Флотатор для очистки сточных вод: расчет, принцип действия, разновидности

Виды флотаторов для очистки сточных вод и что это такое

Важной частью комплексов по очищению сточных вод выступают флотаторы. Они необходимы для удаления мелкодисперсных не растворяемых частиц, которые остаются в жидкой среде после отстойников и фильтров.

Такие механизмы применяются чаще в очистительных сооружениях промышленного назначения.

Что это такое?

Флотатор – это устройство для удаления взвешенных частиц и органики из воды путем комбинирования физических и химических процессов.

Способом флотации стоки очищают от:

  • масел;
  • жировых загрязнений;
  • нефтепродуктов;
  • поверхностно-активных веществ;
  • примесей органики.

Принципы функционирования

В стоки, которые подвергаются очищению, разнообразными способами подается воздушная смесь. Не растворенные частицы присоединяются к капсулам с газом, проходящим сквозь жидкую среду. Затем всплывают наверх емкости в состоянии пены (фотошлама).

С поверхности стоков она собирается механизированным способом с помощью специальных скребков. Очищенная вода отводится из камеры флотирования.

Насыщать жидкость капсулами с газом можно несколькими способами:

  • механически;
  • напорно;
  • вакуумно.

Механизированное наполнение загрязненной жидкости газообразными смесями выполняют по следующим этапам:

  1. В центрифугах сточные воды перемешиваются до однообразного состояния. Одновременно проводят наполнение массы газами. Образующиеся капсулы притягивают и выводят на поверхность загрязняющие частицы.
  2. Тщательное взбивание стоков в резервуаре, оборудованном лопастями, прикрепленных к колесам.
  3. Вариант аэрации – наполнение стоков водовоздушной смесью через трубы, расположенные в нижней части резервуара.

При использовании напорного метода в загрязненную жидкость с помощью давления закачивается кислород. Применение вакуумного варианта – канализационные стоки насыщают молекулами воздуха в специальных емкостях.

Для того, чтобы воздушные капсулы имели требуемый объем, производят их дробление при помощи:

  • турбин;
  • форсунок;
  • пористых пластин;
  • решеток.

Достоинства и недостатки

Преимущества использования флотационных установок:

  • Устройство высокоэффективно для удаления многих видов мелкодисперсных веществ.
  • Флотация довольно быстро справляется с очищением сточных жидкостей.
  • Работа по очистке очищения выполняется непрерывно.
  • У всего оборудования простая конструкция.
  • Работы по обслуживанию флотаторов не подразумевают больших затрат.
  • Цена на оборудование достаточно невысокая.

При этом есть и определенные минусы флотационной чистки:

  • Этот вариант не позволяет удалить все виды взвесей из жидкой среды.
  • В некоторых процессах применяют реагенты, что удорожает стоимость очищения.
  • Необходимо постоянно контролировать параметры подаваемых газов. Иначе эффективность очищения значительно снизится.
  • Чем большее количество взвесей в канализационных стоках, тем выше производительность флотационной установки.
  • Эффектность очищения во многом определяется объемом газовых капсул. Недостаточно большой пузырек не успеет подняться на поверхность. Они растворятся по пути наверх. Крупные пузыри будут всплывать очень быстро. Поэтому не соберут много взвесей.

Эффективность работы также зависит от:

  1. типа флотатора;
  2. его производительности;
  3. степени автоматизации процесса.

Область применения

Флотаторы используются в основном в системах очищения на производствах:

  • коммунальные очистные сооружения;
  • мясо-молочные комбинаты;
  • птицефабрики;
  • консервные заводы;
  • маслозаводы и жировые производства;
  • нефтегазовая отрасль.

На горнодобывающих производствах такой метод часто используется для обогащения породы.

Виды флотационных устройств

Можно выделить основные варианты:

  • На жидкости создается пленочный слой, на который налипают нерастворимые элементы грязи.
  • Пенистая – в жидкость нагнетают газы и пенообразующие реагенты. Газовые капсулы притягивают к себе и доставляют наверх нерастворимые вещества. Химикаты необходимы для устойчивости пенистой шапки, которая удаляется механически. Затем она сгущается и проходит фильтрацию.
  • Маслянистая – капли масел стремятся вверх, забирая по пути взвеси. После этого масляный слой убирают и очищают.

Кроме того, оборудование классифицируется по виду образования воздушных капсул.

Механический тип

Флотационное оборудование простого типа — резервуары, в которых осуществляют перемешивание канализационных отходов лопастями.

Оборудование подходит для жидкостей с высоким количеством взвешенных загрязнений, склонных к пенообразованию.

Напорный

Самыми эффективными и наиболее распространенными являются флотационная установка с подачей газов в воду напорным способом. Его используют, если плотность взвесей сравнима плотности жидкости. В этом варианте мелкодисперсные загрязнения не выпадают в осадок.

Основой данного метода является введение газов в воду под давлением в специальных емкостях. Затем водовоздушная смесь подается в резервуар со стоками. Из-за перепада давления происходит активное образование мелких газовых капсул.

Действие сил поверхностного натяжения закрепляет их к молекулам загрязнений. Образованный флотошлам всплывает на верх резервуара. Здесь он механически удаляется.

Принцип работы простейшей флотационной машины:

  1. В смесительную камеру насоса поступают воздух и вода. Здесь выполняется растворение газа в жидкости. Остатки избыточного воздуха выпускается посредством клапана.
  2. Водная смесь с воздушными капсулами по системе труб поступает в танк флотационной установки.
  3. В эту емкость также заливают канализационные стоки, которые прошли предварительную очистку в отстойнике.
  4. В резервуаре происходит сбор взвешенных загрязнений посредством капсул с газом.
  5. Фотошлам собирается в верхней части емкости в виде пенного слоя, который убирается механически.

Практически чистая вода сливается из флотационного танка. Часть ее перенаправляется в насос для повторного смешивания с газом.

Электрический

Для выделения взвешенных загрязнений из канализационной массы также используют электрический ток.

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод электрического типа:

  1. В резервуаре с загрязненной водой размещаются электроды.
  2. После подачи напряжения молекулы воды разделяются на кислород и водород. На концах электрических стержней образуются капсулы с электролитическими газами.
  3. Они поднимаются вверх, собирая частицы загрязнений.

Этот вариант достаточно эффективен при установке стержней из алюминия или железа. В качестве вспомогательных реагентов для образования устойчивых соединений взвесей грязи и капсул газа выступают ионы металлов.

Большим достоинством использования электроустановок является простая конструкция, не занимающая много места.

Читайте также:  Что подарить на мангале

В составе такого оборудования отсутствуют емкости для реагентов и сатураторы. Но увеличиваются затраты на электроэнергию при очистных работах. Кроме того, требуется оборудование для вывода водорода.

Для введения в воду воздуха также используют различные материалы с пористой структурой. В некотором оборудовании производится выделение газа в результате реакций химического типа.

Химические добавки

Реагенты для флотационного очищения жидкости значительно повышают эффективность работы оборудования.

Флотореагенты классифицируются на три основных группы:

  • Коллекторы – предназначены для удаления водной пленки с поверхности взвешенных частиц. Этим обеспечивается возможность соединения взвесей с пузырьками газа.
  • Пенообразователи – образуют плотную оболочку газовых капсул. Они же регулируют размер пузырьков, препятствуя их увеличению.
  • Модификаторы или регуляторы – влияют на количество молекул, которые прилипают к молекулярным взвесям. Кроме того, от них зависит степень закрепления связи.

Подбор реагентов осуществляется в зависимости от вида оборудования и состава очищаемой жидкости.

Кто занимается производством?

Перед покупкой флотационных машин требуется четко определиться с параметрами.

Параметры подбираются исходя из следующих условий:

  • Состав и характер канализационных стоков.
  • Температура и равномерность подачи воды.
  • Куда сбрасывается очищенная вода.

В Москве и Санкт-Петербурге реализацией установок занимаются довольно много компаний:

  1. Завод «ТехВодХоз» — флотаторы марки ТР, стоимость от 313 500 рублей.
  2. Торговый дом «Оборудование водоочистки» — напорные установки марки DAF.
  3. ООО «Росинтерэко» — флотаторы и двухступенчатые установки марки «Ангара».

Монтаж

Монтирование флотаторов выполняется согласно инструкции по эксплуатации. Она поставляется в комплекте документов вместе с установкой.

Этапы работы:

  1. Машину монтируют на фундамент и закрепляют.
  2. Производят подключение трубопроводов.
  3. К установке подводят силовые кабели.
  4. Устанавливают и подключают автоматизированные системы управления.

