Флотатор: устройство и принцип очистки сточных вод

Во многих системах очистки сточных вод для удаления органики после отстаивания и фильтрации используется метод флотации. Средством осуществления этого процесса удаления загрязнений является специальное устройство – флотатор.

Флотатор

Флотатор — устройство, с помощью которого очищаются сточные воды

Этот очистной комплекс на основе физико-химических принципов производит быстрое и эффективное удаление из сточных вод продуктов нефтепереработки, масел, жиров и других нерастворимых частиц.

Очистка методом флотации

В переводе с французского языка слово «флотация» переводится как «плавать». Название характеризует принцип процедуры. Флотация – это метод удаления твёрдых взвесей и органики из сточных вод путём группировки частиц на границе фаз газа и жидкости (на поверхности).

В очистных системах в качестве флотационных элементов применяются пузырьки воздуха или капли масла. Они подаются в жидкость, поднимаются на поверхность и забирают с собой плохо смачиваемые частицы.

На очистных станциях флотация применяется для разделения жидкостей, ускорения процессов удаления продуктов, производных от нефти. Флотация, помимо очистки, применяется в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, где за счёт процедуры происходит обогащение полезных ископаемых.

В зависимости от создаваемой среды фазы выведения загрязнений (газ-вода-масло), выделяется три вида флотационной очистки:

  • Плёночная. Создание плёнки из частиц, которые плохо смачиваются водой. К ней прилипают загрязнения.
  • Пенная. В стоки подаются пузырьки воздуха, которые, поднимаясь, забирают частицы загрязнений, формируют пену на поверхности. Применяется с добавлением специальных пенообразователей, для придания устойчивости поднимаемой пене с загрязнениями. После механического удаления, пена сгущается и фильтруется.
  • Масляная. С маслом на поверхность жидкости поднимаются загрязнения, которые удаляются и перерабатываются.

Наибольшую эффективность для очистки стоков имеет пенная разновидность, по этой причине она применяется наиболее часто.

Флотация относится к группе физико-химических методов очистки, что подразумевает применение принципов и технологий, основанных одновременно на физических и химических принципах.

Флотационная технология максимально эффективна при системной очистке, в качестве этапа, идущего после механического удаления загрязнений. После отстаивания и фильтрации в стоках остаётся большое количество мельчайших взвешенных частиц, которые и призвана удалить рассматриваемая технология.

Метод флотации лучше всего подходит для удаления из жидких стоков жиров, производных из нефти, поверхностно-активных веществ и пр.

Флотатор для сточных вод

Эффективность очищения сточных вод методом флотации зависит от многих факторов

Эффективность флотации зависит от ряда факторов, которые нужно учитывать при проведении мероприятий по удалению загрязнений:

  • Концентрация в стоках плохо смачиваемых элементов. Чем больше таких примесей, тем выше эффективность процесса. Для повышения гидрофобности (смачиваемости) дополнительно применяются специальные реагенты.
  • Пузырьки кислорода должны иметь оптимальные объёмные и размерные параметры. Слишком маленькие пузырьки будет забирать мало частиц и не доходить до поверхности (растворяться). Слишком большие будут подниматься на поверхность слишком быстро, забирая с собой небольшое количество загрязнений.
  • Количество кислорода и его распределение по поверхности жидкости должно быть достаточным и равномерным.

Преимущества:

  • Низкая стоимость.
  • Простое устройство оборудования.
  • Нет необходимости использовать большие пространства и площади.
  • Низкий уровень трудозатрат при обслуживании, возможность полной автоматизации.
  • Высокая эффективность.
  • Высокая скорость очистки.
  • Эффективность борьбы с нефтепродуктами, жирами и маслами.

Недостатки:

  • Избирательное действие, забираются не все загрязнения.
  • Необходимость, при определённых обстоятельствах, применять дополнительные реагенты.
  • Тонкость настроек и постоянный контроль параметров подаваемых пузырьков воздуха. Нарушение настроек делает процесс неэффективным.

Флотаторы

Для проведения процедуры очистки с помощью флотации применяются различные системы (флотаторы). Эффективность процедуры во многом зависит от конфигурации устройств, их производительности и автоматизации.

Флотационные блоки, как элементы физико-химической очистки не применяются в качестве самостоятельных инструментов очистки стоков. Их используют в комплексе на очистных сооружениях. В цикле очистки они функционируют после блоков механической обработки.

