Флотатор для очищення стічних вод розрахунок, принцип дії, різновиди

У багатьох системах очищення стічних вод для видалення органіки після відстоювання і фільтрації використовується метод флотації. Засобом здійснення цього процесу видалення забруднень є спеціальний пристрій - флотатор.

Флотатор - пристрій, за допомогою якого очищаються стічні води

Цей очисний комплекс на основі фізико-хімічних принципів виробляє швидке і ефективне видалення зі стічних вод продуктів нафтопереробки, масел, жирів і інших нерозчинних частинок.

Очищення методом флотації

У перекладі з французької мови слово «флотація» перекладається як «плавати». Назва характеризує принцип процедури. Флотація - це метод видалення твердих суспензій і органіки з стічних вод шляхом угруповання частинок на кордоні фаз газу і рідини (на поверхні).

В очисних системах в якості флотаційних елементів застосовуються бульбашки повітря або краплі олії. Вони подаються в рідину, піднімаються на поверхню і забирають з собою погано змочуються частки.

На очисних станціях флотация застосовується для поділу рідин, прискорення процесів видалення продуктів, похідних від нафти. Флотація, крім очищення, застосовується в гірничодобувній і переробній промисловості, де за рахунок процедури відбувається збагачення корисних копалин.

Залежно від створюваної середовища фази виведення забруднень (газ-вода-масло), виділяється три види флотаційного очищення:

Плівкова. Створення плівки з частинок, які погано змочуються водою. До неї прилипають забруднення.
Пінна. В стоки подаються бульбашки повітря, які, піднімаючись, забирають частки забруднень, формують піну на поверхні. Застосовується з додаванням спеціальних піноутворювачів, для додання стійкості жене піні з забрудненнями. Після механічного видалення, піна згущується і фільтрується.
Масляна. З маслом на поверхню рідини піднімаються забруднення, які віддаляються і переробляються.

Найбільшу ефективність для очищення стоків має пінна різновид, з цієї причини вона застосовується найбільш часто.

Флотація відноситься до групи фізико-хімічних методів очищення, що має на увазі застосування принципів і технологій, заснованих одночасно на фізичних і хімічних принципах.

Флотаційна технологія максимально ефективна при системній очищення, як етапу, що йде після механічного видалення забруднень. Після відстоювання і фільтрації в стоках залишається велика кількість дрібних зважених часток, які і покликана видалити розглянута технологія.

Метод флотації найкраще підходить для видалення з рідких стоків жирів, похідних з нафти, поверхнево-активних речовин та ін.

Ефективність очищення стічних вод методом флотації залежить від багатьох факторів

Ефективність флотації залежить від ряду факторів, які потрібно враховувати при проведенні заходів по видаленню забруднень:

Концентрація в стоках погано змочуються елементів. Чим більше таких домішок, тим вища ефективність процесу. Для підвищення гідрофобності (смачиваемости) додатково застосовуються спеціальні реагенти.
Бульбашки кисню повинні мати оптимальні об'ємні і розмірні параметри. Занадто малі бульбашки буде забирати мало частинок і не доходити до поверхні (розчинятися). Занадто великі будуть підніматися на поверхню занадто швидко, забираючи з собою невелику кількість забруднень.
Кількість кисню і його розподіл по поверхні рідини повинне бути достатнім і рівномірним.

Низька вартість.
Простий пристрій устаткування.
Немає необхідності використовувати великі простори і площі.
Низький рівень трудовитрат при обслуговуванні, можливість повної автоматизації.
Висока ефективність.
Висока швидкість очищення.
Ефективність боротьби з нафтопродуктами, жирами і маслами.

Виборче дію, забираються не всі забруднення.
Необхідність, при певних обставинах, застосовувати додаткові реагенти.
Тонкість налаштувань і постійний контроль параметрів подаються бульбашок повітря. Порушення налаштувань робить процес неефективним.