Перед продажей все установки проходят гидроиспытания.

При подборе вида флотационного оборудования стоит учитывать:

  • тип канализационных стоков;
  • степень загрязнения жидкой среды;
  • объемы очищения.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором показан принцип работы флотационного устройства на примере компании Экосистема.

Заключение

Флотационные системы чрезвычайно важны для качественной очистки сточных вод, независимо от типа устройства. Перед приобретением важно ознакомиться со всеми характеристиками флотатора и информацией о производителе.

Виды и устройство флотаторов для очистки сточных вод

Одним из наиболее эффективных способов очищения канализационных стоков от мельчайших примесей является флотационный метод, осуществляемый за счет флотатора для очистки сточных вод. О том, что собой представляет данный способ, и как он осуществляется, расскажет эта статья.

Что это такое?

Принцип работы и что нужно знать

Флотация представляет собой метод очистки загрязненных стоков от примесей мусора, осуществляемый за счет их всплытия на поверхность.

Во время этого процесса в стоки добавляется специальный деспергированный воздух, под воздействием которого все мельчайшие частицы примесей проявляют гидрофильные или гидрофобные свойства.

Принцип действия флотатора выглядит следующим образом:

  • в специальном устройстве (электрофлотаторе) стоки проходят через рабочую камеру;
  • одновременно с этим стоки насыщаются диспергированным воздухом;
  • осуществляется контакт примесей с пузырьками кислорода (гидрофобные частицы приближаются к пузырьку воздуха, водная прослойка между ними постепенно истончается и исчезает, вследствие чего образуется комплекс гидрофобной частицы с пузырьком газа);
  • в результате взаимодействия на поверхности воды образуется пенный слой;
  • по мере образования пенный слой удаляется с поверхности очищаемой жидкости специальным грабельным устройством.

Устройство

Примерная схема устройства флотатора выглядит так:

  • емкость с насосом смешивания кислорода с водой и реагентами (в нее загоняется воздух, который насыщает воду с образованием подходящих по размеру пузырьков);
  • из емкости смешения смесь воды и воздуха перегоняется в основной резервуар (флотокамера или танк флотации), оснащенный клапаном для выпуска избыточного воздуха;
  • в основной резервуар поступают стоки, прошедшие механическую очистки;
  • за счет нагнетания водовоздушной смеси в танке запускается процесс флотации (смесь распространяется по всему объему и собирает примеси);
  • пузырьки поднимаются на поверхность, образуя пену;
  • очищенная сточная вода выпускается с помощью выводных труб;
  • по мере накопления пена удаляется с помощью механических установок;
  • после вывода очищенная вода попадает в дегазатор с барботажным слоем жидкости для удаления избыточного кислорода (который отводится в емкость смешения по «возвратной» трубе).

Преимущества и недостатки

Как и любой другой метод очистки сточных вод, флотационный способ имеет как свои достоинства, так и недостатки.

К преимуществам флотационного метода относится:

  • низкая стоимость;
  • простота конструкции;
  • высокая степень очищения;
  • высокая скорость очистки;
  • возможность очищения вод от нефтепродуктов.

Флотационный метод

Эффективность: важные параметры

Эффективность флотационного метода очищения стоков зависит от определенных параметров:

  • чем больше примеси в стоках склонны к гидрофобности, тем выше эффективность очистки;
  • пузырьки воздуха должны быть устойчивы к разрушению, что осуществляется за счет добавления реагентов;
  • размер пузырька воздуха не должен быть слишком большим (быстро всплывет) или слишком маленьким (быстро лопнет);
  • количество пузырьков и равномерность распределения также оказывают влияние на эффективность данного способа очистки.

Эффективность флотационного метода очистки также во многом зависит от конфигурации устройства, его производительности и автоматизации.

Важно понимать, что в качестве самостоятельных инструментов очистки стоков флотационные блоки не используются. Их применение целесообразно в комплексе с другими очистными устройствами. В процессе очистки флотаторы функционируют лишь после блоков механической обработки.

Виды флотаторов

Флотационные установки

Для повышения эффективности очищения используются флотационные установки, спроектированные на основе определенных конструкционных принципов.

В большинстве своем установки делятся на три категории:

  • устройства, основанные на создании мельчайших пузырьков;
  • напорные устройства;
  • гравитационные устройства.
Читайте также:  Теплица Уралочка: усиленная отзывы, комфорт и модерн из поликарбоната, видео сборки, форточка парника и размеры

Работа флотаторов любой категории основана на общей методики пенной флотации, однако каждая из систем наиболее эффективна для очищения сточных вод различных степеней загрязненности.

Современные флотационные установки изготавливаются в виде однокамерного или двухкамерного аппарата.

В однокамерных устройствах образование флотокомплексов осуществляется в том же масштабе, что и разделение фаз. Такой тип конструкции наиболее эффективен при флотации крупными пузырями, когда фитокомплексы всплывают со скоростью, соизмеримой со скоростью простейшего акта флотации.

При флотации пузырьками небольшого размера более прогрессивной считается двухкамерная емкость. В первой камере создаются условия для взаимодействия частиц, а во второй – обеспечивается благоприятная гидродинамическая обстановка, ориентированная на завершение процесса флотационного деления и накопления пены.

Большое влияние на эффективность очистки оказывает направление движения жидкости в установке. На данный момент выпускаются аппараты с горизонтальным, вертикальным и угловым движением стоков.

В горизонтальных установках движение потока может быть как прямоточным, так и тангенциальным. В вертикальных – жидкость может быть направлена вверх (увлекая флотокомплексы за собой) или вниз (замедляя из всплытие).

Для установок с угловым направлением движения характерно прямоточное, противоточное или перекрестное перемещение потока по отношению к направлению движения пены.

Электрофлотатор

Электрофлотатор представляет собой технологический комплекс для очищения стоков от тяжелых металлов, нефтепродуктов и ПАВ методом электрофлотации с дальнейшим выводом очищенных вод в дренаж или подачей на блок фильтров. Особенностью данного устройства является создание замкнутого цикла оборотного водоснабжения в организации.

Принцип работы электрофлотатора основывается на электрохимических процессах выделения кислорода и водорода в процессе электролиза и флотационного эффекта всплытия примесей на поверхность сточной жидкости.

Электрофлотационный модуль состоит из таких элементов, как:

  • электрофлотатор с блоком нерастворимых электродов;
  • пеносборное устройство;
  • источник питания постоянного тока;
  • дополнительные накопительные емкости для реагентов, стоков и очищенных вод;
  • насосное оборудование.

Данное устройство рекомендуется применять для очистки сточных вод как производственного характера, так и смешанного состава.

Механическая флотатор

Данный метод обогащения канализационных стоков воздухом может осуществляться одним из нижеперечисленных способов:

  1. перемешивание сточных вод в специальной центрифуге с помощью турбины;
  2. перемешивание воды с помощью специального рабочего колеса, оснащенного лопастями;
  3. обогащение стоков с помощью специальных труб.
  • В первом случае установка (импеллер) позволяет добиться формирования пузырьков воздуха необходимого диаметра. Как правило, импеллер используется для очищения стоков от нефтепродуктов и жиров. Основным преимуществом данной установки является возможность вариации величины пузырей в результате схемы проведения флотации. Иными словами, чем выше скорость вращения турбины, тем меньше диаметр пузырьков.
  • Второй способ является безнапорным и является наиболее подходящим для удаления крупнодисперсных и волокнистых загрязнений (шерсть, волосы, нити и тому подобное). При безнапорном способе флотации пузыри получается достаточно большими по размеру.
  • В третьем способе для обогащения стоков используются специальные трубы, расположенные на дне приемного резервуара. Данный способ также называется пневматическим и используется в случаях необходимости очищения стоков, являющихся агрессивными и небезопасными для обработки в безнапорном колесе или импеллере.
Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Данный способ насыщения стоков заключается в проведении воздушного потока сквозь специальную пористую структуру, в качестве которой может выступать специальная тонкая пластина с тонкими щелями по всему периметру. При этом, чем меньше щели, тем меньше размер формируемых пузырей.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

В данном методе насыщения стоков воздух может выделяться как напорным, так и вакуумным методом.

В случае с напорным методом, воздух под высоким давлением подается в воду, в результате чего на всех слоях жидкости образуются воздушные пузыри.

Реагенты во флотации

Для повышения качества очистки стоков флотационным методом зачастую используются специальные химические реагенты, основной задачей которых является увеличение уровня гидрофобности частиц мусора и примесей. Специалисты выделяют два вида реагентов для флотации:

  • для усиления гидрофобности (чаще всего используются: нефтепродукты, масла, соли аммония, меркаптан);
  • для стабилизации пены (чаще всего используются: крезол, фенолы, сосновое масло).