Cхема флотатора

Cхема флотатора

Примерное строение флотатора:

  1. Ёмкость с насосом смешивания свежего и «возвратного» кислорода с водой и реагентами. В неё через трубы загоняется воздух, он насыщает воду с образованием пузырьков необходимого размера.
  2. Из ёмкости смешения водовоздушная смесь перегоняется по трубам в основной резервуар (танк флотации или флотокамера). Здесь же расположен клапан для выпуска избыточного воздуха.
  3. В основной резервуар подаются стоки, прошедшие механическую очистку.
  4. В танке начинается процесс флотации за счёт нагнетания водовоздушной смеси, которая пузырьками распространяется по всему объёму жидкости и собирает загрязнения. Пузырьки поднимаются на поверхность и образуют пену.
  5. Через выводные трубы спускается очищенная сточная вода.
  6. Пена по мере накопления удаляется с помощью механических приспособлений.
  7. После вывода очищенная жидкость попадает в резервуар (дегазатор с барботажным слоем жидкости), где производится устранение избыточного кислорода, который по «возвратной» трубе отводится в ёмкость смешения.

Расчёт параметров флотации

Эффективность работы флотатора зависит от соответствия конфигурации и устройства выполняемым задачам. Расчёт флотатора производится с учётом следующих показателей:

  • Объёмы поступающих стоков.
  • Концентрация взвешенных элементов и состав жидкости.
  • Содержание маслообразных продуктов.

Исходя из этих параметров, рассчитывается схема флотации, размерные параметры резервуаров, труб и других конструкций.

Принципы очистки

Флотационная очистка сточных вод подразумевает реализацию следующей последовательности процессов:

  • Сточные воды закачиваются в специальную рабочую ёмкость (электрофлотатор).
  • Жидкость обогащается кислородом.
  • Пузырьки воздуха контактируют с частицами загрязнений и собирают их на границе газ-жидкость.
  • Пузырьки с загрязнениями поднимаются на поверхность с образованием пены или плёнки.
  • Пена или плёнка удаляется специальными механическими приспособлениями.

Пузырьки воздуха с требуемыми размерными параметрами формируются с помощью механического дробления в турбинах, форсунках, пористых пластинах, решётках. Флотация с помощью пузырьков может быть спровоцирована перенасыщением H2O, кислородом или электролизом (электрофлотация).

Пузырьки образуются тремя основными способами: механическим, напорным и вакуумным. При напорном способе в жидкость под высоким давлением подаётся кислород. Пузырьки формируются нужного размера по всему объёму стоков. При вакуумном способе сточные воды проходят через камеры, в которых производится их насыщение кислородом. После очистки жидкость подаётся в специальную камеру, где остатки нерастворённого воздуха удаляются.

Механический метод может быть выполнен следующими способами:

  • Выведение стоков в центрифугу. В этой специальной ёмкости происходит перемешивание жидкости, придание ей однородной структуры. При движении загрязнённая вода насыщается кислородом, в результате чего образуются небольшие пузырьки.
  • Перемешивание производится в резервуаре, который оснащён специальными колёсами с лопастями.
  • С помощью нагнетания кислорода в аэраторах (резервуарах, на дне которых установлены вводные трубы для подачи кислорода).

Электрофлотация и ионная флотация

Электрофлотация подразумевает выделение из воды взвешенных элементов с помощью электрического тока, электродов и флотации. В результате действия тока на электродах образуются пузырьки электролитических газов.

Поднимаясь в виде пузырьков к поверхности жидкости, они собирают нерастворимые загрязнения. Этот физико-химический метод применяется для очистки нерастворимых элементов и частиц, содержащихся в стоках.

При проведении процедуры загрязнённая вода разлагается с образованием газообразных соединений кислорода и водорода. Главное преимущество электрофлокации – низкое потребление реагентов. В ряде технологических решений реакции очистки проходят без добавления реагентов.

Метод, специально разработанный для качественной очистки промышленных стоков, подземных и шахтных загрязнённых вод, морской воды с повышенным содержанием опасных элементов. В стоки добавляются флотационные реагенты-собиратели, которые в виде пузырьков образуют пену и поднимаются вместе с загрязнениями на поверхность. Реагенты взаимодействуют с ионами мелкодисперсных элементов и каллоидных частиц органики.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Главная/Сточные воды/Флотатор: устройство и принцип очистки сточных вод
 
Подписаться Подписаться Будьте в курсе новинок нашего сайта