Флотация с выделением воздуха в растворе

Различают следующие способы флотационной обработки сточных вод: с выделением воздуха из растворов; с механическим диспергированием воздуха; с подачей воздуха через пористые материалы, электрофлотацию и химическую флотацию.

Флотация

с

выделением

воздуха

из

раствора

.

Этот способ применяется для очистки сточных вод, которые содержат очень мелкие частицы загрязнений. Сущность способа заключается в создании пересыщенного раствора воздуха в сточной жидкости. При уменьшении давления из раствора выделяются пузырьки воздуха, которые флотируют загрязнения. В зависимости от способа создания пересыщенного раствора воздуха в воде различают вакуумную, наборную и эрлифтную флотацию.

При вакуумной флотации сточную воду предварительно насыщают воздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере, а затем направляют во флотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 29,9–39,9 кПа (225–300 мм. рт. ст.). Выделяющиеся в камере мельчайшие пузырьки выносят часть загрязнений. Процесс флотации длится около 20 мин.

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 насыщения стоков пузырьками газа, поэтому этот способ нельзя применять при высокой концентрации взвещенных частиц (не более 250–300 мг/л); необходимость сооружать герметически закрытые флотаторы и размещать в них скребковые механизмы.

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.

Принципиальная схема напорной флотации показана на рис. 6. Аппараты напорной флотации обеспечивают по сравнению с нефтеловушками в 5–10 раз меньшее остаточное содержание загрязнений и имеют в 5–10 раз меньшие габариты. Процесс осуществляется в две стадии: 1) насыщение воды воздухом под давлением; 2) выделение растворенного газа под атмосферным давлением.

Сточная вода поступает в приемный резервуар, откуда перекачивается насосом, во всасывающий трубопровод которого засасывается воздух. Образующаяся водно-воздушная смесь направляется в напорную емкость где при повышенном течении (0,15–0,4 МПа) воздух растворяется в воде. При поступлении водно-воздушного раствора во флотатор, который работает при атмосферном давлении, воздух выделяется в виде пузырьков и флотирует взвешенные частицы. Пена с твердыми частицами удаляется с поверхности воды скребковым механизмом. Осветленная вода удаляется из нижней части флотатора. При использовании коагулянтов хлопкообразования происходит в напорной емкости.

В данной схеме вся сточная вода, поступающая на флотацию, насыщается воздухом. Имеются и другие схемы (рис. 7). В схемах с рециркуляцией (а) и насыщением части потока – частичной подачей воды насосом (б) через напорную емкость подается лишь часть неочищенной сточной воды. Такие схемы рекомендуется использовать, если проводится предварительная коагуляция сточных вод с целью предотвращения или уменьшения разрушения хлопьев коагулянтов в насосе.

Схема с рабочей жидкостью (в) используется при большой концентрации загрязнений в сточной воде, когда работа флотационной установки по схеме, представленной на рис. 6, малоэффективна. В качестве рабочей жидкости используют природную или очищенную сточную воду. При этом объем рабочей жидкости значительно превышает объем очищаемой сточной воды. Улучшение флотации в этом случае происходит из-за сохранения хлопьев загрязнений и более быстрого всплывания их. Недостаток схемы – большой расход энергии на перекачивание рабочей жидкости.

Напорные флотационные установки имеют производительность от 5–10 до 1000–2000 м3/ч. Они работают при изменении параметров в следующих пределах: давление в напорной емкости 0,17 – 0,39 МПа; время пребывания в напорной емкости 14 мин, а во флотационной камере 10–20 мин. Объем засасываемого воздуха составляет 1,5–5% от объема очищаемой воды. Значения параметров зависят от концентрации и свойств загрязнений.

Другое по теме

Загрязнение и водные экосистемы
Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многообразное да ...

Влияние экологического состояния окружающей среды на здоровье человека
С быстрым развитием производственных сил с середины прошлого века не только выросло влияние человека на природу, но и усилились последствия потребительского отношения человека к природе как ...