АНАЛІЗ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПІНОПОЛІСТИРОЛЬНОГО ФІЛЬТРУВАЛЬНОГО ЗАВАНТАЖЕННЯ

Abstract

Проведено аналіз початкової стадії фільтрування водної суспензії через чисте пінополістирольне фільтрувальне завантаження. Розглянута така особливість його роботи як гідросортування. Проаналізовано зв’язок розмірів гранул пінополістиролу з концентраціями електростатичного заряду на їх поверхні. При дослідженні параметрів електростатичної адсорбції колоїдних частинок на поверхні пінополістирольного фільтрувального завантаження, під час фільтрування через нього водної суспензії, виникає необхідність враховувати вплив неоднорідності гранулометричного складу фільтрувального завантаження на час завершення повного формування поверхневого шару з налиплих колоїдних частинок. Тобто на час завершення початкової стадії фільтрування - так званої «зарядки» фільтра. Експериментально встановлено, що на початковій стадії фільтрування, після промивки, відбувається гідросортування пінополістирольного завантаження за крупністю його гранул. Менші за діаметром гранули опускаються в нижню частину шару завантаження, а більші – піднімаються вверх до несправжнього дна фільтра. При цьому в процесі промивки частина найбільш дрібної «пилуватої» фракції виноситься з промивною водою. За допомогою теорії Пуасона-Больцмана показано зв’язок концентрації електростатичного заряду з товщиною подвійного електричного шару гранул спіненого полістиролу у водній суспензії. Обґрунтовано важливість дослідження ζ-потенціалу для контролю процесу фільтрування колоїдних суспензій. Проведено дослідження електростатичних властивостей колоїдів різної морфології. Визначено залежність ζ-потенціалу колоїдів різної морфології від сили взаємодії подвійного електричного шару колоїдної частинки з подвійним електричним шаром гранули пінополістиролу. Для перевірки гіпотези про зв’язок величини ζ-потенціалу колоїдів різного походження з величиною сили взаємодії їх подвійного електричного шару з подвійним електричним шаром гранули пінополістиролу були проведені експериментальні вимірювання ζ-потенціалу колоїдів біологічного, органічного і мінерального походження. Показано залежність часу «зарядки» полістирольного фільтра від величини ζ-потенціалу фільтрованих колоїдів.

Keywords

• водоочищення, дзета-потенціал, фільтрування, зарядка фільтра, пінополістирол, гідросортування