3.2. Адсорбция в пеноотделительных колонках


Многие поверхностно-активные фракции POB могут быть сконцентрированы и удалены с пеной в пеноотделительных колонках. Этот процесс называют также воз душным осаждением или сепарированием белка. Послед нее определение не совсем верно, так как предполагает

Схема адсорбции органических молекул на поверхности воздушных пузырьков

Рис. 3.9. Схема адсорбции органических молекул на поверхности воздушных пузырьков
удаление только белковых веществ. Согласно классификации Рубина и других (Rubin et al., 1963) удаление РОВ в пеноотделительных колонках происходит двумя путями; поверхностно-активные вещества осаждаются путем физической адсорбции на поверхности воздушных пузырьков в пеноотделительных колонках; между поверхностно-Неактивными и поверхностно-активными веществами могут возникать химические связи, и они удаляются вместе. В пеноотделительных контакторах (или просто пеноотделителях) вместе с пеной частично удаляются и взвешенные органические вещества, т. е. в них осуществляется дополнительная механическая фильтра ция. Взвешенные в воде микроорганизмы входят в состав ВОВ, и Шлеснер и Рейнхеймер (Schlesner and Rheinheimer, 1974) показали, что пеноотделители снижа ют число свободноплавающих в аквариумной воде Микроорганизмов.
В воде молекулы поверхностно-активных веществ поляризованы. Один конец, вокруг которого концентрируются молекулы воды, гидрофильный, другой — гидрофобный. Как следует из названия, поверхностно-активные молекулы стремятся скапливаться у поверхности, при чем таким образом, что их гидрофильные концы погружены в воду, а гидрофобные контактируют с воз духом (рис. 3.9). Это позволяет им концентрироваться на поверхности воздушных пузырьков.
Адсорбция в пеноотделительных колонках не снижает содержания аммония в воде, как обычно считается, поскольку рН в аквариуме нельзя изменять без риска для животных и растений. Кюн (Kuh, 1956) показал, что заметное снижение содержания аммония в сбросных водах, обрабатываемых в пеноотделительных колон ках, достигалось только при увеличении рН до 11.
Факторы, влияющие на эффективность пеноотделения. Эффективность очистки воды в пеноотделительных колонках зав -
сит от продолжительности Рис. 3, 10. Прямоточная пеноотделительная колонка


- контакта воздушных пузырьков с водой и от их Размеров. Продолжительность контакта в свою очередь зависит от расхода воды в колонке, ее высоты и объема подаваемого воздуха, Для увеличения продолжительности контакта воды с Воздушными пузырьками применяют различные способы, основными из которых являются увеличение длины колонки и уменьшение расхода воды. У мелких пузырьков отношение площади поверхности к объему больше, чем у крупных, что предпочтительнее.
Конструкция пеноотделительных колонок. На рис. 3.10 и;3.11 представлены три конструкции пеноотделительных колонок, применяемых для очистки воды в аквариумах. Устройства, показанные на рис. 3.1, можно использовать в аквариальных системах большого объема. На 

Противоточные пеноотделительные колонки

Рис. 3.11. Противоточные пеноотделительные колонки

Противоточные пеноотделительные колонки
рис. 3.10 представлен прямоточный вариант, когда пузырьки воздуха в пеноотделительной колонке поднимаются вместе с током воды, а на рис. 3.11 — противоточный, когда ток воды идет навстречу поднимающимся пузырькам. Принцип противотока обеспечивает более продолжительный контакт, так как вода, встречаясь с пузырьками воздуха, уравновешивает их и замедляет скорость подъема.
В колонках прямоточной системы воздух из компрессора распыляется через диффузор 2 (см. рис. 3.10). По мере подъема пузырьки 1 перемешиваются, или «контактируют», с водой. Поверхностно-активные фракции РОВ оседают на поверхности пузырьков, образующих пену на границе воздуха и воды 3. По мере накопления пена попадает в камеру-коллектор 5. Коллектор съемный, легко доступен для промывки. Очищенная вода воз вращается в аквариум через отверстие 4. В противоточных конструкциях вода подается против направления движения воздушных пузырьков. На рис. 3.11, а воздух из компрессора поступает через диффузор 4 в контактную колонку 2. Неочищенная вода из аквариума подается в колонку через верхнее отверстие 3. При такой конструкции верхняя часть колонки служит разделитель ной камерой. Избыток пены поступает в коллектор 1, который легко снимается для промывки. Очищенная вода забирается снизу, проходит через соединительную трубку в возле дна колонки и с помощью эрлифта возвращается в аквариум 5. конструкция, представленная на рис. 3.1, б, аналогична описанной с той разницей, что контактная колонка 2 заключена во внешний ко жух 3. Преимущество такой конструкции заключается в том, что неочищенная вода не может выноситься с воздухом обратно в аквариум, как в схеме 3,11,а (через отверстие 3), поэтому конструкция на рис. 3.11,бне сколько эффективнее.