Flotácia - odstránenie jemne rozptýlených nečistôt, ktoré nie sú schopné zmáčať z odpadových vôd, pomocou špeciálne vytvorených plynových bublín. Špinavá pena, ktorá sa v tomto prípade vytvorí, je na povrchu a je eliminovaná. Na prácu sa používajú rôzne typy zariadení - flotačné zariadenia. Účinnosť procesu do značnej miery určujú ich technické vlastnosti, produktivita a automatizácia.
Dizajn a účel flotátorov
Kvapalné čistenie sa vykonáva pomocou blokových flotačných jednotiek. Hlavné jednotky prístroja sú:
- nádoba s pumpou, ktorá mieša kyslík s kvapalinou a činidlami;
- flotačná nádrž s ventilom na elimináciu prebytočného vzduchu;
- odplyňovačom na odstránenie zvyškového kyslíka.
Flotačné bloky sa nepoužívajú ako samostatné čistiace nástroje. Používajú sa v komplexe v čistiarňach priemyselných podnikov a v autoumyvárňach, pretože vyžadujú prípravu - mechanické spracovanie odpadových vôd.
Schéma činnosti
Princíp činnosti flotačného zariadenia je dosť jednoduchý:
- Odpadová voda vstupuje do pracovnej nádrže, kde je obohatená o jemný vzduch.
- Zmes vstupuje do flotačnej komory, kde hydrofóbny odpad interaguje s bublinami plynu.
- Vrstva oddeľujúca hydrofóbne častice a vzduchové bubliny sa postupne zmenšuje a praskne. Je to spôsobené zmenou povrchového napätia vody.
Vďaka tomu sa na povrchu kvapaliny objaví špinavá pena. Jeho odstránenie prebieha pomocou špeciálnych hrabacích zariadení.
Flotácia v zariadeniach je vynútený proces, keď sa umelo znižuje hustota trosiek.
Flotačné techniky
- mechanický;
- tlaková hlava;
- vákuum;
- biologický;
- elektrochemický.
Nútená flotácia je jednoduchá metóda čistenia odpadových vôd, kedy sa do kvapaliny pridávajú činidlá a kyslík sa dodáva pod vysokým tlakom pomocou čerpadla. Bubliny sa tvoria v celom objeme odpadových vôd. Táto metóda sa často používa na odstránenie aktivovaného kalu z kvapalín. Táto technológia predpokladá prítomnosť saturačnej komory.
Táto jednotka nie je k dispozícii v elektroflotátoroch. Táto technika nevyžaduje elektroflotáciu a reagencie. Zahŕňa odstránenie nerozpustných látok z kvapaliny pomocou elektrického prúdu. Proces elektrolýzy sa vykonáva v elektroflotátore: vodík sa uvoľňuje na katóde, kyslík na anóde.
Princípom činnosti vákuového zariadenia je zníženie tlaku vo flotačnej nádrži pod atmosférický tlak. Zároveň sa uvoľňuje vzduch rozpustený vo vode.
Biologická flotácia je zahriatie kalu po primárnom vyčistení parou a jeho usadzovaní niekoľko dní. Baktérie, ktoré sa tvoria, vydávajú plynové bubliny. Vďaka nim sa častice kalu vznášajú do penovej vrstvy, kde sa zhutňujú a dehydratujú. Vlhkosť sa dá znížiť až o 80 percent do piatich dní, čo umožňuje jednoduchšie následné spracovanie.
Vlastnosti mechanickej flotácie
Existuje niekoľko flotačných metód na mechanické čistenie odpadových vôd:
- Kvapalina sa zmieša so špeciálnym obežným kolesom s lopatkami.Táto čistiaca technika sa vykonáva bez tlaku a je vhodná na odstránenie hrubých a vláknitých nečistôt z vody - vlasov, nití, vlny.
- Odpadová voda sa vypúšťa do odstredivky (obežné koleso). Tam sa zmiešajú a získajú homogénnu štruktúru. Pri pohybe je znečistená voda obohatená kyslíkom, vytvárajú sa malé bublinky. Sú schopné prilákať dokonca aj zvyšky ropných produktov.
