Очистка сточных вод способом флотации: это что такое, каковы виды метода и где его применяют?

Что это такое?

Флотатор — это устройство для удаления из воды взвешенных частиц и органических веществ путем сочетания физических и химических процессов.

Методом флотации товар очищают от:

• масл;
• жировых клеток;
• нефтепродуктов;
• поверхностно-активные вещества;
• примесей органики.

Справка. В зависимости от типа загрязнения выбирается тип установки.

Принципы функционирования

В изделия, подлежащие очистке, воздушная смесь подается различными способами. Никакие растворенные частицы не прикрепляются к капсулам при прохождении газа через жидкую среду. Затем они всплывают наверх контейнера в состоянии пены (фото грязь).

С поверхности подвоя его собирают механизированным способом с помощью специальных скребков. Очищенная вода выводится из флотационной камеры.

Насытить жидкость газовыми капсулами можно несколькими способами:

• механический;
• напорно;
• вакуум.

Механизированная заправка загрязненной жидкости газообразными смесями осуществляется в следующие этапы:

1. В центрифугах сточные воды перемешиваются до однородного состояния. При этом они наполнят массу газом. Образовавшиеся капсулы притягивают и удаляют загрязняющие частицы с поверхности.
2. Тщательное взбивание скота в емкости, оснащенной лопастями, прикрепленными к колесам.
3. Вариант аэрации – заливка сточной водовоздушной смеси через патрубки, расположенные в нижней части бака.

При использовании напорного метода кислород закачивается в загрязненную жидкость под давлением. Применение вакуумного варианта – продукты сточных вод насыщаются молекулами воздуха в специальных емкостях.

Чтобы воздушные капсулы имели необходимый объем, их дробят с помощью:

• турбина;
• форсунок;
• пористые плиты;
• решеток.

Интересный. Во флотационных установках часто применяют специальные реагенты с целью повышения эффективности улавливания мелкодисперсных загрязнений. Они увеличивают степень сцепления воздуха с молекулами воздуха.

Достоинства и недостатки

Преимущества использования флотационных устройств:

• Устройство высокоэффективно для удаления многих видов мелкодисперсных веществ.
• Флотация способна довольно быстро перерабатывать сточные воды.
• Работы по очистке выполняются непрерывно.
• Простая конструкция во всем оборудовании.
• Работы по обслюживанию флотаторов не предполагают больших затрат.
• Цена на оборудование достаточно низкая.

В то же время флотационная очистка имеет определенные недостатки:

• Этот вариант не позволяет удалять все виды жидкостей из жидкой среды.
• В некоторых процессах используются реагенты, что увеличивает стоимость очистки.
• Необходимо постоянно контролировать параметры подаваемых газов. В противном случае эффективность очистки значительно снизится.

Флотационные аппараты не используются в качестве автономной ступени при очистке жидкостей. Они эффективны в сочетании с другими вариантами избавления от грязи и взвешенных веществ из сточных вод. Дозаправки станавливаются остойники и фильтры микросхем ликуды. Важный. После обработки поплавком необходима дезинфекция и последующая прогонка воды через специальные фильтры.

• Чем больше количество взвешенных веществ в сточных водах, тем выше производительность флотационной установки.
• Эффективность очистки во многом определяется объемом газовых капсул. Недостаточно большой пузырь не сможет подняться на поверхность. Они растаются по пути наверх. Большие пузыри всплывут очень быстро. Поэтому они не будут набирать большой вес.

Эффективность работы также зависит от:

1. типа флотатора;
2. его продажа;
3. степень автоматизации процесса.

Область применения

Флотационные устройства в основном используются в системах очистки на производственных линиях:

• коммунальное оборудование для уборки;
• мясомолочные комбинаты;
• птицефабрики;
• консервированные продукты;
• маслобойни и масложировое производство;
• нефтегазовая кафедра.

На горнодобывающих производствах такой метод часто изображения для обоиххащения роды.

Читайте также: Центрифуга мтз: устройство, разборка, обслуживание, регулировка

Суть метода

При флотации сточные воды тем или иным образом насыщаются воздухом, пузырьки которого связывают частицы грязи, образуя флотокомплексы. Образовавшиеся агрегаты поднимаются на поверхность, образуя пенный концентрат флотошлама.

Чем быстрее будут получены адсорбированные комплексы из примесей, чем раньше они всплывут на поверхность в виде пены, тем легче и эффективнее будет очистка.

Флотацию успешно применяют для удаления веществ, «боящихся» воды, с ярко выраженными гидрофобными свойствами:

• масел и щелочей на них содуханий;
• ПАВов;
• нефтяных фракций;
• полимеров;
• смолоподобных образований;
• волокнистые структуры;
• иловые комплексы.

