Объясните, на чем основана очистка сточных вод методом флотации. Укажите способы осуществления флотационных методов очистки.
Флотация – выделение из сточных вод примесей путем введения флотореагента, обволакивающего частички примесей и удаляемого из воды вместе с ними. Процесс флотации заключается в молекулярном слипании частиц примесей и пузырьков воздуха, диспергированных в воде, и всплывании комплексов «пузырек – частица» на поверхность воды, при этом происходит концентрирование частиц в образовавшемся пенном слое.
Прилипание частицы, находящейся в сточной воде, к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда наблюдается несмачивание или плохое смачивание частицы жидкостью.
Для интенсификации образования агрегатов пузырек-часттица в воду добавляют различные реагенты: собиратели, пенообразователи, регуляторы, которые увеличивают гидрофобизацию поверхности частиц, дисперсность и устойчивость газовых пузырьков. В качестве реагента используют соли железа и алюминия, флокулянты ВПК-101, ПЭИ, ППС, ППА. Для создания оптимальной рН среды используют известь, едкий натр и кислоты.
Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. Флотационные установки используют для удаления из сточных вод масел, нефтепродуктов, жиров, смол, гидроксидов, ПАВ и других органических веществ, твердых частиц с гидравлической крупностью менее 0,01 мм/с, полимеров, волокнистых материалов, а также для разделения иловых смесей.
В зависимости от метода насыщения воды пузырьками воздуха различают следующие способы флотационной очистки сточных вод:
флотация с выделением пузырьков воздуха из раствора, вследствие изменения давления (вакуумная, напорная, эрлифтная);
флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерная, безнапорная, пневматическая);
барботажная (подача газа через пористые или перфорированные элементы);
электрофлотация;
химическая и биологическая флотация.
Флотаторы представляют собой отстойники радиального типа с встроенной флотационной камерой. Камера имеет механизм для сгребания пены.
Приведите схему установки очистки сточных вод методом напорной флотации и характеристики основных аппаратов напорной флотации.
Флотация − это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания. Напорная флотация применяется для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов, жиров, масел, ПАВ, волокнистых веществ. Установка для напорной флотации включает:сборные (приемные) емкости для сбора сточных вод;насосы;эжекторы или компрессоры;напорный резервуар (сатуратор) для насыщения воды воздухом;флотационную камеру;оборудованием для сбора и удаления пены с загрязнениями.
Этот
метод имеет более широкий диапазон
применения, поскольку позволяет
регулировать степень перенасыщения в
соответствии с требуемой эффективностью
очистки сточных вод при начальной
концентрации загрязнений до 5 г/л и
более. Для увеличения степени очистки
в сточную воду добавляют коагулянты.
Аппараты
напорной флотации обеспечивают по
сравнению с нефтеловушками в 5 − 10 раз
меньше остаточное содержание загрязнений
и имеют в 5 − 10 раз меньшие габариты.
Процесс
осуществляется
в две стадии: насыщение сточной воды
воздухом под повышенным давлением и
выделение растворенного газа под
атмосферным давлением. Напорные
флотационные установки имеют
производительность от 5 до 2000 м3/ч.
Пребывание воды в напорной емкости
составляет 10 − 15 мин, а во флотационной
камере – 10 − 20 мин. При напорной
флотации (рис. 2.3) сточные воды по
трубопроводу насосом 2 подаются в
напорный бак 3 (сатуратор) из приемного
резервуара 1. На всасывающем трубопроводе
имеется патрубок для подсоса воздуха.
Сатуратор или напорная емкость служит
для равномерного растворения воздуха
в сточной воде. Насыщенная воздухом
вода подается во флотационную
камеру 4, где при атмосферном давлении
растворенный воздух выделяется в виде
пузырьков и флотирует взвешенные
частицы. Всплывающая масса непрерывно
удаляется механизмами для сгребания
пены в пеносборники. Отвод пены
осуществляется по линии III в верхней
части флотатора. Осветленная вода
отводится из нижней части флотатора –
линия IV.