Как произвести расчет?

Эффективность работы флотатора зависит, прежде всего, от соответствия устройства и конфигурации поставленным задачам. В связи с этим расчет флотатора должен производиться с учетом таких показателей, как:

  • объемы поступающих сточных вод;
  • концентрация взвешенных элементов;
  • состав стоков;
  • наличие маслообразных продуктов.

На основании данных параметров может быть рассчитана схема флотации: габариты емкостей, труб и других элементов.

Стоимость электрофлотаторов зависит от множества факторов, и может колебаться от нескольких сотен тысяч до миллионов рублей.

Где купить флотатор для очистки сточных вод?

В Москве

Приобрести флотатор для очищения сточных вод можно в таких компаниях, как:

  • «Экосервис»: город Москва, Белозерская улица, дом11;
  • «Коммунальное оборудование»: город Москва, улица Перовская, дом 21;
  • «Эколос»: город Москва, Волокамское шоссе, дом 88к8, офис 224.
В СПб

Продажей флотаторов в Санкт-Петербурге занимаются:

  • «Экосервис»: город Санкт-Петербург, проспект Энгельса, дом 34;
  • «Эколос»: город Санкт-Петербург, улица Юрия Гагарина, дом 1, корпус А, офис 542 Б;
  • «Гальванкомплекс»: город Санкт-Петербург, Калининский район, улица Комсомола, дом 1/3.

Таким образом, несмотря на высокую стоимость, флотатор для очистки сточных вод является достаточно востребованным устройством, способным обеспечить очищение стоков от мельчайших примесей.

Преимущества и недостатки флотационного метода очистки сточных вод

Флотация – удаление не способных к смачиванию мелкодисперсных примесей из сточных вод с помощью специально создаваемых пузырьков газа. Грязная пена, образующаяся при этом, оказывается на поверхности и ликвидируется. Для работы применяются различные виды устройств – флотаторов. Эффективность процесса во многом определяется их техническими характеристиками, продуктивностью и автоматизацией.

  1. Конструкция и назначение флотаторов
  2. Схема действия
  3. Флотационные методики
  4. Особенности механической флотации
  5. Преимущества и недостатки
  6. Используемые реагенты
  7. От чего зависит качество очищения
Читайте также:  Что входит в сервисное обслуживание кондиционеров?

Конструкция и назначение флотаторов

Устройство промышленного флотатора

Очистка жидкости производится с помощью флотационных блочных установок. Основными узлами аппаратов являются:

  • емкость с насосом, который смешивает кислород с жидкостью и реагентами;
  • танк флотации с клапаном для устранения избытков воздуха;
  • дегазатор для удаления остаточного кислорода.

Флотационные блоки не применяют как самостоятельные инструменты очищения. Их используют в комплексе на очистительных установках промышленных предприятий и автомоек, поскольку они требуют подготовки – обработки канализационных стоков механическим путем.

Схема действия

Принцип работы флотационной установки довольно простой:

  1. Стоки попадают в рабочую емкость, где обогащаются мелкодисперсным воздухом.
  2. Смесь поступает во флотационную камеру, где идет взаимодействие гидрофобного мусора с пузырями газа.
  3. Постепенно происходит уменьшение и разрыв слоя, разделяющего гидрофобные частицы и воздушные пузырьки. Это объясняется изменением поверхностного натяжения воды.

В результате на поверхности жидкости появляется грязная пена. Ее удаление происходит с применением особых грабельных устройств.

Флотация в устройствах – процесс принудительный, когда плотность мусорных частиц искусственно снижается.

Флотационные методики

Классификация флотаторов ведется по способу образования газовых пузырей. Чаще используются такие флотационные методы:

  • механический;
  • напорный;
  • вакуумный;
  • биологический;
  • электрохимический.

Напорная флотация – это простой способ очистки сточных вод, когда в жидкость добавляют реагенты и под большим давлением с помощью насоса подают кислород. Образуются пузыри по всему объему канализационных стоков. Такой метод нередко используется для очищения жидкости от активного ила. Технология предполагает наличие камеры сатурации.

В электрофлотаторах этого узла нет. Методика не требует электрофлотации и реагентов. Она подразумевает удаление взвесей из жидкости при помощи электрического тока. В электрофлотаторе осуществляется процесс электролиза: на катоде происходит выделение водорода, на аноде – кислорода.

Принцип работы вакуумного устройства заключается в снижении давления ниже атмосферного в емкости для флотации. При этом выделяется воздух, растворенный в воде.

Биологическая флотация – это подогрев осадка после первичной очистки при помощи пара и отстаивание его в течение нескольких дней. Образующиеся бактерии выделяют пузыри газа. Благодаря им осуществляется флотация частиц осадка в пенный слой, где происходит их уплотнение и обезвоживание. В течение пяти дней влажностный показатель можно уменьшить до 80 процентов, что позволяет упростить последующую обработку.

Особенности механической флотации

Принцип работы флотатора

Флотационных методов механической очистки сточных вод несколько:

  • Жидкость перемешивается специальным рабочим колесом с лопастями. Эта методика очищения выполняется без напора и хорошо подходит для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей – волос, нитей, шерстинок.
  • Сточные воды выделяются в центрифугу (импеллер). Там они перемешиваются, приобретая однородную структуру. При передвижении загрязненная вода обогащается кислородом, образуются маленькие пузыри. Они способны притянуть даже остатки нефтепродуктов.
  • Стоки обогащаются воздухом с применением специальных труб, располагающихся на дне принимающей камеры. Метод именуется пневматическим. Применяется в том случае, когда требуется очищение стоков, являющихся агрессивными для обработки их в импеллере либо безнапорной установке.

При напорной обработке уровень очищения зависит от скорости вращения импеллеров – чем она больше, тем лучше. Но нужно рассчитать точное ускорение. На определенном этапе растет потоковая турбулентность, могут разрушиться хлопья мусора, что снижает эффективность процесса.

Очистка канализационных жидкостей в флотационных блоках механического типа используют, когда в жидкости присутствуют легкие гидрофобные примеси – жиры, остатки нефти, масла.

Если в стоках имеются примеси, которые требуют агрегации, стоит предпочесть иной способ. Из-за значительной турбулентности происходит разрушение молекул загрязнений, и качество очищения резко уменьшается.

Компромисс между механическим и напорным способом – насыщение воды кислородом с применением пористого материала. Направление потока воздуха здесь происходит через особые пластинки с прорезями. Чем тоньше щелевые отверстия в пластинке, тем меньше воздушные пузырьки и лучше очищение.

Преимущества и недостатки

Применение устройств для флотации имеет как достоинства, так и несовершенства. К плюсам причисляются:

  • простота обслуживания машин;
  • бюджетность большинства способов;
  • высокое качество и скорость очищения стоков.

С помощью методики можно удалить большую часть мелкодисперсных примесей, но не все. К недостаткам также можно отнести необходимость в дополнительном использовании реагентов, чтобы повысить степень гидрофорбности грязевых частиц. В случае применения электрического флотатора, требуется точно настроить прибор для создания пузырей необходимого диаметра.

Используемые реагенты

Для повышения эффективности очищения применяются химические вещества-собиратели:

  • коагулянты – реагенты, способствующие образованию хлопьев и представляющие собой соли железа и алюминия;
  • флокулянты (полиакриламидные соединения) – вещества, создающие более крупные и устойчивые хлопья (флокулы);
  • кислотные и щелочные реагенты, позволяющие корректировать pH. Их добавляют в воду, чтобы обеспечить нормальные условия работы двух предыдущих видов реактивов.

Для стабилизации пенообразования применяют также сосновое масло, фенолы, крезол. Они позволяют предохранить воздушные пузырьки от разрушения, делая их упругими. Это способствует удалению большего количества загрязнений из канализационных стоков.

Использование химических реактивов, позволяющих улучшить процесс, требует точного подбора дозировки, что возможно достичь лишь опытным путем.

От чего зависит качество очищения

На эффективность методики влияют следующие факторы:

  • устойчивость воздушных пузырей к разрушению;
  • равномерность образования пены;
  • степень гидрофобности частиц — чем больше этот показатель, тем более активно они взаимодействуют с пузырями воздуха.
Читайте также:  Электрический лобзик по дереву: инструкция по выбору своими руками, особенности полотен

Важен и размер пузырей. Большие быстро всплывают, и не успевают захватить молекулы примесей, а маленькие менее прочны.