Все примеси, отделяемые флотационным методом, представляют собой дисперсные частицы, не оседающие при стоянии.

Важно! Флотационная очистка не требует больших финансовых затрат как при запуске, так и при последующей эксплуатации установок.

Она осуществляется непрерывно, имеет большой спектр возможных применений. Процесс осуществляется с высокой скоростью, что приводит к получению шлама с пониженной влажностью, который впоследствии можно регенерировать.

Сложность очистки таким способом обусловлена ​​необходимостью строго контролировать количество и размеры пузырьков воздуха, в ряде случаев повышать гидрофобность частиц дополнительными реагентами, вводимыми в окружающую среду.

Виды

Основной действующей силой при флотационной очистке являются микроскопические воздушные полости, которые получаются непосредственным отделением от воды или дроблением газовой составляющей в более густой жидкости.

Способ получения насыщенного воздуха, разрыва пузырей определяет классификацию методов флотации.

С выделением воздуха из раствора

Технология очистки путем выделения пузырьков из загрязненной водной среды подразумевает использование давления или вакуума.

Напорная

При напорной очистке флотации раствор, закачиваемый в сатуратор, потоком воздуха сжимается. После этого масса поступает во флотационную камеру, давление в которой равно атмосферному.

Справка. Резкое изменение давления создает гидравлическую нагрузку на сточные воды, вследствие чего в более толстом слое воды происходит «кипение» с выделением большого количества пузырьков.

Образовавшиеся воздушные капсулы фиксируют на своей поверхности частицы примесей; агрегированные комплексы поднимаются в верхний слой, образуя флотационную пену.

Количество воздушных микроскопических пространств можно регулировать интенсивностью давления, что позволяет использовать метод для большого количества примесей в концентрациях до 5 г/л.

Эрлифтная

Для установки из стоточных вод, просто выносимых в химической информации, часто применяют эрлифтную модификацию методов. Очистка происходит за счет перепадов высот, на которых расположены резервуары, что значительно снижает энергозатраты на проведение флотации.

Емкость со стоковой водой на выше, срок 30 м. Грязный поток поступает в аэратор, расположенный значительно ниже. В него нагнетается воздух, после чего масса поднимается по эрлифтным трубам во флотационную камеру.

подъем воздушного потока стимулирует образование сначала пузырьков воздуха, а затем и агрегированных комплексов. Вся грязь остается в коже, на дне остается относительно очищенная вода, которая подвергается дальнейшей обработке для доведения до нормального состояния.

Вакуумная

При таком способе очистки водный раствор аэрируют для насыщения воздухом, затем нерастворившуюся воздушную часть удаляют в специальный отсек. Во флотационной камере полученный раствор попадает в зону пониженного давления, значения которого меньше атмосферных показателей.

Это приводит к обильному появлению пузырей в спокойной обстановке. Прилипание примесей к строфической прочно, зачастьеся начебно до выходно вспивания агретата на строфечита.

Каждый из представленных способов позволяет успешно очищать сточные производственные воды от не очень крупных дисперсных частиц примесей.

С насыщением раствора воздухом

При земених видах против массовых вод раствор дополнительно насыщают воздухом по одному из нескольких возможных алгоритмов.

Импеллерная

Насыщение с помощью небольших специальных турбин — крыльчаток позволяет получить пузырьки небольшого размера, способные адсорбировать молекулы жира и продукты переработки масла.

Вращение пастей, направленное вверх, создает вихревое движение в водной массе, приводит к образованию большого количества мелких пузырьков такого же небольшого размера.

Вращение импелера производится со строго заданной скоростью, что обеспечивает образование большого количества мелких пузырьков.

Важно! Превышение скорости вращения лопастей может мешать образованию агрегатов с загрязняющими частицами, поэтому недопустимо.

Способ позволяет удалить из сырья нерастворимые частицы при достижении их концентрации в растворе 3 г/л, а также компоненты нефтяных фракций и молекулы жира.

Безнапорная и пневматическая

Без давления раствор можно насытить воздухом посредством вращения рабочего колеса, соединенного с насосом. Безнапорным путем образуются относительно крупные пузырьки воздуха, которые закрепляются:

• волокна;
• картичишер;
• жировые капсулы.

Полученные агрегаты в комплектном состоянии поднимают вверх, очищая товар.

При использовании пневмонагнетания воздуха трубы с форсунками размещают на дне флотационных емкостей. Невматические установить с форсунками на дне применить частное если если мередней обудый гразевские страница, контакты контакты контакты с вротаственными обнаруженными деталями не доставить.

Барботажная

В качестве источников насыщения сточных вод пузырьками воздуха иногда используют пористые структуры с одинаково мелкими ячейками, через которые проходит воздушный поток с заданной скоростью.

Диаметр пор не превышает 20 мкм, что создает возможность подачи микроскопических порций воздуха.