- Odtok je obohatený vzduchom pomocou špeciálnych rúrok umiestnených v spodnej časti prijímacej komory. Metóda sa nazýva pneumatická. Používa sa v prípade, keď sa vyžaduje čistenie odpadových vôd, ktoré sú agresívne na ich čistenie v obežnom kolese alebo gravitačnom zariadení.
Pri tlakovej úprave závisí úroveň čistenia od rýchlosti otáčania obežných kolies - čím viac je, tým lepšie. Musíte si ale vypočítať presné zrýchlenie. V určitej fáze rastú prúdiace turbulencie, môžu sa zrútiť zvyšky odpadu, čo znižuje účinnosť procesu.
Čistenie splaškových kvapalín v mechanických flotačných jednotkách sa používa, keď sú v kvapaline prítomné ľahké hydrofóbne nečistoty - tuky, zvyšky oleja, oleje.
Ak odpadová voda obsahuje nečistoty, ktoré si vyžadujú agregáciu, mala by sa uprednostniť iná metóda. V dôsledku značnej turbulencie dochádza k deštrukcii molekúl znečistenia a kvalita čistenia sa výrazne znižuje.
Kompromisom medzi mechanickou a tlakovou metódou je nasýtenie vody kyslíkom pomocou pórovitého materiálu. Smer prúdenia vzduchu tu prebieha prostredníctvom špeciálnych dosiek so štrbinami. Čím tenšie sú štrbinové otvory v platni, tým menej vzduchových bublín a lepšie čistenie.
Výhody a nevýhody
Používanie flotačných zariadení má výhody aj nedostatky. Medzi plusy patria:
- ľahkosť údržby stroja;
- rozpočet väčšinou;
- vysoká kvalita a rýchlosť čistenia odpadových vôd.
Pomocou tejto techniky môžete odstrániť väčšinu jemných nečistôt, ale nie všetky. Medzi nevýhody tiež patrí potreba ďalšieho použitia činidiel na zvýšenie stupňa hydrofóbnosti častíc bahna. V prípade použitia elektrického skimmera je potrebné zariadenie doladiť, aby sa vytvorili bubliny požadovaného priemeru.
Použité činidlá
- koagulanty - činidlá, ktoré podporujú tvorbu vločiek a sú to soli železa a hliníka;
- flokulanty (polyakrylamidové zlúčeniny) - látky, ktoré vytvárajú väčšie a stabilnejšie vločky (flokuly);
- kyslé a zásadité činidlá na úpravu pH. Pridávajú sa do vody, aby sa zabezpečili normálne pracovné podmienky pre dva predchádzajúce typy činidiel.
Na stabilizáciu penenia sa používa aj borovicový olej, fenoly a krezol. Zabraňujú zrúteniu vzduchových bublín, vďaka čomu sú elastické. To pomáha odstraňovať z kanalizácie viac znečisťujúcich látok.
Použitie chemických činidiel na zlepšenie procesu vyžaduje presný výber dávky, ktorý sa dá dosiahnuť iba empiricky.
Čo určuje kvalitu čistenia
Účinnosť techniky ovplyvňujú tieto faktory:
- odolnosť vzduchových bublín proti zničeniu;
- rovnomerná tvorba peny;
- stupeň hydrofóbnosti častíc - čím je tento indikátor väčší, tým aktívnejšie interagujú so vzduchovými bublinami.
Dôležitá je aj veľkosť bublín. Veľké sa rýchlo vznášajú a nemajú čas na zachytenie molekúl nečistôt, zatiaľ čo malé sú menej silné.
Použitie flotačnej techniky je nevyhnutné na čistenie odpadových vôd z tukov, vláknitých inklúzií, ropných produktov a iných nečistôt, ktoré nemožno zraziť. Táto metóda sa používa na čistenie kanalizácie a na spracovanie minerálov.
