Flotacia - odstránenie jemne rozptýlených nečistôt neschopných zmáčania z odpadovej vody pomocou špeciálne vytvorených plynových bublín. Znečistená pena vytvorená v tomto prípade je na povrchu a je odstránená. Na prácu sa používajú rôzne typy zariadení - flotátory. Efektívnosť procesu je do značnej miery daná ich technickými charakteristikami, produktivitou a automatizáciou.
Dizajn a účel flotátorov
Kvapalinové čistenie sa uskutočňuje pomocou flotačných blokových rastlín. Hlavné komponenty zariadení sú:
- nádobu s pumpičkou, ktorá mieša kyslík s kvapalinou a činidlami;
- flotačná nádrž s ventilom na odstránenie prebytočného vzduchu;
- odplyňovač na odstránenie zvyškového kyslíka.
Flotačné jednotky sa nepoužívajú ako nezávislé čistiace nástroje. Používajú sa v kombinácii v čistiarňach priemyselných podnikov a umývačkách automobilov, pretože vyžadujú prípravu - mechanické čistenie odpadových vôd.
Akčný graf
Princíp činnosti flotačnej jednotky je pomerne jednoduchý:
- Odpady padajú do pracovnej nádrže, kde sú obohatené jemným vzduchom.
- Zmes vstupuje do flotačnej komory, kde hydrofóbne zvyšky interagujú s plynovými bublinami.
- Postupne dochádza k zmenšeniu a pretrhnutiu vrstvy oddeľujúcej hydrofóbne častice a vzduchové bubliny. Je to spôsobené zmenou povrchového napätia vody.
V dôsledku toho sa na povrchu kvapaliny objaví špinavá pena. K jej odstráneniu dochádza pomocou špeciálnych zhŕňacích zariadení.
Flotacia v zariadeniach je nútený proces, keď sa hustota odpadkov umelo znižuje.
Flotačné techniky
Klasifikácia flotátorov sa uskutočňuje podľa metódy tvorby plynových bublín. Bežnejšie používané metódy flotácie:
- mechanický;
- tlaková hlava;
- vákuum;
- biologická;
- elektrochemické.
Tlaková flotácia je jednoduchý spôsob úpravy odpadovej vody, keď sú do kvapaliny pridané činidlá a kyslík je čerpaný pod vysokým tlakom. Bubliny sa tvoria v celom objeme odpadových vôd. Táto metóda sa často používa na čistenie kvapaliny z aktivovaného kalu. Technológia zahŕňa saturačnú komoru.
V elektroflokátoroch tento uzol nie je. Táto technika nevyžaduje elektroflotáciu a reagenty. Zahŕňa to odstránenie suspenzií z kvapaliny pomocou elektrického prúdu. Elektrolytický proces sa uskutočňuje v elektroflotátore: vodík sa uvoľňuje na katóde a kyslík sa generuje na anóde.
Princíp činnosti vákuového zariadenia spočíva vo znížení tlaku pod atmosférický tlak vo flotačnej nádrži. V tomto prípade sa uvoľní vzduch rozpustený vo vode.
Biologická flotácia je zahrievanie sedimentu po počiatočnej úprave parou a jeho sedimentácia na niekoľko dní. Výsledné baktérie emitujú plynové bubliny. Vďaka nim sú častice sedimentov flotované do penovej vrstvy, kde sú zhustené a dehydratované. Do piatich dní sa môže index vlhkosti znížiť na 80 percent, čo umožňuje zjednodušenie následného spracovania.
Vlastnosti mechanickej flotácie
Pre mechanické čistenie odpadových vôd existuje niekoľko flotačných metód:
- Kvapalina je zmiešaná so špeciálnym obežným kolesom s lopatkami.Táto čistiaca technika sa vykonáva bez tlaku a je veľmi vhodná na odstraňovanie 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 kontaminovaná voda obohatená kyslíkom a tvoria malé bublinky. Sú schopné prilákať aj zvyšky ropných produktov.