Преимуществом метода является интенсивное насыщение штока, неудобством является то, что мелкие ячейки часто забиваются грязевыми примесями. Если объем сточных вод не очень велик, барботирование проводят в камере с пористыми колпаками. Агрегированный ил образует в верхнем слое пену, которая стекает за пределы резервуара по специальному каналу.

Электролитическая

Большую ехтиктивные эклетролиз сточной воды с комментариями на катоде одностаяться ходройн, и на одномодном екледродный газообразный кислород. Интенсивность электролиза можно регулировать составом и формой электродов.

Выделяющиеся газы, особенно при растворении анодов из алюминиевых или железных сплавов, дополнительно увеличивают скорость агрегации примесей, способствуют обеззараживанию воды, упрощают ее последующую очистку.

Химической и биологической природы

Применение механических способов формирования агрегатов и всплытия их на поверхность не всегда приводит к полному отделению дисперсных частиц. В качестве дополнительного источника газовых пузырей используют химические реагенты окислительного или углекислого характера.

Хлорсодержащие окислители проводят дезинфекцию, выбрасывают молекулы в космос

• активный хлор,
• кислород.

Карбонатные добавки инициируют образование углекислого газа. Образовавшиеся пузырьки газа адсорбируют примеси и выносят их на поверхность пенного слоя.

При морской очистке сточные воды с большим содержанием органических отходов, чаще всего бытового происхождения, выделяют рыхлая пена. Для ее уплотнения используют биологическую технологию, заключающуюся в нагревании смеси и оставлении ее на несколько дней.

Благодаря наличию микроорганизмов биомасса в таких условиях активно ферментируется, выделяя газы

• проникнуть в пену
• запечатать ее,
• кроме того, они удаляют примеси из раствора.

Типы флотации

Существует несколько типов флотации, которые используются для очистки запасов. Выбор того или иного способа флотации зависит от вида загрязнителя. Методы различаются способами разделения жидкой и твердой фаз и конструктивным устройством установок.

Принципиальные отличия методов флотации заключаются в размерах пузырьков, образующихся при насыщении жидкости воздухом. Также существуют различные способы подачи воздуха и жидкости во флотационную камеру.

Флотация с выделением воздуха из раствора

Наиболее распространен метод флотации, при котором образуются пузырьки воздуха наименьшего размера. Это позволяет использовать его для очистки сырья от тонкодисперсных примесей. В отработанной жидкости создается насыщенный раствор газа и выделяющиеся из него микропузырьки всплывают растворенными загрязнениями. Для интереса к процессу морской недвижимости 1-5% водыха, которая отдыхает от сточной личности, к ее обему.

Этот метод флотации включает вакуумную, напорную и эрлифтную флотацию.

Вакуумная флотация

В герметичной флотационной камере создается разреженное давление. Растворенный в воде воздух начинает интенсивно выделяться и образует микропузырьки, уносящие загрязнения в слой пены. Для производителя миксимального эффекта производительный концерация загразняющих систей в растрове стоков дунально невыносимой.

Используется редко из-за конструктивных и эксплуатационных сложностей. Достоинством является малая вероятность разрушения формируемых флот-комплексов и, соответственно, минимальные энергетические затраты на весь процесс формирования пузырей необходимого размера.

Напорная флотация

В отработанную жидкость подается воздух под высоким давлением, затем происходит резкое снижение давления, что приводит к выделению пузырьков. В результате образуются пузырьки газа с малой крупностью, что позволяет извлекать из сырья мелкодисперсные примеси. Процесс регулируется перенасыщением продуктов на складе при их базовой концентрации 3-4 г/л. Для производителя средних коагулянтов применеит коагулянты. Используется при очистке стока нефти и нефтепродуктов, гиров, масел, фиблер, бытовых штучных вод.

Эрлифтная флотация

Роль источника аэрации играет эрлифт, с помощью которого происходит подача воздуха и перемешивание водного раствора сырья. Благодаря отсутствию контакта частей оборудования со сточными водами подходит для агрессивных и токсичных сред, применяется в химической промышленности. Отличается простой установкой и низким энергопотреблением.

Биологическая и химическая флотация

Метод используется для уплотнения отложений и снижения их влажности. Благодаря деятельности микроорганизмов происходит интенсивная аэрация запаса и частицы осадка, прикрепленные к пузырькам образовавшихся газов, поднимаются в слой пены, где уплотняются и обезвоживаются. Влажность осадка снижается до 80 %.

При добавлении некоторых химических реагентов, реагирующих с загрязнениями в растворе, также образуются газы (О2, СО2, Cl2). Это свойство используется при обработке товарной хлорной извести коагулянтами.

