Флотация - отстраняване на фино диспергирани примеси, неспособни да се намокрят от отпадъчните води, използвайки специално създадени газови мехурчета Мръсната пяна, която се образува в този случай, е на повърхността и се елиминира. За работа се използват различни видове устройства - флотационни устройства. Ефективността на процеса до голяма степен се определя от техническите им характеристики, производителност и автоматизация.
Проектиране и предназначение на флотатори
Течното пречистване се извършва с помощта на блокови флотационни единици. Основните единици на апарата са:
- контейнер с помпа, който смесва кислорода с течността и реагентите;
- флотационен резервоар с клапан за елиминиране на излишния въздух;
- дегазатор за отстраняване на остатъчния кислород.
Флотационните блокове не се използват като самостоятелни инструменти за почистване. Те се използват в комплекс в пречиствателни станции на промишлени предприятия и автомивки, тъй като се нуждаят от подготовка - механична обработка на канализационните канализации.
Схема на действие
Принципът на работа на флотационната инсталация е съвсем прост:
- Отпадъчните води постъпват в работния резервоар, където се обогатяват с фин въздух.
- Сместа попада във флотационната камера, където хидрофобните отпадъци взаимодействат с газовите мехурчета.
- Слоят, разделящ хидрофобните частици и въздушните мехурчета, постепенно намалява и се разкъсва. Това се дължи на промяната в повърхностното напрежение на водата.
В резултат на това на повърхността на течността се появява мръсна пяна. Отстраняването му става с помощта на специални уреди за гребло.
Флотацията в устройствата е принудителен процес, когато плътността на отломките се намалява изкуствено.
Техники на флотация
- механични;
- напорна глава;
- вакуум;
- биологични;
- електрохимични.
Принудителната флотация е прост метод за пречистване на отпадъчни води, когато реагентите се добавят към течността и кислородът се подава под високо налягане с помощта на помпа. Мехурчета се образуват в целия обем отпадъчни води. Този метод често се използва за отстраняване на активна утайка от течности. Технологията предполага наличието на камера за насищане.
Това устройство не се предлага в електрофлотатори. Техниката не изисква електрофлотация и реагенти. Той включва отстраняване на окачени твърди частици от течност с помощта на електрически ток. Процесът на електролиза се извършва в електрофлотатора: водородът се отделя на катода, кислородът на анода.
Принципът на действие на вакуумното устройство е да се намали налягането под атмосферното във флотационния резервоар. В същото време се отделя въздух, разтворен във вода.
Биологичната флотация е нагряване на утайката след първоначално почистване с пара и утаяването й в продължение на няколко дни. Образуващите се бактерии отделят газови мехурчета. Благодарение на тях частиците утайка се изплуват в пяна, където се уплътняват и дехидратират. Влагата може да бъде намалена с до 80 процента в рамките на пет дни, което позволява по-лесна последваща обработка.
Особености на механичната флотация
Има няколко флотационни метода за механично пречистване на отпадъчни води:
- Течността се смесва със специално работно колело с остриета.Тази почистваща техника се извършва без натиск и е подходяща за отстраняване на груби и влакнести примеси от водата - косми, конци, вълна.
- Отпадъчните води се изхвърлят в центрофуга (работно колело). Там те се смесват, придобивайки хомогенна структура. При движение замърсената вода се обогатява с кислород, образуват се малки мехурчета. Те са в състояние да привлекат дори остатъците от петролни продукти.
- Отпадъчните води се обогатяват с въздух чрез специални тръби, разположени в дъното на приемната камера. Методът се нарича пневматичен. Използва се в случаите, когато се изисква пречистване на отпадъчни води, които са агресивни за тяхното пречистване в работно колело или гравитационна инсталация.
При обработката под налягане нивото на пречистване зависи от скоростта на въртене на работните колела - колкото повече е, толкова по-добре. Но трябва да изчислите точното ускорение. На определен етап поточната турбуленция нараства, отломките могат да се срутят, което намалява ефективността на процеса.
Почистването на отпадъчни течности в механични флотационни устройства се използва, когато във флуида присъстват леки хидрофобни примеси - мазнини, остатъци от масла, масла.
Ако отпадъчните води съдържат примеси, които изискват агрегиране, трябва да се предпочита различен метод. Поради значителна турбуленция се случва разрушаването на молекулите на замърсяването и качеството на почистване рязко намалява.
Компромис между механичния метод и метода под налягане е насищането на водата с кислород с помощта на порест материал. Посоката на въздушния поток тук се осъществява през специални плочи с прорези. Колкото по-тънки са отворите на процепа в плочата, толкова по-малко въздушни мехурчета и по-добро почистване.
Предимства и недостатъци
Използването на флотационни устройства има както предимства, така и недостатъци. Плюсовете включват:
- лекота на поддръжка на машината;
- бюджет по повечето начини;
- високо качество и скорост на пречистване на отпадъчните води.
Използвайки техниката, можете да премахнете повечето фини примеси, но не всички. Недостатъците включват също необходимостта от допълнително използване на реагенти за увеличаване на степента на хидрофобност на калните частици. В случай на използване на електрически скимер е необходимо устройството да бъде фино настроено, за да се създадат мехурчета с необходимия диаметър.
Използвани реактиви
- коагуланти - реагенти, които подпомагат образуването на люспи и са соли на желязото и алуминия;
- флокуланти (полиакриламидни съединения) - вещества, които създават по-големи и по-стабилни флокули (флокули);
- киселинни и алкални реактиви за регулиране на рН. Те се добавят към водата, за да се осигурят нормални работни условия за двата предишни типа реактиви.
Боровото масло, фенолите и крезолът също се използват за стабилизиране на разпенването. Те предотвратяват срутването на въздушните мехурчета, което ги прави еластични. Това помага за отстраняването на повече замърсители от канализацията.
Използването на химически реагенти за подобряване на процеса изисква прецизен подбор на дозата, което може да се постигне само емпирично.
Какво определя качеството на прочистване
Следните фактори влияят върху ефективността на техниката:
- устойчивост на въздушните мехурчета към разрушаване;
- равномерно образуване на пяна;
- степента на хидрофобност на частиците - колкото по-голям е този показател, толкова по-активно те взаимодействат с въздушните мехурчета.
Размерът на мехурчетата също е важен. Големите плават бързо и нямат време да улавят примесните молекули, докато малките са по-малко силни.
Използването на флотационната техника е необходимо за пречистване на отпадъчните води от мазнини, влакнести включвания, петролни продукти и други замърсители, които не могат да се утаят. Този метод се използва за почистване на канализацията и за обработка на минерали.