Применение методики флотации незаменимо для очищения сточных вод от жиров, волокнистых включений, нефтепродуктов, иных загрязнений, не поддающихся осаждению. Этот метод применяют для чистки канализации и при обогащении полезных ископаемых.

Флотаторы для очистки сточных вод: плюсы и минусы метода, виды и способы флотации

Флотаторы для очистки сточных вод — устройства, предназначенные для фильтрации тонкодисперсных включений физико-химическим способом. Главной целью использования таких установок является извлечение из коммунальных и промышленных стоков органических примесей, имеющих гидрофобные свойства.

Флотатор большого объема.

  1. Флотация стоков — определение и принципы действия метода
  2. Эффективность метода флотации — важные параметры
  3. Плюсы и минусы использования
  4. Виды и способы флотации
  5. Выделение пузырей воздуха из специального раствора
  6. Механический способ насыщения воды воздухом
  7. Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала
  8. Электролиз
  9. Реагенты во флотации

Флотация стоков — определение и принципы действия метода

Флотация — это очистка загрязненных жидкостей с помощью пузырьков воздуха, которые в процессе движения захватывают частички нерастворимых веществ. Прикрепившиеся к воздушным ячейкам твердые составляющие поднимаются на поверхность, образуя слой пены (флотошлам), который с помощью скребкового транспортера удаляется в шламосборник.

Качество фильтрации жидкостей зависит от следующих факторов:

  • способа образования пузырьков воздуха;
  • физико-химических свойств загрязнений;
  • гидродинамических условий, создаваемых в аппарате.

Флотационная очистка ливневых или коммунальных стоков осуществляется в специальных агрегатах, называемых флотаторами (см. видео).

Флотатор — это открытый пластиковый или стальной резервуар, оснащенный скребковым приспособлением для сбора пенных образований с поверхности жидкости. На корпусе установки расположены патрубки для подачи воздушной массы из сатуратора, вывода флотошлама, притока загрязненных жидкостей и отвода чистой воды.

Принцип работы станции:

  1. Сточные воды, минуя флокулятор, проходят в приемную камеру.
  2. Здесь жидкость напитывается кислородом воздуха.
  3. Пузырьки газа соединяются с твердыми нерастворимыми включениями и поднимаются на поверхность.
  4. Вследствие этой процедуры на границе водораздела образуется пенистая пленка, которая с помощью специальных приспособлений непрерывно сгребается в шламосборник.
  5. Очищенная жидкость поступает в накопительную емкость для дальнейшего использования.

Для ускорения процесса и улучшения качества очистки во флокулятор добавляют активные вещества — коагулянт, щелочь, флокулянт и др. Реагенты обладают высокими адгезионными свойствами. С их помощью механические примеси прочно слипаются с пузырьками воздуха, образуя при этом флоккулы. Выбор катализатора зависит от концентрации и химического состава присутствующих в жидкости загрязнений.

Флотационные установки применяют:

  • для удаления загрязняющих субстанций перед биологической фильтрацией стоков;
  • в случае разделения воды и активного ила в отстойниках санитарных станций;
  • при физико-химической очистке стоков с применением активных веществ (реагентов).

Эффективность метода флотации — важные параметры

Основные факторы, влияющие на эффективность флотационного извлечения веществ:

  1. Гидрофобность частиц. Чем хуже смачиваемость загрязнений, тем прочнее сцепление с пузырьком воздуха.
  2. Интенсивность и сила столкновения субстанций.
  3. Наличие избыточного давления в сточной воде.
  4. Природа нерастворимых соединений.
  5. Значение pH среды.
  6. Температура процесса.
  7. Вид и концентрация реагентов.
  8. Дисперсность пузырьков газа.
  9. Размер и плотность размещения примесей.
  10. Периодичность съема флотошлама.

Плюсы и минусы использования

Флотация — это один из самых популярных способов очистки стоков. Без флотирования жидкостей не обходятся даже сложные промышленные фильтрационные сооружения.

  • широкая сфера применения;
  • невысокие эксплуатационные и капитальные затраты;
  • несложное оборудование;
  • селективность удаления примесей;
  • большая скорость обработки по сравнению с процессом отстаивания;
  • вероятность получения шлама низкой влажности;
  • высокий уровень очистки (95-98%);
  • возможность повторного использования удаляемых веществ.

Флотация также сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации микроорганизмов, бактерий, ПАВ и легко окисляемых веществ.

Из недостатков — это то, что станция не может гарантировать полный цикл фильтрации. Она является промежуточным узлом в сложной схеме очистных сооружений. Сточные воды, поступающие во флотатор, требуют предварительной подготовки. Проникновение в систему грубых примесей (песок, отсев, полимеры и др.) влечет за собой поломку оборудования.

Устройство не способно обеспечить полное удаление нефтепродуктов. По этой причине после него в цепочку агрегатов монтируют ультрафиолетовую обеззараживающую установку и группу сорбционных фильтров.

Виды и способы флотации

В практике очистки бытовых и промышленных сточных вод существует несколько способов флотации.

Различаются они по методу формирования пузырьков газа:

  • напорная или вакуумная — извлечение воздуха из раствора при резком снижении давления;
  • механическая — создание пузырьков при помощи специальных устройств (мешалки и др.);
  • барботажная — подача воздушных масс в рабочую камеру установки через пористые материалы или перфорированные трубки;
  • электролизная — выделение газа из раствора путем пропускания через него электрического тока.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

Технология процесса заключается в формировании насыщенного раствора, состоящего из воздуха и водяных стоков. В зависимости от способа образования воздушной субстанции различают напорную и вакуумную флотацию.

Наиболее распространенный способ фильтрации — это напорная очистка стоков. Из приемного отсека флотатора загрязненные воды перекачиваются насосом в нагнетательную камеру (сатуратор). В сатураторе жидкость пропитывается воздухом и возвращается в приемную емкость. При резком снижении давления в основном резервуаре из раствора выделяются микропузырьки, которые прилипают к твердым частичкам примесей и поднимают их на поверхность.

Схема напорной флотации.

Эффективным средством для интенсификации процесса являются реагенты, которые увеличивают гидрофобность частиц и улучшают устойчивость воздушных пузырьков. Сочетание напорной фильтрации с обработкой жидкости реагентами повышает очистку стоков до 95%.

Вакуумная установка представляет собой непроницаемый резервуар с купольным перекрытием. Под днищем агрегата расположено техническое помещение, где находится насос для откачки воздуха, флотошлама и осадка.

Читайте также:  Что лучше ОСБ или гипсокартон на стены

Сточная жидкость поступает в сатуратор, где предварительно насыщается газом. Одновременно с этим процессом из приемной камеры откачивается воздух. Затем под действием разряжения, созданного в рабочем отсеке, жидкость засасывается в основную емкость.

Из насыщенной газом жидкости начинают выделяться пузырьки, которые в виде пенящейся массы поднимаются на границу водораздела. Скопившийся на поверхности шлам собирается крутящимися скребками и выводится в грязесборник.

Механический способ насыщения воды воздухом

Механическая флотация предусматривает наличие в структуре установки импеллера, который при вращении в водной среде, насыщенной воздухом, разрушает пузырьки газа. Продуктивность диспергирования осуществляется путем нагнетания воздушной массы через сопла, уложенные на дно камеры с промежутком 0,25-0,35 м. Диаметр пор — 1,2-1,5 мм; давление — 0,3-0,5 МПа; скорость потока — 150-200 м/с. Длительность операции — 15-20 минут.

Энергичное перемешивание сточных вод механическим способом создает в жидкости большое количество вихревых потоков. Регулирование частоты вращения импеллера и скорости движения воздушных масс позволяет получить пузырьки заданной величины.

Пневматические флотационные агрегаты подходят для фильтрации стоков, которые по своему химическому составу склонны к насыщению газами и формированию пены. При таком способе не следует применять реактивы, так как вихревые потоки, генерируемые импеллером, разлагают хлопья. В основном механический метод фильтрации используется для очищения промышленных стоков от нефтепродуктов.

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Такой способ отличается простотой организации процесса и сравнительно низким расходом электроэнергии. Сточные воды подаются в верхнюю часть вертикально установленного резервуара высотой 2,5-4 м.

На дне емкости располагается поддон, к которому крепятся керамические пористые насадки. Через них сжатый воздух компрессором подается в приемную камеру. Воздушная масса, проходя сквозь отверстия, делится на микропузырьки размером 4-20 мкм. Пузырьки флотируют примеси и поднимаются с ними на поверхность. Очищенная вода выводится из нижней части емкости, а флотошлам перетекает в кольцевой желоб, откуда по трубе удаляется в грязесборник.