Флотация с механическим диспергированием воздуха

В очищающей жидкости образуются вихревые токи за счет перемешивания потока поступающего воздуха. В результате воздушный поток разбивается на пузырьки заданного размера.

В зависимости от вида загрязнения и необходимой степени очистки применяют импеллерную, безнапорную и пневматическую флотацию.

Импеллерная флотация

Подходит для ученых высокоцентрированных вод с диспергированными платьями: нефть и нефтепродукты, гыры. Интенсивное мишиграние стокс с мужскими импелерными насов создает пузырьки газа достаточного размера.

Безнапорная флотация

Метод используется для очистки скота от жира и шерсти. Центробежный насос создает вихревые токи в очищаемой жидкости. В результате поступающий воздух распадается на отдельные пузырьки, которые имеют достаточный размер за счет малой скорости потока и быстро поднимаются на поверхность. Этот метод не подходит для очистки сырья от мелкодисперсных частиц.

Пневматическая флотация

Подходит для использования в агрессивных средах. Воздух в сточной жидкости поступает через сопла, расположенные в нижней части флотационной камеры. Образование пузырьков регулируется вечедия аэрации.

Флотация с использованием пористых материалов

Пузырьки воздуха образуются с помощью мелкопористых установок, через которые воздух поступает во флотационную камеру. К ним относятся керамические пластины, патрубки, насадки, колпачки с отверстиями 5-20 мкм, которые располагаются на дне камеры. Размер пузырьков регулируется отподробнее установком. Преимуществом метода являются низкие энергозатраты.

Электрофлотация

Сточные воды представляют собой многокомпонентный раствор-электролит. На этом основан принцип электрофлотации, заключающийся в пропускании через товар постоянного электрического тока. В результате электролиза раствор насыщается пузырьками газа. В процессе флотации принимают участие пузырьки водорода, образующиеся на катоде. На размер пузырьков влияет угол смачивания, конфигурация электрода и его конструкция. При замене пластинчатого катода на проволочный размеры пузырьков уменьшаются, а их флотационная способность увеличивается.

Эффективность флотации повышается при использовании растворимых электродов. Чаще всего используют алюминий или железо. Принцип заключается в растворении металла на аноде и введении в раствор очищающей жидкости катионов металла, которые образуют в нем гидроксиды в виде хлопьев. Такие соединения чаще всего используются в качестве коагулянтов, а их присутствие вместе с пузырьками газа в узком зазоре между электродами способствует образованию прочных флоат-комплексов, приводит к интенсивной коагуляции загрязнений, оптимизации процессов сорбции и адгезии.

Струйная флотация

Образование пузырьков в сточных водах происходит под действием падающей с высоты струи, которая захватывает с собой воздух и нагнетает его в сточные воды. Газ проникает на глубину до 1 метра, создавая тем самым большую турбулентность, и распадается на микропузырьки. Пузырьки всплывают на поверхность и уносят с собой загрязнения в слой пены.

Пенная флотация

Используется для очищенных вод от ПАВ в химической, нефтеперерабатывающей, целулузно-бумажной промышленности. Метод основан на способности ПАВ образовывать с пузырьками газа плавучие комплексы и создавать прочную пену, в которой накапливаются плавающие вещества.

Стабильность пены зависит от температуры раствора и размера пузырьков. Поверхностное натяжение жидкости на границе раздела газовой фазы – жидкости напрямую влияет на ее размер. Эффективность очистки определяется рН среды, ее температурой и интенсивностью воздуха.

Вместе с ПАВ из массы удаляются эмульгированные вещества и твердые частицы, а также частично растворенные вещества.

Ионная флотация

Ионная флотация подразумевает введение ПАВ в моющий раствор при его аэрации. В результате образуются ионы с обратным знаком по отношению к загрязняющему веществу. Образовавшиеся агрегаты прилипают к пузырькам газа и образуют плавучие комплексы в виде небольшого слоя нестойкой пены.

Ионы металлов (Мо, W, V, Pt и др.) извлекаются из сточных вод методом ионной флотации.).

Достоинством метода следует считать его высокую селективность, когда при соответствующих условиях удается разделить ионы разных элементов, имеющих одинаковые заряды.

Пленочная и масляная флотации

Для простоты практически непроизводственное в горнодобывающей промышленности. При очистке шихты их используют для удаления твердых шламов, металлургических шлаков, рудных и нерудных компонентов.

Суть пленочной флотации заключается в том, что измельченная руда, обработанная реагентами, высыпается на поверхность воды, где несмачиваемые частицы образуют на поверхности пленку, а остальные оседают на дно. Обладает низкой продуктивностью.

В процессе флотации нефти происходит всплывание частиц, заключенных в масляные оболочки. Предварительно измельченную руду увлажняют водой с маслянистой эмульсией. Для очистика стоковой метод экономически невыгоден.