Адсорбция в пеноотделительных колонках (скиммерах).

[ххх58ххх 5]

Адсорбция в пеноотделительных колонках (скиммерах).

Многие поверхностно-активные фракции РОВ могут быть сконцентрированы и удалены с пеной в пеноотделительных колонках. Этот процесс называют также воздушным осаждением или сепарированием белка. Последнее определение не совсем верно, так как предполагает 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 фильтрация. Взвешенные в воде микроорганизмы входят в состав ВОВ, и Шлеснер и Рейнхеймер (iSchlesner and Rheinheimer, 1974) показали, что пеноотделители снижают 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, причем таким образом, что их гидрофильные концы погружены в воду, а гидрофобные контактируют с воздухом (рис. 3.9). Это позволяет им концентрироваться на поверх с воздушных пузырьков. 
Адсорбция в пеноотделительных колонках не снижает содержания амномония в воде, как обычно считается, поскольку рН в аквариуме нельзя изменять без риска для животных и растений. Кюн (Kuhn, 1956) показал, что заметное снижение содержания аммония в сбросных водах, обрабатываемых в пеноотделительных колонках, достигалось только при увеличении рН до 11.

Факторы, влияющие на эффективность пеноотделения. Эффективность очистки воды в пеноотделительных колонках зависит от продолжительности 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. 3.11, можно использовать в акваримных системах большого объема. На 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 возвращается 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 разделительной камерой. Избыток пены поступает в коллектор 1, который легко снимается для промывки. Очищенная вода забирается снизу, проходит через соединительную трубку 6 возле дна колонки и с помощью эрлифта возвращается в аквариум 5. Конструкция, представленная на рис. 3.11,б, аналогична описанной с той разницей, что контактная колонка 2 заключена во внешний кожух З. 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 8), поэтому конструкция на рис. 3.11,б несколько эффективнее.

Подробнее https://fanfishka.ru/infocentr/poleznye_materialy_po_akvariumistike/1643-soderzhanie-ryb-v-zamknutyh-sistemah-s-spott.html