Флотация – способ очистки.
Стоки, проходящие очистку, проходят через отстойник, в котором крупные фрагменты опускаются на дно, потому что весят больше воды. В воде остаются нетонущие крупные частицы, флотация – способ очистки, помогает выделить сложные загрязнения данного типа. Способ является одной ступенью на этапе очистительного процесса нечистот.
В чем суть флотационного метода? Стоки проходят флотацию от примесей, которые легче водного состава. С английского слово флотация означает «плаванье на поверхности», похоже на русское слово флот. Цель метода является поднятие на поверхность частиц, чья плотность близка к воде, и они не тонут.
Общие сведения
Во время флотации стоки наполняются кислородом, к воздушным пузырькам притягиваются элементы мусора, формируя флотокомплексы. Образованные фрагменты выталкиваются на поверхность, где образуется пенка в виде концентрата из шлама.
Чтобы процесс очистки происходил быстрее, надо содействовать формированию комплексов из грязи и воздуха, чтобы они всплывали на поверхность.
С помощью данного метода можно удалять вещества, которые имеют гидрофобию.
К ним относятся:
1.различные маслянистые вещества.
2.ПАВы.
3.продукты нефтепереработки.
4.полимерные материалы.
5.смолы.
6.вещества, содержащие волокна.
7.ил.
Этот способ способен отделять частицы, дисперсного характера, которые не опускаются на дно очистного сооружения во время отстаивания.
Внимание! Метод флотации экономичен на всем протяжении работы.
Процесс очистки непрерывен, имеет широкий спектр применения.
Очистка имеет высокую скорость, в итоге образуется шлам с низким показателем влажности. Далее шлам рекуперируют.
Флотация на основе физических законов.
Флотация происходит благодаря соблюдению физических и химических законов. В основе лежит свойство веществ смачиваться. Особенность частиц в этом процессе влияет на их поведение, когда они находятся в пограничном состоянии между жидкостью и газом.
Выделяют такие виды частиц:
1.гидрофильный тип хорошо смачивается.
2.гидрофобный тип не смачивается
Если вещество гидрофобное, оно поддается флотации и выделяется данным методом.
Эффективность метода.
Определенные условия и факторы способствуют повышению эффективности метода.
Самыми важными считаются такие факторы, как:
1.уровень гидрофобности веществ. При высоком показателе этого свойства, вещества быстро присоединятся к воздушным пузырькам, формируя крупные комплексы шлама. Некоторые частицы включают вещества из двух составов, гидрофобного и гидрофильного типа. В стоковые воды добавляют реагенты, повышающие гидрофобность и ускоряющие процесс флотации.
2.уровень прочности и размер пенных пузырьков. Во время флотации пузырьки должны достигать размера, при котором они легко поднимутся на поверхность.
Внимание! Пузыри с очень большим размером всплывают быстрее, не успевая присоединить загрязняющие вещества в достаточном количестве. Пузыри должны отличаться прочностью, чтобы реже разрушаться в составе флотокомплекса.
3.процесс пенообразования должен быть равномерным и непрерывным. Эффективность определяется равномерным распределением пузырьков в воде, их частота.
Эти факторы повышают, добавив в нечистоты специальные реагенты.
Принцип работы метода поэтапно.
Очистку с помощью флотации раскладывают на этапы.
1.в жидкость для очистки подается воздух диспергированного типа.
2.частицы с гидрофобией движутся навстречу пузырькам.
3.Частицы присоединяются к пузырькам, уменьшая прослойку воды. Образуется комплекс шлама, похожий на пену.
4.Он всплывает на поверхность вод, потому что весит легче той структуры, где располагается.
Пену с помощью спецоборудования удаляют по мере накопления.
Плюсы и минусы метода очистки.
Метод флотации считается популярным. Способ используют для стоков производства, в городских системах очистки.
Флотация имеет свои положительные характеристики:
1.низкая цена метода.
2.не требуется сложного специального оборудования.
3.некоторые частицы подвержены флотации быстрее, чем они бы осели на дно.
4.методом можно извлекать из воды даже нефтепродукты.
5.шлам, который образуется почти не содержит воды, поэтому ее потеря невелика.
Метод имеет не только плюсы, но минусы.