Фильтрация стоков с применением пористых материалов имеет ряд преимуществ:

  • простота конструкции;
  • минимальные затраты на электроэнергию;
  • в комплекте установки отсутствует сложное дополнительное оборудование (сатуратор, импеллер, насос и т.д.).

Недостатком является вероятность засорения керамических колпачков и трудность выбора материалов с одинаковым размером пор.

Электролиз

Электрофлотационные станции состоят из электродного отсека и отстойной камеры. Стоки поступают в стабилизатор, который изолирован от электродной секции решеткой. Жидкость, протекая сквозь межэлектродный промежуток, наполняется пузырьками газа и одновременно подвергается воздействию тока.

В процессе прохождения электрического разряда происходит коагуляция загрязненных примесей. В результате этого формируются хлопья, которые вместе с твердыми нерастворимыми включениями поднимаются на границу водораздела. Всплывающий флотошлам удаляется скребками в отводящий лоток.

В сточной жидкости при прохождении через электроды протекают сложные химические реакции:

  • электролиз;
  • электрофорез;
  • поляризация частиц.

Интенсивность перечисленных циклов зависит от химической структуры жидкости, материала и типа стержней (нерастворимые, растворимые), напряжения в сети.

В результате установки водорастворимых электродов на аноде возникает эффект разжижение металла, и в стоки диффундируют катионы железа или алюминия. Соединяясь с кислотами или щелочами, они формируют гидраты или окиси, выступающие в процессе очистки активными коагулянтами.

Коагуляция твердых включений в межэлектродном промежутке может возникать не только из-за растворения анода. Уменьшение дисперсности частиц возможно и в случае электрокинетических явлений, разряда тока на электродах, генерации в растворе субстанций (хлор, кислород), нарушающих сольватные соединения на поверхности взвесей. Эти процессы могут происходить при применении нерастворимых стержней.

Реагенты во флотации

В целях улучшения качества фильтрации сточных жидкостей используют активные присадки:

  • для корректирования pH — щелочь, кислота (реактивы вводятся в жидкость для создания оптимальных условий взаимодействия примесей с коагулянтом и флокулянтами);
  • коагулянты — вещества, способствующие образованию пены (соли железа, алюминия);
  • флокулянты — полиакриламидные соединения, очищающие стоки от примесей посредством формирования хлопьев из коллоидных и мелкодисперсных частиц.

Отрицательным фактором реагентного метода обработки жидкостей является обязательное наличие сравнительно большой площадки под установку оборудования, а также присутствие дополнительного обслуживающего персонала.

Напорный флотатор: принцип работы, преимущества и сфера применения

Проблема переработки и удаления сточных вод возникает практически в каждом предприятии. Наиболее актуальна эта проблема для животноводческих предприятий и другой деятельности, которая связана с большим количеством органических отходов. Оптимальным устройством для решения этой проблемы является напорный флотатор для очистки сточных вод. Группа компаний «Полихим» предлагает разработку и производство напорных флотаторов для предприятий различного вида, производительности.

Описание напорного флотатора и его преимущества

Флотация представляет собой процесс извлечения из строчных вод гидрофобных элементов с использованием газовых пузырьков, нагнетенных устройством. Частицы органических веществ, которые плохо смачиваются водой, закрепляются на пузырьках и поднимаются на поверхность воды в виде пены.

Для интенсификации флотационной очистки сточных вод предварительно используется обработка стоков реагентами на основе коагулянтов и флокулянтов. Используемые реагенты выступают в роли сорбента, что дополнительно повышать эффективность водоочистки.

Использование напорного флотатора обладает рядом преимуществ:
• возможность регулировать параметры водоочистки в зависимости от степени загрязненности и необходимой степени очистки;
• работа установки независима от удаленности трубопроводов;
• реагенты распределяются равномерно, что обеспечивает дополнительную экономию;
• высокий уровень производительности;
• компактные размеры, обеспечивающие простоту транспортировки и монтажа;
• простата монтажа и обслуживания;
• возможность изготовления напорного флотатора из нержавеющей стали или с антикоррозийным покрытием;
• невысокая цена напорного флотатора с тем учетом, что по функциональности он не уступает дорогостоящим многоступенчатым установкам;
• длительный срок службы даже при интенсивной эксплуатации;
• широкий ассортимент конструкций, возможность заказа модели под свои нужды.

Читайте также:  Якорная скоба для теплого пола: описание, характеристики, применение

Напорный флотатор может быть поставлен со специальным шкафом, который позволяет контролировать процесс его эксплуатации.

Предназначение устройства

Сточные воды образуются в результате технологических процессов различных производств. В результате этого в стоки попадают органические и неорганические загрязнения, для удаления которых требуется использовать биологические, механические и физико-химические методы. Основным назначением промышленного флотатора является удаление загрязнений, которые остались после очистки механическим способом и не поддаются биологическому методу удалению. К таким загрязнениям относятся:

• нефтепродукты;
• жиры;
• нерастворимые соединения;
• масла;
• волокнистые загрязнения;
• поверхностно-активные вещества.

Сливом в систему канализации стоков, которые содержат запрещенные вещества, незаконно. Поэтому установка специальных очистительных систем является обязательным практически для любых производств. Напорный флотатор позволяет быстро и качественно удалить запрещенные вещества из сточных вод. Это поможет избежать штрафов и защитит окружающую среду.

Сфера применения

Использование качественного и надежного напорного флотатора позволяет повторно использовать сточные промышленные воды в различных технологических процессах.

Установка напорного флотатора целесообразна для ряда производств:
• фармакологическая промышленность;
• молокозаводы, мясоперерабатывающие, рыбоконсервные предприятия и другие фабрики пищевой отрасли;
• деревообрабатывающая промышленность;
• нефтеперерабатывающая промышлен6ность;
• металлургические комбинаты;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• горнодобывающие предприятия;
• кафе, рестораны, гостиницы;
• избавление от избыточного активного лица в коммунальных хозяйствах.

Для эффективной работы системы очистки сточных вод важен правильный расчет напорного флотатора. Специалисты компании «Полихим» не только изготовят напорные флотаторы различных конфигурации, но и максимально точно рассчитают необходимую производительность оборудования.

Дополнительные функции напорного флотатора

В зависимости от особенностей производства и его вида для эффективной работы очистной системы можно выбрать напорный флотатор, оснащенный дополнительными опциями:

1. Площадка обслуживания. Обеспечивает удобство и безопасность работы системы и позволяет контролировать работу оборудования.
2. Шкаф управления. Управление напорным флотатором может быть ручным и автоматическим. Шкаф управления программируемым контроллером и панелью для настройки работы. Возможен прием сигнала для удаленного управления системой.
3. Запорная арматура на линии сброса заказчика. Ее установка удобна при удаленном управлении системой. Позволяет сбрасывать осадок по таймеру.
4. Измерение объема поступающих стоков. Установка расходомера позволяет контролировать процесс производительности флотатора и процентного соотношения стока в сточных водах.
5. Крышка камеры флотатора. Если система напорной флотации будет иметь закрытый вид, можно гарантировать отсутствие неприятного запаха и выбросов.
6. Взрывозащитное исполнение системы. Эта опция реализуется использованием устойчивых к взрывам механизмов и узлов и системе флотатора.

Наличие дополнительных опций оговаривается при проектировании системы напорного флотатора. Это позволяет оптимизировать его работу для каждого предприятия, обеспечив максимальную производительность, удобство и надежность работы.