Для проведення процедури очищення за допомогою флотації застосовуються різні системи (флотатори). Ефективність процедури багато в чому залежить від конфігурації пристроїв, їх продуктивності і автоматизації.

Флотаційні блоки, як елементи фізико-хімічної очистки не застосовуються в якості самостійних інструментів очищення стоків. Їх використовують в комплексі на очисних спорудах. У циклі очищення вони функціонують після блоків механічної обробки.

Зразкове будова флотатора:

Ємність з насосом змішування свіжого і «зворотного» кисню з водою і реагентами. У неї через труби заганяється повітря, він насичує воду з утворенням бульбашок необхідного розміру.
З ємності змішання водоповітряних суміш переганяється по трубах в основний резервуар (танк флотації або флотокамера). Тут же розташований клапан для випуску надлишкового повітря.
В основний резервуар подаються стоки, які пройшли механічну очистку.
У танку починається процес флотації за рахунок нагнітання водовоздушной суміші, яка бульбашками поширюється по всьому об'єму рідини і збирає забруднення. Бульбашки піднімаються на поверхню і утворюють піну.
Через вивідні труби спускається очищена стічна вода.
Піна в міру накопичення видаляється за допомогою механічних пристроїв.
Після виведення очищена рідина потрапляє в резервуар (дегазатор з барботажний шаром рідини), де проводиться усунення надлишкового кисню, який по «поворотною» трубі відводиться в ємність змішування.

Розрахунок параметрів флотації

Ефективність роботи флотатора залежить від відповідності конфігурації і пристрої виконуваних завдань. Розрахунок флотатора проводиться з урахуванням наступних показників:

Виходячи з цих параметрів, розраховується схема флотації, розмірні параметри резервуарів, труб і інших конструкцій.

принципи очищення

Флотаційна очищення стічних вод на увазі реалізацію наступній послідовності процесів:

Стічні води закачуються в спеціальну робочу ємність (електрофлотатора).
Рідина збагачується киснем.
Бульбашки повітря контактують з частинками забруднень і збирають їх на кордоні газ-рідина.
Бульбашки з забрудненнями піднімаються на поверхню з утворенням піни або плівки.
Піна або плівка видаляється спеціальними механічними пристосуваннями.

Бульбашки повітря з необхідними розмірними параметрами формуються за допомогою механічного дроблення в турбінах, форсунках, пористих пластинах, решітках. Флотація за допомогою бульбашок може бути спровокована перенасиченням H2O, киснем або електролізом (електрофлотація).

Бульбашки утворюються трьома основними способами: механічним, напірним і вакуумним. При напірному способі в рідину під високим тиском подається кисень. Бульбашки формуються потрібного розміру по всьому об'єму стоків. При вакуумному способі стічні води проходять через камери, в яких проводиться їх насичення киснем. Після очищення рідина подається в спеціальну камеру, де залишки нерозчинених повітря видаляються.

Механічний метод може бути виконаний наступними способами:

Виведення стоків в центрифугу. У цій спеціальній ємності відбувається перемішування рідини, надання їй однорідної структури. При русі забруднена вода насичується киснем, в результаті чого утворюються невеликі пухирці.
Перемішування проводиться в резервуарі, який оснащений спеціальними колесами з лопатями.
За допомогою нагнітання кисню в аераторах (резервуарах, на дні яких встановлені вступні труби для подачі кисню).

Електрофлотація і іонна флотація

Електрофлотація має на увазі виділення з води зважених елементів за допомогою електричного струму, електродів і флотації. В результаті дії струму на електродах утворюються бульбашки електролітичних газів.

Піднімаючись у вигляді бульбашок до поверхні рідини, вони збирають нерозчинні забруднення. Цей фізико-хімічний метод застосовується для очищення нерозчинних елементів і часток, що містяться в стоках.

При проведенні процедури забруднена вода розкладається з утворенням газоподібних з'єднань кисню і водню. Головна перевага електрофлокаціі - низьке споживання реагентів. У ряді технологічних рішень реакції очищення проходять без додавання реагентів.