Флотационные установки

Оборудования для коагулирования

Коагуляция – процесс объединения коллоидных частиц в более крупные, которые осаждаются под действием силы тяжести.

Флокуляция – процесс агрегации взвешенных веществ с добавлением высоко молекулярных соединений (ВМС) - флокулянтов.

Для интенсификации процессов осаждения и флотации применяют коагулянты и флокулянты.

В качестве коагулянта используют соли алюминия, соли железа, а так же смеси солей сульфат алюминия (AI₂(SO₄)₃ и хлорид железа FeCI₃) в соотношении от 1:1 до 1:2 и алюминийсодержащие отходы, травильные растворы, шлаки, пасты и смеси. Приготовление и доза коагулянта зависит от содержания твердых примесей в сточных водах, и производят их в виде суспензий и растворов. Растворение коагулянта производят в баках (не менее двух). Концентрация раствора коагулянта в растворных банках должна составлять 10-17%. Затем концентрированные растворы перемешивают с водой в расходных банках лопастными мешалками, воздухом или циркуляционными насосами.

Для смешивания сточных вод с коагулянтами применяют смесители. Они бывают:

- дырчатыми и представляют собой железобетонный или металлический лоток с дырчатыми перегородками. Расстояние между перегородками принимают равным ширине лотка. Диаметр отверстий 20-100 мм.

- перегородчатый смеситель представляет собой лоток с перегородками, имеющий проемы. Расстояние между проемами равно двойной ширине лотка. Время пребывания воды в смесителе 3-5 мин.

- вертикальный смеситель представляет собой цилиндр с коническим днищем. Перемешивание в нем достигается изменением скорости движения в конической части. Время пребывания в смесителе – 1,5-2 мин.

Для обеспечения образования хлопьев коагулянта применяют камеры хлопьеобразования. Используют следующие камеры:

- перегородчатые представляют собой резервуар, разделенный перегородками на 8-10 коридоров. Ширина коридора не менее 0,7 м. Скорость движения воды в камере 0,2-0,3 м/с.

- вихревые камеры представляют собой цилиндр с коническим дном. Время пребывания воды в камере 6-10 мин.

- водоворотные камеры конструктивно объединяются с вертикальными отстойниками. Время пребывания воды в камере 15-20 мин, а время осаждения 1 ч.

Является наиболее эффективным методом для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей.

Достоинством флотационных установок является:

- непрерывность процесса;

- широкий диапазон применения;

-небольшие капитальные и эксплуатационные затраты;

-простота аппаратуры;

-селективность выделения примесей по сравнению с отстаиванием;

-большая скорость процесса;

-высокая степень очистки 95- 98%.

Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ, легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов. Все это способствует успешному проведению дальнейших стадий очистки.

Сущность процесса флотации заключается в действии молекулярных сил, способствующих слиянию частиц ЗВ с пузырьками тонкодиспергированного воздуха и всплыванием образующихся при этом систем на поверхность. Всплывшие на поверхность сточной воды пузырьки воздуха образуют пенообразный слой, насыщенный флотируемым веществом.

Флотаторы

Флотаторы представляют собой отстойники радикально типа с встроенной флотационной камерой. Камера имеет механизм для сгребания пены.

Практическое применение получили установки двух типов, отличающиеся способом диспергирования воздуха:

- турбиной насосного типа;

- изменением давления (напорная флотация с добавкой коагулянта)

Установка для напорной флотации включает в себя: сборные (приемные) емкости для сбора сточной воды, насосы, эжекторы или компрессоры, напорный резервуар для насыщения воды воздухом (сатуратор), флотационную камеру и оборудование для сбора и удаления пены с загрязнениями.

В биологических и химических флотационных установках очистка воды происходит в результате взаимодействия пузырьков газа размером 5-50 мкм с поверхностью взвешенных в воде частиц, которые освобождаются от воды.

Установки с напорной флотацией на практике применяют в сочетании с химической коагуляцией, что позволяет обеспечить осветление воды за 15-45 мин со скоростью в 4-5 раз превышающую скорость осаждения. Эффективность очистки флотацией равна 85-95 %.

Напорные установки могут быть использованы и в различных технологических схемах.

В прямоточной схеме вся обрабатываемая вода поступает в сатуратор и насыщается воздухом. Схема наиболее проста в осуществлении и эксплуатации, но требует большого расхода энергии. Ее целесообразно применять для удаления коллоидных или хлопьевидных частиц, которые могут разрушаться в сатураторе.

При частично прямоточной схеме 30-70 % неочищенной воды направляется в сатуратор, а остальная часть - сразу же во флотатор. Это позволяет сократить расход энергии на проведение процесса очистки.

В схеме рециркуляцией в сатуратор подается 20-50 % очищенной воды. Такую схему применяют при очистки стоков, содержащих хлопьвидные взвешенные вещества, при использовании коагулянтов и флокулянтов, при уплотнении активного ила и др. При этой схеме расход воздуха на флотацию меньше, чем при использовании прямоточной схемы. Однако с рециркуляцией воды объем флотационной камеры увеличивается.

Флотационные илоуплотнители

Такие установки используют для сгущения активного ила в процессах биологической очистки сточных вод. Установки работают по принципу напорной флотации.

Импеллерная флотация

Импеллеры – турбинки насосного типа. При вращении импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки, выносящие на водную поверхность флотационной камеры загрязнителя. Для такой флотации требуется высокая степень насыщения воды воздухом. Диаметр импеллера составляет 600-700 мм. Рис. 17.

Рисунок 17. Фильтр с импеллером

1 – камера; 2 – труба; 3 – вал; 4 – импеллер.

Широко используется для процессов обогащения сырья и очистки сточных вод от веществ, легко переходящих в пену. Недостатком этого вида флотации является невозможность использования коагулянтов, так как при турбулентном перемешивании воды происходит разрушение хлопьев коагулянта. Продолжительность флотации зависит от свойств воды и примесей и определяется экспериментально (примерно15-20 мин).

Пневматическая флотация

Данные установки применяются для очистки сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные по отношению к механизмам, имеющим движущиеся части (насосы). При флотации с помощью пористых пластин воздух пропускается через пористые керамические пластины или колпачки. В результате такой операции образуются мелкие пузырьки, поднимающиеся вверх загрязнители, которые вместе с пеной переливаются в кольцевой желоб и удаляются из него. Этот способ флотации по сравнению с другими имеет следующие преимущества: простота конструкции флотационной камеры и меньшие затраты энергии (отсутствуют насосы, импеллеры). Производительность такого флотатора зависит от величины отверстий, пористого материала, давления воздуха, расхода воздуха, продолжительности флотации, уровня во флотаторе.

Дата добавления: 2014-11-29