- Odtoky sú obohatené vzduchom pomocou špeciálnych rúr umiestnených na dne prijímacej komory. Táto metóda sa nazýva pneumatická. Používa sa, keď je potrebné čistiť odpadové vody, ktoré sú agresívne na ich spracovanie v obehovom alebo beztlakovom zariadení.
Počas tlakového spracovania závisí úroveň čistenia od rýchlosti rotácie obežných kolies - čím je vyššia, tým lepšia. Musíte však vypočítať presnú akceleráciu. V určitom štádiu rastie prúdiaca turbulencia, môžu sa zrútiť zvyšky vločiek, čo znižuje účinnosť procesu.
Čistenie odpadových kvapalín vo flotačných jednotkách mechanického typu sa používa, keď sú v kvapaline prítomné ľahké hydrofóbne nečistoty - tuky, zvyšky oleja, oleje.
Ak sú v odpadových vodách nečistoty, ktoré si vyžadujú agregáciu, uprednostňuje sa iná metóda. V dôsledku významnej turbulencie dochádza k deštrukcii znečisťujúcich molekúl a kvalita čistenia výrazne klesá.
Kompromis medzi mechanickými a tlakovými metódami je saturácia vody kyslíkom pomocou porézneho materiálu. Smer prúdenia vzduchu tu prechádza cez špeciálne platne so štrbinami. Čím sú otvory v doske tenšie, tým menšie sú vzduchové bubliny a tým lepšie je čistenie.
Výhody a nevýhody
Použitie flotačných zariadení má výhody aj nedostatky. Výhody sú:
- ľahká údržba strojov;
- rozpočtovanie väčšiny metód;
- vysoká kvalita a rýchlosť čistenia odpadových vôd.
Pomocou tejto techniky môžete odstrániť väčšinu jemných nečistôt, ale nie všetky. Nevýhody tiež zahŕňajú potrebu ďalšieho použitia činidiel na zvýšenie stupňa hydrofóbnosti bahnitých častíc. V prípade použitia elektrického flotačného zariadenia je potrebné zariadenie jemne doladiť, aby sa vytvorili bubliny požadovaného priemeru.
Použité reagencie
Na zvýšenie účinnosti čistenia sa používajú chemické kolektory:
- koagulanty - činidlá, ktoré podporujú tvorbu vločiek a sú to soli železa a hliníka;
- flokulanty (polyakrylamidové zlúčeniny) - látky, ktoré vytvárajú väčšie a stabilnejšie vločky (vločky);
- kyslé a zásadité činidlá, ktoré umožňujú úpravu pH. Pridávajú sa do vody, aby sa zabezpečili normálne pracovné podmienky dvoch predchádzajúcich typov reagencií.
Na stabilizáciu peny sa tiež používa borovicový olej, fenoly, krezol. Umožňujú chrániť vzduchové bubliny pred zničením, vďaka čomu sú odolné. To pomáha odstraňovať viac nečistôt z odpadových vôd.
Použitie chemikálií, ktoré môžu zlepšiť proces, vyžaduje presný výber dávky, ktorý sa dá dosiahnuť iba experimentálne.
Čo určuje kvalitu čistenia
Účinnosť techniky ovplyvňujú tieto faktory:
- odolnosť vzduchových bublín proti deštrukcii;
- jednotná tvorba peny;
- stupeň hydrofóbnosti častíc - čím väčší je tento indikátor, tým aktívnejšie interagujú so vzduchovými bublinami.
Dôležitá je aj veľkosť bublín. Veľké sa rýchlo objavia a nemajú čas zachytiť molekuly nečistôt, zatiaľ čo malé sú menej odolné.
Použitie flotačných techník je nevyhnutné na čistenie odpadovej vody z tukov, vláknitých inklúzií, ropných produktov a iných kontaminantov, ktoré nie sú náchylné na sedimentáciu. Táto metóda sa používa na čistenie kanálov a obohacovanie minerálov.
