих устройств обоснованы и актуальны.
В этом направлении нами проведены исследования и получены положительные результаты, которые приведены ниже. Основываясь на результатах исследований по формированию загрязненных моечных вод, изложенных выше, мы сделали вывод, что очистку растворов необходимо производить непрерывно в течение технологического цикла. При этом чем меньше время пребывания загрязнения в растворе, тем эффективнее очистка. К тому же должны быть выбраны технологические схемы оборотного водоснабжения, позволяющие уменьшить диспергирование частиц и образование устойчивых соединений. Отстаивание как способ очистки моечных вод относится к наиболее распространенным. Практически редкая технологическая схема не имеет устройств для отделения загрязнений отстаиванием. Это обусловлено высокой эффективностью действия гравитационных сил и, главное, отсутствием энергетических затрат и специальных устройств. Вместе с тем большинство исследователей, среди которых Н. Д. Тельнов, Н. Н. Маслов, А. Ф. Тельнов и другие, пришли к выводу, что для создания бессточной системы водопользования моечных комплексов необходимо увеличение степени очистки загрязненного раствора. Несмотря на кажущуюся простоту процесса очистки загрязненных моечных вод методом отстаивания, он имеет свои особенности, требующие дополнительного изучения. Чтобы описать реальную картину расслоения загрязненных моечных вод, необходимо обратиться к физико-химическим свойствам синтетических моющих средств и составу загрязнений, активно насыщающих раствор по мере его использования. Водный раствор CMC содержит кальцинированную соду, силикаты и фосфаты натрия, поверхностно-активные вещества.
Достаточно подробно на рецептурах CMC мы останавливались в предыдущих главах. Таким образом, раствор насыщен веществами, придающими ему свойства истинных и коллоидных растворов. Последнее свойство очень важно, так как существенно влияет на процессы отстаивания, фильтрования и т.п. Частицы загрязнений состоят из минеральных и органических веществ, и по своим гидравлическим характеристикам это частицы двух видов: всплывающие и оседающие. Оседающие - это преимущественно минеральные взвеси (песок, глина и т.п.), всплывающие - это масла и их, производные. Взаимовлияние обоих процессов несомненно, как и то, что происходит взаимное обогащение минеральной и органической части загрязнения. Если учесть, что разделение идет в растворе в присутствии поверхностно-активных и коллоидных веществ, картина отстаивания резко усложняется. Такой процесс описать классическими зависимостями отстаивания весьма затруднительно. В высококонцентрированных эмульсиях-суспензиях между частицами происходят столкновения, во много раз снижающие скорость осаждения или всплывания. Такие явления наблюдаются при отстаивании нестабильных или малостабильных эмульсий-суспензий. Ход процесса отстаивания во времени представлен нарис. 4.1. Масла всплывают на поверхность воды и в некоторый «критический» момент времени сливаются. Критическое время ткр, при котором исчезает эмульсия и остается только всплывший слой масла, зависит от концентрации и дисперсности эмульсии, а также от высоты ее слоя /0. Для очень разбавленных эмульсий критическое время ткр наступает значительно быстрее, чем для концентрированных эмульсий при той же начальной высоте уровня /0. Картина существенно осложняется, если наряду с частицами плотностью менее единицы в системе имеются взвеси с большей плотно
