ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Флотация из "Оборудование и технология очистки сточных вод, примеры расчета на ЭВМ" Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. В некоторых случаях флотацию используют и для удаления растворенных веществ, например, ПАВ. Такой процесс называют пенной сепарацией или пенным концентрированием. Флотацию применяют для очистки сточных вод многих производств нефтеперерабатывающих, искусственного волокна, целлюлозно-бумажных, кожевенных, мащиностроительных, пищевых, химических. Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. [c.76] Элементарный акт флотации заключается в следующем при сближении подьциающегося в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей разделяющая их прослойка воды при некоторой критической толщине прорывается и происходит слипание пузырька с частицей. Затем комплекс пузьфек - частица подымается на поверхность воды, где пузырьки собираются и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной сточной воде. [c.76] Вероятность прилипания зависит от смачиваемости частицы, которая характеризуется величиной краевого угла 0. Чем больше краевой угол смачивания, тем более вероятность прилипания и прочность удерживания пузырька на поверхности частицы. Прилипание происходит при столкновении пузырька с частицей или при образовании пузырька из раствора на поверхности частицы. На величину смачиваемости поверхности взвешенных частиц влияют адсорбционные явления и присутствие в воде примесей ПАВ, электролитов и др. [c.76] Различают следующие способы флотационной обработки сточных вод с выделением воздуха через пористые материалы, электрофлотацию и химическую флотацию. [c.76] Этот способ применяют для очистки сточных вод, которые содержат очень мелкие частицы загрязнений. Сущность способа заключается в создании пересыщенного раствора воздуха в сточной жидкости. При уменьщении давления из раствора выделяются пузырьки воздуха, которые флотирутот загрязнения. В зависимости от способа создания пересыщенного раствора воздуха в воде различают вакуумную, напорную и эрлифтную флотацию. [c.76] Достоинствами этого способа являются образование пузырьков газа и их слипание с частицами происходит в спокойной среде (вероятность разрушения агрегатов пузырек-частица сведена к минимуму) затрата энергии на процесс минимальна. Недостатки незначительная степень насьпдения стоков пузырьками газа, поэтому этот способ нельзя применять при высокой концентрации взвешенных частиц (не более 250-300 мг/л) необходимость сооружать герметически закрытые флотаторы и размещать в них скребковые механизмы. [c.77] Напорные установки имеют большее распространение, чем вакуумные. Они просты и надежны в эксплуатации. Напорная флотация позволяет очищать сточные воды с концентрацией взвесей до 4-5 г/л. Для увеличения степени очистки в воду добавляют коагулянты. [c.77] Аппараты напорной флотации обеспечивают по сравнению с нефтеловушками в 5-10 раз меньшие габариты. Процесс осуществляется в две стадии 1) насыщение воды воздухом под давлением 2) выделение растворенного газа под атмосферным давлением. Работа напорной флотации следующая. [c.77] Сточная вода поступает в приемный резервуар, откуда ее перекачивают насосом, во всасывающий трубопровод которого засасывается воздух. Образующуюся водно-воздушную смесь направляют в напорную емкость, где при повышенном давлении (0,15-0,4 МПа) воздух растворяется в воде. При постутшении водно-воздушной смеси во флотатор, который работает при атмосферном давлении, воздух вьщеляется в виде пузырьков и флотирует взвешенные частицы. Пену с твердыми частицами удаляют с поверхности воды скребковым механизмом. Осветленная вода выходит из нижней части флотатора. При использовании коагулянтов хлопьеобразование происходит в напорной емкости. [c.77] При проектировании флотаторов для обработки сточных вод с расходом до 100 м7ч принимаются прямоугольные в плане камеры глубиной 1-1,5 м, с расходом более 100 м /ч - радиальные флотаторы глубиной не менее 3 м. Глубина зон флотации и отстаивания назначается не менее 1,5 м, а продолжительность пребывания воды в них соответственно не менее 5 и 15 мин. [c.77] Сточные воды, насыщенные воздухом, поступают в радиальный флотатор снизу через вращающийся водораспределитель (рисунок 32). Выделяющиеся из воды пузырьки воздуха всплывают вместе с частицами загрязнений. Вращающимся механизмом пена сгребается в лоток и удаляется. Обработанная вода отводится с днища и по вертикальным каналам переливается в отводящий кольцевой лоток. Пропускная способность одного флотатора не должна превышать 1000 м ч. [c.77] Схема многокамерной флотационной установки с рециркуляцией очищенной воды представлена на рисунке 33. В этой установке загрязненная сточная вода сначала посту пает в гидроциклон, где удаляется часть ювешенных частиц. Затем ее направляют в первую камеру, где смешивают с циркуляционной водой, насыщенным воздухом. Воздух выделяется в камере и флотирует зафязнение. Далее сточная вода поступает во вторую, а затем в третью камеры, в которых также происходит процесс флотации. После третьей камеры очищенную воду удаляют из установки. Часть циркулирующей воды насосом подают в напорную емкость, где растворяется воздух. Пену удаляют пеносъемниками. [c.78] Эрлифтные установки применяют для очистки сточных вод в химической промышленности. Они просты по устройству, затраты энергии на проведение процесса в них в 2-4раза меньше, чем в напорных установках. Недостаток этих установок - необходимость размещения флотационных камер на большой высоте. Работа эрлифтной установки следующая. [c.79] Сточная вода из емкости, находящейся на высоте 20-30 м, поступает в аэратор. Туда же подают сжатый воздух, который растворяется под повышенным давлением. Поднимаясь по эрлифтному трубопроводу, жидкость обогащается пузырьками воздуха, который выделяется во флотаторе. Образующаяся пена с частицами удаляется самотеком или скребко) . Осветленную воду направляют на дальнейшую очистку. [c.79] Механическое диспергирование воздуха во флотационных машинах обеспечивается турбинками насосного типа - импеллерами, которые представляют собой диск с радиальными обращенными вверх лопатками. Такие установки широко используют при обогащении полезных ископаемых. В последнее время их стали применять и для очистки сточных вод с высоким содержанием взвешенных частиц (более 2 г/л). При вращении импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки определенной величины. Степень измельчения и эффективность очистки зависят от скорости вращения импеллера. Чем больше скорость, тем меньше пузырек и тем больше эффективность процесса. Однако при высоких наружных скоростях резко возрастает турбулентность потока и может произойти разрушение хлопьевидных частиц, что приведет к эффективности процесса очистки. Схема флотационной машины с импеллером показана на рисунке 34, а. [c.79] Химическая флотация. При введении в сточную воду некоторых веществ для ее обработки могут протекать химические процессы с выделением газов О2, СО2, СЬ и др. Пузырьки этих газов при некоторых условиях могут прилипать к нерастворимым взвешенным частицам и выносить их в пенный слой. Такое явление, например, наблюдается при обработке сточных вод хлорной известью с введением коагулянтов. Сточные воды поступают в реакционную камеру. Туда же подают реагенты. Во избежание дегазации время пребывания сточной воды в камере должно быть минимальным. После насыщения вода поступает во флотационную камеру. Недостаток метода - большой расход реагентов. [c.80] Биологическая флотации. Этот метод применяют для уплотнения осадка из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод. Для этой цели осадок подогревают паром в специальной емкости до 35-55 С и при этих условиях выдерживают несколько суток. В результате деятельности микроорганизмов выделяются пузырьки газов, которые уносят частицы осадка в пенный слой, где они уплотняются и обезвоживаются. Таким путем за 5-6 сут влажность осадка можно понизить до 80% и тем самым упростить дальнейшую обработку осадков. Разрабатываются методы флотационного уплотнения активного ила. [c.80] Ионная флотация. Этот процесс ведут следующим образом в сточную воду вводят воздух, разбивая его на пузырьки каким-либо способом, и собиратель (поверхностно-активные вещества). Собиратель образует в воде ионы, которые имеют заряд, противоположный заряду извлекаемого иона. Ионы собирателя и загрязнений концентрируются на поверхности газовых пузырьков и выносятся ими в пену. Пену удал5пот из флотационной камеры и разрушают из нее извлекают сконцентрированные ионы удаляемого вещества. [c.81] Этот процесс можно использовать для извлечения из сточных вод металлов (Мо, W, V, Р1, Се, Ке и др.). Процесс эффективен при низких концентрациях извлекаемых ионов -10 -10 моль ион/л. [c.81] Вернуться к основной статье