Флотация - отстраняване на фино диспергирани примеси, неспособни да се намокрят от отпадъчните води с помощта на специално създадени газови мехурчета. Мръсната пяна, образувана в този случай, е на повърхността и се елиминира. За работа се използват различни видове устройства - флотатори. Ефективността на процеса до голяма степен се определя от техническите им характеристики, производителност и автоматизация.
Дизайн и предназначение на флотаторите
Течно пречистване се извършва с помощта на флотационни блокчета. Основните компоненти на устройствата са:
- контейнер с помпа, който смесва кислород с течност и реагенти;
- флотационен резервоар с клапан за отстраняване на излишния въздух;
- дегазатор за отстраняване на остатъчния кислород.
Флотационните единици не се използват като независими инструменти за почистване. Те се използват в комбинация в пречиствателните станции на промишлени предприятия и автомивки, тъй като изискват подготовка - механична обработка на канализацията.
Диаграма за действие
Принципът на работа на флотационния блок е доста прост:
- Изтичащите води попадат в работния резервоар, където са обогатени с фин въздух.
- Сместа влиза в флотационната камера, където хидрофобните остатъци взаимодействат с газови мехурчета.
- Постепенно се наблюдава намаляване и разкъсване на слоя, разделящ хидрофобните частици и въздушните мехурчета. Това се дължи на промяна в повърхностното напрежение на водата.
В резултат на това на повърхността на течността се появява мръсна пяна. Отстраняването му става с помощта на специални устройства за рейк.
Флотацията в устройства е принудителен процес, когато плътността на частиците боклук изкуствено намалява.
Флотационни техники
Класификацията на флотаторите се извършва според метода за образуване на газови мехурчета. По-често използвани методи на флотация:
- механично;
- напорна глава;
- вакуум;
- биологичен;
- електрохимична.
Флотацията под налягане е лесен начин за пречистване на отпадъчните води, когато към течността се добавят реагенти и се изпомпва кислород под високо налягане. Мехурчетата образуват целия обем на канализацията. Този метод често се използва за почистване на течност от активирана утайка. Технологията включва камера за насищане.
В електрофлотаторите този възел не е. Техниката не изисква електрофлотация и реагенти. Тя включва отстраняването на суспензиите от течност с помощта на електрически ток. Процесът на електролиза се провежда в електрофлотатор: водородът се отделя на катода, а на анода се генерира кислород.
Принципът на работа на вакуумното устройство е да понижи налягането под атмосферното в флотационния резервоар. В този случай се отделя въздух, разтворен във вода.
Биологичната флотация е нагряването на утайката след първична обработка с пара и утаяването й в продължение на няколко дни. Получените бактерии отделят газови мехурчета. Благодарение на тях частиците на утайката се плават в слоя пяна, където се уплътняват и дехидратират. В рамките на пет дни индексът на влага може да бъде намален до 80 процента, което прави възможно опростяването на последваща обработка.
Характеристики на механичната флотация
Има няколко флотационни метода за механично пречистване на отпадни води:
- Течността се смесва със специално работно колело с остриета.Тази техника за пречистване се извършва без натиск и е подходяща за отстраняване на груби и влакнести примеси от водата - коса, конци, вълни.
- Отпадните води се изхвърлят в центрофуга (работно колело). Там те се смесват, придобивайки хомогенна структура. При движението замърсената вода се обогатява с кислород, образуват се малки мехурчета. Те са в състояние да привлекат дори остатъците от нефтопродукти.
- Отворите са обогатени с въздух с помощта на специални тръби, разположени в долната част на приемната камера. Методът се нарича пневматичен. Използва се, когато е необходимо да се пречистват агресивни отпадни води за обработката им в работно колело или без налягане.
По време на обработката под налягане нивото на пречистване зависи от скоростта на въртене на работните колела - колкото е по-високо, толкова по-добре. Но трябва да изчислите точното ускорение. На определен етап нарастващата струя на турбулентността може да се срути люспи от отломки, което намалява ефективността на процеса.
Пречистване на канализационни течности в механични флотационни единици се използва, когато в течността се намират леки хидрофобни примеси - мазнини, маслени остатъци, масла.
Ако в изтичащите води има примеси, които изискват агрегиране, се предпочита различен метод. Поради значителна турбулентност се получава разрушаването на замърсяващите молекули и качеството на пречистването рязко намалява.
Компромис между механичния и натиск метод 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 дупките с прорези в чинията, толкова по-малки са въздушните мехурчета и толкова по-добре е почистването.
Предимства и недостатъци
Използването на флотационни устройства има както предимства, така и несъвършенства. Предимствата са:
- лекота на поддръжка на машини;
- бюджетиране на повечето методи;
- високо качество и скорост на пречистване на отпадни води.
С помощта на техниката можете да премахнете повечето фини примеси, но не всички. Недостатъците включват също необходимостта от допълнително използване на реагенти с цел повишаване на степента на хидрофобност на калните частици. В случай на използване на електрически флотатор е необходимо устройството да се прецизира, за да се създадат мехурчета с необходимия диаметър.
Използвани реактиви
За повишаване на ефективността на почистването се използват химически колектори:
- коагуланти - реагенти, които насърчават образуването на люспи и са соли на желязо и алуминий;
- флокуланти (полиакриламидни съединения) - вещества, които създават по-големи и стабилни люспи (флоки);
- киселинни и алкални реагенти, които ви позволяват да регулирате pH. Те се добавят към вода, за да се осигурят нормални условия на работа на двата предишни типа реагенти.
За стабилизиране на разпенването се използват също борово масло, феноли, крезол. Те ви позволяват да предпазите въздушните мехурчета от разрушаване, което ги прави устойчиви. Това помага да се премахнат повече замърсители от канализацията.
Използването на химикали, които могат да подобрят процеса, изисква точен подбор на дозата, което може да се постигне само експериментално.
Какво определя качеството на почистването
Следните фактори влияят върху ефективността на техниката:
- устойчивост на въздушните мехурчета срещу разрушаване;
- равномерно образуване на пяна;
- степента на хидрофобност на частиците - колкото по-голям е този показател, толкова по-активно взаимодействат с въздушните мехурчета.
Размерът на мехурчетата също е важен. Големите бързо се появяват и нямат време да улавят примесните молекули, докато малките са по-малко издръжливи.
Използването на флотационни техники е задължително за пречистване на отпадъчните води от мазнини, влакнести включвания, нефтопродукти и други замърсители, които не са податливи на утаяване. Този метод се използва за почистване на канализацията и за обогатяване на минералите.