Принцип работы напорного флотатора

Принцип работы напорного флотатора заключается в использовании пузырьков воздуха, которые поднимают частицы загрязнений на поверхность и образуют слой шлама. Процесс очистки сточных вод с помощью напорного флотатора включает в себя такие этапы:

1. Обработка сточных вод реагентами. Загрязненный сток подается в трубный регистр, в котором происходит первичная обработка сточных вод. Статические смесители выполняют ввод и смешивание коагулянта и флокулянта. Сточная вода, обработанная реагентами, содержит скоагулированные загрязнения, которые подаются на камеру флотатора.
2. Флотация стоков. Сточные воды поступают в камеру флотации. Для обеспечения эффективности работы камера флотации имеет специальную конусовидную форму. Сточные воды частично подаются в сатуратор, где насыщаются воздухов. После чего насыщенные воздухом стоки подаются в камеру флотации. Изменение уровня давления приводит к образованию микропузырьков. Именно к ним прилипают загрязнения, поднимаясь на поверхность. Из пузырьков воздуха и загрязнений образуется пенный слой, который легко удаляется.
3. Процесс сепарации. Из зоны флотации стоки поступают в зону сепарации. Она находится внизу флотационной камеры. Зона сепарации оснащена ламелями, которые установлены под углом 60 градусов. В камере сепарации происходит окончательное выделение растворенного воздуха. Использование металлических ламелей позволяет значительно ускорить и улучшить процесс всплытия пузырьков воздуха.
4. Удаление пены. Основой процесса флотации является удаление загрязнений из стоков с помощью пузырьков. Однако после процесса флотации пузырьки также следует удалить. Этот процесс выполняется с помощью скребкового механизма с электропривода и приемного лотка, в который шлам попадает самотеком. Каркас, вали, пыли и устройство натяжения изготовлены из нержавеющей стали и обладают высоким показателем прочности. Скребки выполнены из прочного и стойкого к износу полимера, что гарантирует равномерное, быстрое и эффективное удаление флотопены.
5. Удаление осадка. В процессе очистки сточных вод образуется осадок, который собирается в нижней части камеры флотатора. Для обеспечения бесперебойной работы системы этот осадок нуждается в периодическом удалении.

Уникальность флотатора для удаления загрязнений из сточных вод заключается в минимальных вложениях в процесс очистки, возможности его автоматизации и широком ассортименте установок, позволяющим подобрать оптимальный вариант для различных производств.

Читайте также:  Что подарить на мангале
Запуск системы

Современные напорные флотаторы поставляются со всеми необходимыми элементами для запуска системы в работу. Необходимо оборудовать и подготовить помещение, в котором оборудование будет установлено. Оно должно иметь достаточное освещение и хорошую вентиляцию. Запуск напорного флотатора включает в себя такие этапы:

1. Подготовить основание, на котором будет размещена установка. Оптимальным решением для этого является ровный бетонный пол.
2. Подключение трубопроводов для подачи и вывода сточных вод.
3. Электрическая разводка, которая должна учитывать мощность флотационного оборудования. Подключение электрической проводки должно осуществляться на основе руководства по эксплуатации конкретного напорного флотатора.
4. Емкость флотатора следует залить чистой водой и произвести пробный запуск системы.
5. Управление большинством современных напорных флотаторов осуществляется через пульт. При этом можно выбрать как автоматический, так и ручной режим работы устройства. Пульт следует разместить так, чтобы он находится над флотационной установкой или недалеко от нее.

Напорный флотатор представляет собой эффективный и экономичный способ очистки сточных вод, позволяющий удалить из стока шлак с минимальным использованием реагентов. Компания «Полихим» занимается проектированием, изготовлением и продажей современных напорных флотаторов для очистки стоков в различных сферах промышленности.

Виды флотаторов для очистки сточных вод и что это такое

Что это такое?

Флотатор – это устройство для удаления взвешенных частиц и органики из воды путем комбинирования физических и химических процессов.

Способом флотации стоки очищают от:

  • масел;
  • жировых загрязнений;
  • нефтепродуктов;
  • поверхностно-активных веществ;
  • примесей органики.

Справка. В зависимости от типа загрязнения подбирается вид установки.

Принципы функционирования

В стоки, которые подвергаются очищению, разнообразными способами подается воздушная смесь. Не растворенные частицы присоединяются к капсулам с газом, проходящим сквозь жидкую среду. Затем всплывают наверх емкости в состоянии пены (фотошлама).

С поверхности стоков она собирается механизированным способом с помощью специальных скребков. Очищенная вода отводится из камеры флотирования.

Насыщать жидкость капсулами с газом можно несколькими способами:

  • механически;
  • напорно;
  • вакуумно.

Механизированное наполнение загрязненной жидкости газообразными смесями выполняют по следующим этапам:

  1. В центрифугах сточные воды перемешиваются до однообразного состояния. Одновременно проводят наполнение массы газами. Образующиеся капсулы притягивают и выводят на поверхность загрязняющие частицы.
  2. Тщательное взбивание стоков в резервуаре, оборудованном лопастями, прикрепленных к колесам.
  3. Вариант аэрации – наполнение стоков водовоздушной смесью через трубы, расположенные в нижней части резервуара.

При использовании напорного метода в загрязненную жидкость с помощью давления закачивается кислород. Применение вакуумного варианта – канализационные стоки насыщают молекулами воздуха в специальных емкостях.

Для того, чтобы воздушные капсулы имели требуемый объем, производят их дробление при помощи:

  • турбин;
  • форсунок;
  • пористых пластин;
  • решеток.

Интересно. С целью увеличения эффективности сбора мелкодисперсных загрязнений во флотационных установках часто применяют специальные реагенты. Они увеличивают степень адгезии взвесей с молекулами воздуха.

Достоинства и недостатки

Преимущества использования флотационных установок:

  • Устройство высокоэффективно для удаления многих видов мелкодисперсных веществ.
  • Флотация довольно быстро справляется с очищением сточных жидкостей.
  • Работа по очистке очищения выполняется непрерывно.
  • У всего оборудования простая конструкция.
  • Работы по обслуживанию флотаторов не подразумевают больших затрат.
  • Цена на оборудование достаточно невысокая.

При этом есть и определенные минусы флотационной чистки:

  • Этот вариант не позволяет удалить все виды взвесей из жидкой среды.
  • В некоторых процессах применяют реагенты, что удорожает стоимость очищения.
  • Необходимо постоянно контролировать параметры подаваемых газов. Иначе эффективность очищения значительно снизится.

Флотационные устройства при очистке жидкостей не используют в качестве самостоятельного этапа. Они эффективны в сочетании с другими вариантами избавления от грязи и взвесей из сточных сред. До флотации устанавливаются отстойники и фильтры чистки жидкости.

Важно. После обработки флотатором необходимо обеззараживание и последующая прогонка воды через специальные фильтры.

  • Чем большее количество взвесей в канализационных стоках, тем выше производительность флотационной установки.
  • Эффектность очищения во многом определяется объемом газовых капсул. Недостаточно большой пузырек не успеет подняться на поверхность. Они растворятся по пути наверх. Крупные пузыри будут всплывать очень быстро. Поэтому не соберут много взвесей.

Принцип работы флотатора

Эффективность работы также зависит от:

  1. типа флотатора;
  2. его производительности;
  3. степени автоматизации процесса.

Область применения

Флотаторы используются в основном в системах очищения на производствах:

  • коммунальные очистные сооружения;
  • мясо-молочные комбинаты;
  • птицефабрики;
  • консервные заводы;
  • маслозаводы и жировые производства;
  • нефтегазовая отрасль.

На горнодобывающих производствах такой метод часто используется для обогащения породы.

Виды флотационных устройств

Можно выделить основные варианты:

  • На жидкости создается пленочный слой, на который налипают нерастворимые элементы грязи.
  • Пенистая – в жидкость нагнетают газы и пенообразующие реагенты. Газовые капсулы притягивают к себе и доставляют наверх нерастворимые вещества. Химикаты необходимы для устойчивости пенистой шапки, которая удаляется механически. Затем она сгущается и проходит фильтрацию.
  • Маслянистая – капли масел стремятся вверх, забирая по пути взвеси. После этого масляный слой убирают и очищают.

Важно. Чаще всего в очистных комплексах используется принцип пенистой флотации. Этот вариант избавления от загрязняющих веществ наиболее эффективен.

Кроме того, оборудование классифицируется по виду образования воздушных капсул.

Механический тип

Флотационное оборудование простого типа резервуары, в которых осуществляют перемешивание канализационных отходов лопастями.

Оборудование подходит для жидкостей с высоким количеством взвешенных загрязнений, склонных к пенообразованию.

Напорный

Самыми эффективными и наиболее распространенными являются флотационная установка с подачей газов в воду напорным способом. Его используют, если плотность взвесей сравнима плотности жидкости. В этом варианте мелкодисперсные загрязнения не выпадают в осадок.

Читайте также:  Что лучше ОСБ или гипсокартон на стены

Напорный флотатор

Основой данного метода является введение газов в воду под давлением в специальных емкостях. Затем водовоздушная смесь подается в резервуар со стоками. Из-за перепада давления происходит активное образование мелких газовых капсул.

Действие сил поверхностного натяжения закрепляет их к молекулам загрязнений. Образованный флотошлам всплывает на верх резервуара. Здесь он механически удаляется.

