Флотация на отпадни води

Флотация на отпадни води

Флотация на отпадни води

Общоприетата схема на съоръженията за третиране както на местния, така и на централизирания градски тип задължително включва етап на утаяване. Отпадните канали най-често идват на етапа на биологичното третиране.

Въпреки това, утаителните резервоари се справят с отстраняването само на големи суспендирани твърди вещества, които са по-тежки от водата. Много микрочастици и вещества в колоидна форма са по-леки от водната среда, така че не се подлагат на утаяване. Този проблем се решава с помощта на етап на флотация, основаващ се на сложен физикохимичен процес. Става дума за флотация, която ще бъде обсъдена в нашата статия.

Какво е флотация?

В превод от английски, флотация може буквално да се нарича плуване по повърхността на водата. В областта на пречистването на отпадъчни води, флотация се използва като метод за разделяне на фини твърди вещества, колоидни суспензии и някои разтворени вещества. Процесът се основава на индивидуалната способност на различните съединения да умокрят и поведението на интерфейса течност-газ. Немодимата вода е хидрофобна. Хидрофилните съединения имат добра омокряща способност.

Общата и опростена флотация може да бъде описана както следва:

• Разпръснатият въздух се подава към пречистената вода;
• хидрофобните частици се доближават до въздушния мехур;
• междинният слой вода между хидрофобната частица и въздушния мехур постепенно се изтънява и се разкъсва, поради факта, че силата на взаимодействие между водните молекули е по-голяма от адхезивната контактна сила на водата-частици;
• се образува комплекс от хидрофобна частица с газов мехур;
• Този плаващ комплекс излиза на повърхността на канализацията, тъй като е по-малко гъст от хетерогенната система, в която се намира.

Така на повърхността на канализацията се образува пяна, която постепенно се отстранява със специален механизъм.

Защо флотацията зависи от пречистването на водата?

Процесът на флотация може да бъде повлиян от много неща. Но най-мощният ефект се дължи на факторите, описани по-долу.

1. Колкото по-висока е хидрофобността на частиците, толкова по-добро е тяхното взаимодействие с въздушния мехур и образуването на флотационен комплекс. Обаче не всички примеси са строго хидрофобни част от тях хидрофилни, други могат да имат както хидрофобни, така и хидрофилни групи. Поради тази причина често е необходимо да се добавят специални флотиращи реагенти към отпадъчните води, насочени към повишаване на хидрофобността на замърсителите.
2. В допълнение, мехурчетата трябва да бъдат устойчиви на унищожаване.
   

   Пяна пласт

3. Ефективността на премахване на замърсителите чрез флотация зависи от размера на въздушните мехурчета. Те трябва да са достатъчно големи, за да повишат замърсителите до повърхността на водата. Но много големи въздушни мехурчета ще плават, без да са имали време да се свържат със замърсяващите частици.
4. Важна роля в процеса на флотационно третиране на вода се упражнява от общия брой въздушни мехурчета и от това колко равномерно те ще бъдат разпределени в обема на отпадъчните води.

Област на приложение на флотация

Флотация ви позволява да изчистите водата от утайката, не страдат от отлагане, се дължи на факта, че те са в близост до плътността на водата. Процесът на флотация се използва за отстраняване на водата от масло повърхностно активно вещество, влакнести замърсители, мазнини и т. П., както и някои разтворими вещества в последния пречистване случай се нарича отделяне пяна. Освен това се използва флотация, за да се отстранят активните утайки от отпадъчните води.

Предимства и недостатъци на пречистването на отпадъчни води чрез флотация

Флотацията е един от най-популярните начини за пречистване на отпадъчните води. Без процес на флотация, рядко се третират инсталации за пречистване на отпадъчни води и задушни работи. Всичко е свързано с редица предимства на флотационното пречистване на отпадъчните води.

1. Относително ниски разходи по време на работа.
2. Простота на оборудването.
3. Възможност за разпределение на определени замърсители.
4. Скоростта на процеса на флотационно пречистване от някои суспензии е по-висока от скоростта на утаяване.
5. Възможността за отстраняване на такива замърсители като нефтопродукти.
6. Продуктът на флотация е утайка с не много високо съдържание на вода.

С особеностите на процеса на флотация са свързани и минусите му.

1. Тъй като флотацията зависи от хидрофобността на веществото, тя може да се използва за отстраняване не на всички замърсители.
2. Често е необходимо да се използват реагенти за увеличаване на хидрофобността на замърсителите и стабилността на получената пяна.
3. Необходимо е да се регулира прецизно оборудването, доставящо въздух, за да се получат мехурчета с определен диаметър.