К недостаткам относят:
1.флотацией можно удалить не все частицы грязи, а только которые относятся к гидрофобным.
2.дополнительные расходы на реагенты, которые приходится применять в некоторых ситуациях.
3.любой тип грязи имеет свои особенности удаления, нет существует единого метода для извлечения взвесей разного характера.
Добавки, которые улучшают процесс флотации.
Процесс очистки зависит от степени гидрофобности веществ, качества образования пены.
Чтобы повысить эти условия, применяют реагенты, которые делятся на два вида:
1.собирательные
2.пенообразующие.
Собирающие добавки.
Часто приходится работать с веществами, которые имеют двойной состав: гидрофобного и гидрофильного типа. Они имеют малую степень смачиваемости, чтобы соединиться с пузырьками, процесс в данном случае малоэффективен. Следует добавить в стоки собиратели, которые также имеют в составе две группы частиц: неполярные или гидрофобные, и полярные или гидрофильные.
Загрязнители и собиратели полярного гидрофильного характера соединяются друг с другом, при этом концы гидрофобного типа высвобождаются.
К таким собирателям относят вещества поверхностно – активные:
1.соли аммония.
2.масла.
3.меркаптан.
4.нефтепродукты.
Пенообразующие добавки.
Качество образованной пены влияет на процесс очистки. Определенные добавки улучшают ее свойства, не дают пузырькам разрушаться, повышают их прочность. Это позволяет удалять большое количество загрязняющих масс из вод.
К стабилизирующим пену веществам относят:
1.крезол.
2.сосновое масло.
3.фенол.
Разновидности флотации.
Процесс очистки заключается в образовании в воде воздушных диспергированных пузырьков. Чтобы метод работал, следует добиться формирования пузырей необходимого размера. Каким образом этого можно добиться.
1.Выделить из раствора пузырьки воздуха.
Применяя раствор для выделения пузырьков, применяют флотацию вакуумного либо напорного типа.
При напорной флотации нагнетают воздух, далее резко понижают давление в сети, этим создают выделение пузырьков в воду.
При вакуумной флотации вода проходит сквозь аэрационную камеру, там она впитывает воздух. Далее устремляется в дизаэратор, чтобы удалить нерастворенные частицы воздуха. Третий этап – это проход во флотационную камеру, здесь снижают давление воды, чем образуют множество пузырьков.
Данный метод применяют для удаления примеси мелкодисперсного характера.
2.Пропустить сквозь пористый материал воздух.
Способ для получения пузырьков считается самым простым по законам физики. Перед тем, как пустить воздух в стоки, он проходит через пластины, имеющие щели. Размер пузырьков зависит от диаметра пор.
3.С помощью электролизной флотации.
Для образования пузырьков в воду кладут два электрода, пропускающих ток. В процессе электролиза вода распадается на кислород с водородом. Электроды изготавливают из алюминия либо железа. Металлы способны выделять коагулянты, связывающие взвеси, образуя из них частицы в форме хлопьев. Пузырьки и хлопья соединяются друг с другом и устремляются на поверхность, формируя пену.
3.С помощью механического диспергирования.
Чтобы образовать пузырьки воздуха, подходят механические методы, которые имеют разные пути образования:
1.применение импеллерной установки. С помощью установки с турбиной воды перемешивают, образуя пузырьки малого диаметра. Данный метод подходит, чтобы удалять жировых вещества, нефтепродукты. На величину пузырьков влияет скорость вращения турбины. Если скорость большая, то пузырьки маленькие.
2.применение безнапорной флотации. С помощью колеса, соединенного с насосом центробежного типа, образуются пузырьки, которые справляются с удалением жировых частиц, с волокнами.
3.применение пневматической флотации происходит с помощью трубных форсунок, находящихся на дне камеры. Метод используют при очистке агрессивных веществ, если могут повредиться колесо с импеллером.
В основе трех методов образования пузырьков лежит вихревой процесс, сопровождающийся перемешиванием.
Заключение.
Флотационная очистка не является окончательным процессом, а считается этапом в сложной цепи, позволяющим извлечь из воды вредные и ненужные частицы. С помощью флотации удаляются многие вещества, которые не поддаются растворению и удалению другими методами.