Принцип работы простейшей флотационной машины:

  1. В смесительную камеру насоса поступают воздух и вода. Здесь выполняется растворение газа в жидкости. Остатки избыточного воздуха выпускается посредством клапана.
  2. Водная смесь с воздушными капсулами по системе труб поступает в танк флотационной установки.
  3. В эту емкость также заливают канализационные стоки, которые прошли предварительную очистку в отстойнике.
  4. В резервуаре происходит сбор взвешенных загрязнений посредством капсул с газом.
  5. Фотошлам собирается в верхней части емкости в виде пенного слоя, который убирается механически.

Практически чистая вода сливается из флотационного танка. Часть ее перенаправляется в насос для повторного смешивания с газом.

Электрический

Для выделения взвешенных загрязнений из канализационной массы также используют электрический ток.

Электрический флотатор

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод электрического типа:

  1. В резервуаре с загрязненной водой размещаются электроды.
  2. После подачи напряжения молекулы воды разделяются на кислород и водород. На концах электрических стержней образуются капсулы с электролитическими газами.
  3. Они поднимаются вверх, собирая частицы загрязнений.

Справка. При проведении электрической очистки стоков используется минимальное количество химических добавок.

Этот вариант достаточно эффективен при установке стержней из алюминия или железа. В качестве вспомогательных реагентов для образования устойчивых соединений взвесей грязи и капсул газа выступают ионы металлов.

Большим достоинством использования электроустановок является простая конструкция, не занимающая много места.

В составе такого оборудования отсутствуют емкости для реагентов и сатураторы. Но увеличиваются затраты на электроэнергию при очистных работах. Кроме того, требуется оборудование для вывода водорода.

Для введения в воду воздуха также используют различные материалы с пористой структурой. В некотором оборудовании производится выделение газа в результате реакций химического типа.

Химические добавки

Реагенты для флотационного очищения жидкости значительно повышают эффективность работы оборудования.

Флотореагенты классифицируются на три основных группы:

  • Коллекторы – предназначены для удаления водной пленки с поверхности взвешенных частиц. Этим обеспечивается возможность соединения взвесей с пузырьками газа.
  • Пенообразователи – образуют плотную оболочку газовых капсул. Они же регулируют размер пузырьков, препятствуя их увеличению.
  • Модификаторы или регуляторы – влияют на количество молекул, которые прилипают к молекулярным взвесям. Кроме того, от них зависит степень закрепления связи.

Подбор реагентов осуществляется в зависимости от вида оборудования и состава очищаемой жидкости.

Кто занимается производством?

Перед покупкой флотационных машин требуется четко определиться с параметрами.

Параметры подбираются исходя из следующих условий:

  • Состав и характер канализационных стоков.
  • Температура и равномерность подачи воды.
  • Куда сбрасывается очищенная вода.

В Москве и Санкт-Петербурге реализацией установок занимаются довольно много компаний:

  1. Завод «ТехВодХоз» флотаторы марки ТР, стоимость от 313 500 рублей.
  2. Торговый дом «Оборудование водоочистки» напорные установки марки DAF.
  3. ООО «Росинтерэко» флотаторы и двухступенчатые установки марки «Ангара».

Важно. Необходимо учитывать требования к обработке и удалению осадка, степени обеззараживания.

Монтаж

Монтирование флотаторов выполняется согласно инструкции по эксплуатации. Она поставляется в комплекте документов вместе с установкой.

Этапы работы:

  1. Машину монтируют на фундамент и закрепляют.
  2. Производят подключение трубопроводов.
  3. К установке подводят силовые кабели.
  4. Устанавливают и подключают автоматизированные системы управления.

Перед продажей все установки проходят гидроиспытания.

При подборе вида флотационного оборудования стоит учитывать:

  • тип канализационных стоков;
  • степень загрязнения жидкой среды;
  • объемы очищения.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором показан принцип работы флотационного устройства на примере компании Экосистема.

Заключение

Флотационные системы чрезвычайно важны для качественной очистки сточных вод, независимо от типа устройства. Перед приобретением важно ознакомиться со всеми характеристиками флотатора и информацией о производителе.

Виды и устройство флотаторов для очистки сточных вод

Виды и способы флотации

Очистка стоков методом флотации может производиться различными способами. То есть, именно образование пузырьков воздуха происходит с использованием различных методов. Рассмотрим все возможные.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

Причем здесь воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным. В первом случае в воду под высоким давлением запускают воздух, в результате чего на всех слоях воды образуются нужные пузырьки. В случае с вакуумной флотацией сточная вода проходит через аэрационную камеру, где усиленно насыщаются воздухом. После этого стоки поступают в дезаэратор, где из воды удаляется лишний воздух (не растворившийся). Затем серая жидкость переливаются именно во флотационную камеру, где давление падает до критической точки, от чего и происходит образование пузырьков воздуха.

Механический способ насыщения воды воздухом

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в трех основных способах:

  • Перемешиванием сточных вод в специальной центрифуге при помощи турбины. В этом случае установка носит название импеллер и позволяет добиться образования пузырей небольшого диаметра. В основном импеллер используется для очистки воды от продуктов нефтепроизводства или от жиров. Импеллер хорош тем, что позволяет варьировать величину воздушных пузырей в результате схемы проведения флотации. То есть, чем выше скорость вращения турбины, тем мельче будут пузырьки в воде.
  • Перемешивание воды при помощи специального рабочего колеса с лопастями. Такой метод является безнапорным и хорош для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей, таких как волосы, нити, шерсть и пр. Пузыри при безнапорном способе флотации получаются достаточно крупными.
  • Обогащение стоков воздухом с использованием специальных труб, которые располагаются на дне приёмного резервуара для грязной воды. Этот способ носит название пневматический. Используется в том случае, если есть необходимость очистки стоков, которые являются агрессивными для обработки их в импеллере или безнапорном колесе.
Читайте также:  Электрический лобзик по дереву: инструкция по выбору своими руками, особенности полотен

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Этот способ заключается в проведении потока воздуха сквозь специальные пористые структуры. В качестве примера можно привести специальные тонкие пластины с тонкими щелями по всему периметру. Причем чем тоньше будет щель в пластине, тем мельче будут воздушные пузыри.

Электролиз

Этот способ образования пузырьков воздуха считается одним из наиболее эффективных. Схема действия метода заключается в помещении в воду специальных электродов, по которым в стоки проводят ток. В месте расположения электродов (в месте их контакта с водой) происходит формирование нужных пузырьков.

Флотационная очистка

Предварительная химическая обработка сточных вод коагулянтом и флокулянтом происходит в трубчатом флокуляторе, которым оборудована флотационная установка.

Сточные воды, подвергнутые предварительной химической обработке, направляются на флотационную установку. По приточному трубопроводу поток воды попадает во флотационный резервуар, во входной трубе интенсивно смешивается с воздухом, нагнетаемым насыщающим насосом.

Пузырьки газа прикрепляются к частицам твёрдого вещества, в результате чего образуются хлопья из твёрдого вещества и газа, которые легче воды и поэтому всплывают вверх. Размер микропузырьков можно легко регулировать и существенно уменьшать образование больших пузырьков, препятствующих флотационному процессу. Хлопья из твёрдого вещества и газа всплывают во флотационном бассейне и образуют слой флотата (флотационный пенный шлам) на поверхности воды.

Ленточный сбрасыватель сдвигает этот слой в лоток отвода флотата, при этом флотат дополнительно обезвоживается балкой сбрасывателя.

По мере накопления бункера пенный шлам самотеком поступает в накопительную емкость, а затем подается на обезвоживание.

Флотационная установка для физико-химической очистки производственных сточных вод включает в себя:

  1. трубчатый флокулятор;
  2. воздушно-напорный флотатор;
  3. систему подготовки сжатого воздуха;

При выборе флотационной установки для очистки производственных сточных вод особое внимание необходимо обратить на следующие факторы:

  • При применении флотатора с горячим или соленым стоком растворимость воздуха в воде снижается. В этом случае, необходимо предусмотреть нагнетательную систему большей производительности.
  • Перед подачей стоков на флотатор необходимо предусмотреть механическую решетку с прозором не более 1 мм.
  • Насос подачи стоков на флотатор должен быть с частотным регулятором для обеспечения постоянного потока.

Какие вещества включает флотация

Флотацию можно назвать одним из способов, которые используются для очищения сточной воды.

Безнапорная флотация должна выполнятся под наблюдением специалистов

Но если говорить конкретно о данном методе очищения, то цель флотации заключается только в том, чтобы вывести на поверхность различные мелкие вещества, которые схожи с водой по плотности и не могут осесть на дно. Флотацию используют для того, чтобы очистить сточные воды от жиров, ПАВ, волокон, продуктов нефти. Кроме того, в некоторых случаях процесс может помочь удалить даже растворенные в воде элементы.

