Флотация – это процесс выделения мелкодисперсных загрязне ний из воды с диспергированными пузырьками воздуха. Прилипание частиц загрязнений к поверхности газового пузырька возможно при несмачивании или плохом смачивании частицы данной жидкостью.
Флотационные установки применяют:
— для удаления загрязняющих веществ из сточных вод перед биологической очисткой .
— для отделения активного ила во вторичных отстойниках .
— для глубокой очистки биологически очищенных сточных вод .
— при физико-химической очистке с применением коагулянтов и флокулянтов .
— в схемах повторного использования очищенных вод.
Флотационный метод очистки обеспечивает также снижение БПК и ХПК. Эффективность процесса флотации колеблется в довольно широких пределах: от 22 до 99 %. Наиболее часто флотационный метод очистки применяют в локальных сооружениях для удаления основной массы загрязнений. Флотационный процесс протекает в 4-6 раз быстрее отстаивания при одинаковом эффекте удаления загрязнений.
Агрегаты пузырьков воздуха с примесями всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной жидкости.
Внешним проявлением способности жидкости к смачиванию является величина поверхностного натяжения ее на границе с газовой фазой, а также разность полярностей на границе жидкой и твердой фаз. Процесс флотации идет эффективно при поверхностном натяжении воды 60-65 мН/м.
Коагуляция и флокуляция значительно интенсифицируют процесс флотации загрязнений.
Можно выделить следующие способы флотационной обработки производственных сточных вод:
1) флотация с выделением воздуха из раствора .
2) флотация с механическим диспергированием воздуха .
3) флотация с подачей воздуха через пористые материалы .
4) электрофлотация .
5) химическая флотация.
Флотация с механическим диспергированием воздуха. Энергичное перемешивание сточной воды во флотационных импеллерных установках создает в ней большое количество мелких вихревых потоков, что позволяет получить пузырьки определенной величины.
Степень диспергирования воздуха зависит от окружной скорости вращения импеллера, которую принимают 10-15 м/с. Диаметр импеллера должен быть не более 600 мм. Зона, обслуживаемая импеллером, не должна превышать размеров квадрата со стороной 6 d и (где d и – диаметр импеллера). Высота флотационной камеры H ф принимается равной 1,5-3 м, продолжительность флотации t ф = 20÷30 мин. Флотатор с импеллером представлен на рис. 4.14.
 |
Рис. 4.14. Флотатор с импеллером: 1 – камера . 2 – труба . 3 – вал . 4 – импеллер. |
Недостатком импеллерных флотаторов является относительно высокая обводненность пены.
Пневматические флотационные установки применяют при очистке сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные к механизмам (насосам, импеллерам и др.), имеющим движущиеся части. Измельчение пузырьков воздуха достигается путем впуска воздуха во флотационную камеру через сопла, которые располагаются на воздухораспределительных трубках, укладываемых на дно флотационной камеры на расстоянии 0,25-0,3 м друг от друга. Диаметр отверстий сопл 1-1,2 мм . рабочее давление перед ними 0,3-0,5 МПа . скорость выхода струи из сопл 100-200 м/с. Глубина флотатора принимается 3-4 м. Продолжительность флотации составляет 15-20 мин.
1. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы. Этот метод отличается простотой аппаратурного оформления процесса и относительно малыми расходами энергии. Воздух во флотационную камеру подается через мелкопористые фильтросные пластины, трубы, насадки, уложенные на дне камеры. Величина отверстий должна быть 4-20 мкм, давление воздуха – 0,1-0,2 МПа, продолжительность флотации – 20-30 мин.