Видове флотационно третиране на отпадъчни води

В сърцето на разделянето на видовете обработка на отпадъчни води по метода на флотация е методът на насищане на отпадъчните води с въздуха и механизма на тяхното разпръскване.

Изолиране на въздушните мехурчета от разтвора

От разтвора въздушни мехурчета с определен размер се изолират чрез метода на налягане и вакуумна флотация. В първия случай, въздухът се подлага на налягане под налягане, след което налягането в системата се рязко намалява, в резултат на което въздушните мехурчета се отделят в колоната за отпадни води.

Схема за флотатор под налягане

Вакуумната флотация е подобна на принципа на налягането, но производителността е различна. Първо, водата влиза в аериращата камера (1), където контактува с въздуха и се насища с него, след което се отстранява неразтворимия въздух в деаератора (2). След това водата навлиза във флотационната клетка (3), където налягането в отпадъчните води намалява, което води до образуване на въздушни мехурчета.

Вакуумна флотация

И двата метода са напълно подходящи за пречистване на отпадъчни води от фино диспергирани замърсители.

Механично насищане на водата с диспергиран въздух

Обогатяването на водата с въздушни мехурчета може да се извърши механично. За този метод може да се използва 3: смесване на вода с малко турбина (монтаж ротор), колело свързан с центробежна помпа (без налягане флотация) или чрез въвеждане на въздух през дюзи тръби, положени на дъното на флотационната камера (пневматична инсталация). По време на смесването се образуват вихри, благодарение на които мивките са наситени с въздушни мехурчета.

Флотация на витлото

Двигателите дават възможност за получаване на мехурчета с малък диаметър и се използват за отстраняване на нефтопродукти и мазнини. Този метод прави възможно регулирането на обема на балончетата: колкото по-висока е скоростта на въртене на турбината, толкова по-малки са мехурчетата. Растенията без налягане позволяват да се произвеждат големи мехурчета, които не са ефективни за отстраняване на фини суспензии. Флотация без налягане се използва за отстраняване на мастни замърсители, както и на вълнени и влакнести частици. Пневматична флотация се използва, когато е необходимо да се почисти водата, която е агресивна за такива механични конструкции като колелото или колелото на помпата.

Преминаване на въздушни маси през материал с пори

Един прост метод за разпръскване на въздушния поток е да се премине, преди да се подаде през порьозни материали (на фигурата е означена с номер 2), например плочи с прореза с форма на срязване. Колкото по-малка е дупката, толкова по-малък е диаметърът на мехурчетата.

Флотация при използване на порести материали

Получаване на газови мехурчета от разтвора чрез електролиза

С този метод, 2 електрода се поставят в отпадъчните води, през които преминава токът. Това води до отделянето на кислородни мехурчета в близост до електродите и водород. Освен това често се използват електроди от алуминий или желязо. Съединенията от тези метали се отделят в отпадъчни води и представляват коагуланти, водещи до обединяването на суспендирани замърсители в люспи. Формоподобните частици влизат в контакт с въздушните мехурчета и се издигат до повърхността на изтичащия поток.

Реагенти, използвани при флотация

В процеса на пречистване чрез флотация могат да се използват реагенти, чието действие се различава в две основни направления: увеличаване на хидрофобността и стабилизиране на пяната.

Тъй като много замърсители могат да съдържат както хидрофобна, така и хидрофилна група, способността им да се мокри се намалява, така че флотацията е трудна. В този случай прибягвайте до добавяне към реагентите за отпадъчни води, които се наричат ​​колектори. Те също така съдържат хидрофилна (полярна) и хидрофобна (неполярна) група. Взаимодействието между колектора и замърсителя се извършва на нивото на полярните краища. Хидрофобната група на реагента остава свободна.

Като колектори в пречистването на отпадъчни води се използват повърхностноактивни вещества: нефтени продукти, масла, меркаптан, амониеви соли и други подобни.

Друга група флотационни реагенти са разпенващи агенти. Те защитават балона от унищожаване, като по този начин увеличават ефективността на отстраняване на замърсителя. Средствата за стабилизиране на пяната включват борово масло, крезол, феноли и др.

Заключителни бележки

Флотация за всичките си положителни характеристики не е независимо почистване. Това е една от връзките на пречиствателните станции за отпадъчни води, която позволява да се отстрани водата от тези вещества, които не могат да бъдат отстранени чрез утаяване. Ето защо флотаторите се инсталират често след седиментационните резервоари.

Видео - Електрофлот

Флотация при използване на порести материали

Флотация на витлото

Вакуумна флотация

Схема за флотатор под налягане

Пяна пласт

Флотация на отпадни води