В основе флотационного очищения лежат сложные химический и физический процессы. Здесь рассматривается каждая индивидуальная способность того или иного вещества к смачиванию. Благодаря этому определяют, как будет вести себя вещество в процессе разделения.

Есть два вида веществ:

  1. Гидрофильный. Им присуща хорошая смачиваемость.
  2. Гидрофобный. Такие вещества не смачиваются.

После того как будет определено вещество, его можно удалить при помощи очистки флотацией.

Виды сооружений

В таблице охарактеризовано оборудование, которое применяется на разных этапах очистки стоков.

Для механического этапа:

Установка Что собой представляет Принцип работы
Песколовки Горизонтальные или вертикальные установки продолговатой формы. Вода движется по оборудованию со скоростью 0,15-0,3 м/с. При таком темпе минеральные примеси диаметром от 0,25 мм оседают на дне, а мелкие частицы органики остаются в воде.
Отстойники Резервуары, где вода стоит или очень медленно двигается. Механические примеси оседают на дно под силой земного притяжения.
Решетки Фильтрующее полотно из металлических стержней, которые находятся на расстоянии 2-8 мм друг от друга. Вода проходит через стержни, а крупный мусор задерживается.
Нефтеловушки и нефтепескоуловители 3-4 отдельных камеры, соединенных между собой. В камерах стоки отстаиваются, проходят через решетку и коалесцентный фильтр, сорбционные материалы.

Для физико-химического этапа:

Установка Что собой представляет Принцип работы
Флотаторы Резервуары, в которых образуются пузырьки газа. Они генерируются электронасосом / в процессе электролиза / вращающимися турбинами. Пузырьки газов поднимаются и захватывают с собой мелкодисперсные частицы.
Флокуляторы Система труб, в которых коагулянт смешивается со стоками, и происходит химическая реакция. Коагулянты объединяются с загрязнениями, образуют крупные хлопья и выпадают в осадок.

Для биологического этапа:

Установка Что собой представляет Принцип работы
Аэротенки Прямоугольный резервуар, по которому протекают стоки, смешанные с активным илом. Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами.
Мембранные биоректоры Аэротенк с мембраной, которая задерживает активный ил после переработки органики. Аэробные бактерии в присутствии кислорода расщепляют органику. О2 подается механическими или пневматическими аэраторами.
Биофильтры Резервуар с загрузочным материалом, на поверхности которого образуется пленка из микроорганизмов. Воды проходят через пористый фильтр-загрузку. Биологическая пленка на гранулах расщепляет загрязнения.
Читайте также:  ТОП-13 лучших телевизоров с функцией Smart TV: рейтинг, какой лучше выбрать
Установка Что собой представляет Принцип работы
Неподвижные перегородки Установки с фильтрующим полотном разной пористости. Вода проходит через фильтры, и загрязнения остаются за разделительным полотном.
Зернистые фильтры Гранулированные пористые материалы, которые засыпаются в трубы, резервуары, колбы. Вода проходит через гранулы абсорбирующего материала, и загрязнения накапливаются на их поверхности.
Ультрафильтрационные системы Фильтры, оснащенные мембранами – материалами с размером пор до 0,2 мкм. Мембраны пропускают воду, а высокомолекулярные загрязнения (99,9% примесей) задерживают.

Оборудование для дезинфекции:

Установка Что собой представляет Принцип работы
Озонаторы Электрические установки с длинными шлангами. Приборы генерируют озон, который по трубкам проникает в воду. Озон окисляет липиды и липопротеины клеточной стенки бактерий. Это приводит к структурным изменениям, несовместимым с жизнью клеток.
УФ-обеззараживатели Аппараты, оборудованные несколькими лампами. Они погружаются в воду и там излучают УФ-лучи. Лампы генерируют волны длиной 200-280 нм. Они разрушают генетический аппарат вредоносных бактерий и вирусов, что не дает им размножаться.

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод

Принцип работы флотатора основан на пропускании через очищаемую среду пузырьков воздуха с целью образования пены. Данная пена называется флотошлам, который снимается и отводится на специальные устройства по обезвоживанию. Для того чтобы пузырьки захватывали и уносили с собой загрязнения, необходимо предварительное добавление специальных веществ – коагулянтов и флокулянтов. Данные вещества обладают высокой адгезивностью, то есть они помогают загрязняющим веществам слипаться друг с другом и с пузырьками воздуха, образовывая так называемые флоккулы.

Пузырек, проходя из сопла или форсунки распределяющего устройства наверх, захватывает с собой липкие загрязняющие вещества. Такой процесс проводится до тех пор, пока вода не достигнет нужного эффекта очистки.

Сложность процесса заключается в том, чтобы точно подобрать дозу коагулянта и флокулянта так, чтобы сила адгезии была достаточно высока, для слипания с пузырьком, но при этом образовавшиеся хлопья были не слишком большого веса, чтоб не повредить пузырек воздуха.

Принципы очистки

Флотационная очистка сточных вод подразумевает реализацию следующей последовательности процессов:

  • Сточные воды закачиваются в специальную рабочую ёмкость (электрофлотатор).
  • Жидкость обогащается кислородом.
  • Пузырьки воздуха контактируют с частицами загрязнений и собирают их на границе газ-жидкость.
  • Пузырьки с загрязнениями поднимаются на поверхность с образованием пены или плёнки.
  • Пена или плёнка удаляется специальными механическими приспособлениями.

Пузырьки воздуха с требуемыми размерными параметрами формируются с помощью механического дробления в турбинах, форсунках, пористых пластинах, решётках. Флотация с помощью пузырьков может быть спровоцирована перенасыщением H2O, кислородом или электролизом (электрофлотация).

Пузырьки образуются тремя основными способами: механическим, напорным и вакуумным. При напорном способе в жидкость под высоким давлением подаётся кислород. Пузырьки формируются нужного размера по всему объёму стоков. При вакуумном способе сточные воды проходят через камеры, в которых производится их насыщение кислородом. После очистки жидкость подаётся в специальную камеру, где остатки нерастворённого воздуха удаляются.

Механический метод может быть выполнен следующими способами:

  • Выведение стоков в центрифугу. В этой специальной ёмкости происходит перемешивание жидкости, придание ей однородной структуры. При движении загрязнённая вода насыщается кислородом, в результате чего образуются небольшие пузырьки.
  • Перемешивание производится в резервуаре, который оснащён специальными колёсами с лопастями.
  • С помощью нагнетания кислорода в аэраторах (резервуарах, на дне которых установлены вводные трубы для подачи кислорода).

Схема, включающая флотатор для очистки сточных вод

Технология, предполагающая флотатор в качестве главного обрабатывающего модуля, всегда включает реагентное хозяйство и устройство для создания пузырьков воздуха. Реагентное хозяйство представляет собой емкость с реагентами (коагулянты, флокулянты, щелочь для корректировки pH) и реактор для смешения реагента с водой.

В качестве устройства для создания пузырьков воздуха, как правило, используется сатуратор, представляющий собой камеру смешения воздуха с водой с целью создания водовоздушной смеси. Далее эта смесь направляюется во флотатор. Устройство сатурации оснащено мощным насосом для нагнетания воздуха.

Флотатор никогда не используется отдельно, он всегда включен в общую схему очистки воды. Полная схема, как правило, состоит из этапов предварительного отстаивания, физико-химической обработки (флотатор или коагулятор) и последующей механической очистки на фильтрах.

Иными словами, флотатор не может обеспечить всю очистку, это только отдельный узел, требующий предварительной обработки и последующей. Попадание во флотатор песка или других грубодисперсных примесей приведут к поломке прибора. Также данный прибор не может обеспечить обеззараживание и полную очистку от нефтепродуктов. Поэтому, после него необходима ультрафиолетовая установка и сорбционные (или механические) фильтры.

Принципиальная схема основана на процессе флотации. Флотация – это обработка сточных вод пузырьками воздуха с целью извлечения растворимых и эмульгированных веществ. Вода поступает на главный обрабатывающий модуль. Туда же в напорном (или безнапорном) режиме подается заранее приготовленный реагент в реакторе. Также во флотатор подаются пузырьки воздуха с помощью устройства сатурации. Во флотаторе для очистки воды происходит обработка сточных вод реагентами и пузырьками воздуха, происходит всплытие большей части флокул в виде флотошлама. Всплывший флотошлам убирается с поверхности воды скребковым транспортёром в шламосборник.

Данный шлам очень неустойчив к механическим колеваниям, поэтому с поверхности воды он собирается аккуратно с целью не разбить пену.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: