Флотационная очистка сточных вод

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;

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 6dи (где dи – диаметр импеллера). Высота флотационной камеры Hф принимается равной 1,5-3 м, продолжительность флотации tф = 20÷30 мин. Флотатор с импеллером представлен на рис. 4.14.

Флотация метод очистки сточных вод

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.

5.189.134.229 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Суть метода флотации для очистки сточных вод

Очистка практически любого вида сточных вод методом флотации довольно распространенный сегодня способ утилизации канализационных сбросов и применяется повсеместно в тех местах, где его применение является наиболее выгодным с технической точки зрения.

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) — это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

Гидрофобные — это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые.

Флотационные методы лучше других справляются с удалением из стоков поверхностно активных веществ. Для целей очистки стоков применяют специальные флотационные машины, устройства напорного типа, механические, электрофлотационные и другие аппараты.
Зачастую механический флотационный способ очистки используют для стоков содержащих легкофлотируемые гидрофобные загрязнения, к которым относятся жиры, масла, нефтепродукты и другие вещества. Если следует очистить сточные воды от загрязняющих веществ, которые перед флотацией следует агрегировать, то применение таких устройств без предварительных этапов очистки является неэффективным. Турбулентные потоки внутри камеры разрушают агрегаты загрязнителей, чем усложняют процесс очистки. Поэтому флотационные аппараты очищающие стоки механическим путем зачастую применяют для очистки нефтесодержащих и жиросодержащих стоков. В таких водах загрязнители являются легко флотируемыми, что обеспечивает высокую степень очистки.

Также оправданным является использование механических флотаторных машин в тех случаях, когда напорные устройства применять нецелесообразно (например, для очистки стоков с температурой 30-60оС). Обуславливаются такие ситуации ухудшением показателей растворяемости газов в воде, что влечет за собой снижение эффективности работы напорных машин.

Использование для очищения стоков электрофлотационных машин и устройств повышает энергоемкость процедуры очистки, что ограничивает сферы применения этого метода. Известны случаи, когда используют флотационные пневматические машины, но отметим, что эффективность этого способа не высока. По сравнению с этими двумя видами флотационных аппаратов механические флотаторы имеют множество преимуществ.

Флотатором называют устройство, которое разделяет смесь воды и загрязнителей за счет использования воздушного потока. Флотационные установки включают систему смешивания с реагентами (такими как флокулянт и коагулянт), и pH-контроллер. Система смешивания с реагентами работает автоматически, в зависимости от поступаемого в устройство потока, происходит регулирование подачи реагентов. Также флотаторы имеют скребки, с помощью которых удаляют пену с поверхности стоков.
Процесс флотации – сложный физико-химический процесс, который заключается в создании комплекса «пузырек-частица». Когда этот комплекс всплывает на поверхность, он образует пенный слой, в котором содержание загрязнителей намного выше, чем в исходных стоках.

Флотационные очистки можно разделить на три вида, в зависимости от способа получения пузырьков:

— флотация с помощью пузырьков, образованных путем механического разделения воздуха. Делают это каскадным методом или с помощью механических турбин-импеллер, пористых пластин, форсунок;

— флотация с помощью пузырьков, которые образовываются от пересыщенных растворов воздуха в стоках, может быть напорной и вакуумной;

Процесс флотации, а именно непосредственного образования комплекса из загрязнителя и пузырька, происходит в три этапа:

1. Приближение пузырька к загрязняющей частице;

2. Соприкосновения пузырька и частицы;

3. Прилипание загрязняющей частицы к поверхности пузырька.

На прочность и длительность соединения этих элементов влияют:

— размер частицы загрязнителя и пузырька;

— физико-химических особенностей частицы, воздуха и сточной воды;

— гидродинамических условий и т.д.

Непосредственно процесс флотации происходит следующим образом. Зачастую и поток жидкости, и воздушный поток движутся в одном направлении. Взвешенные загрязняющие частицы распределены по всему объему стоков, и во время совместного движения с пузырьками они сталкиваются и соединяются. В том случае, если размер воздушного пузырька слишком велик, по сравнению с размерами частицы, то и скорость движения у него будет намного ниже, что делает процесс соединения этих элементов практически невозможным. А еще крупные пузырьки нередко становятся виновниками разрыва уже существующих связей между пузырьком и частицей. Поэтому во флотаторах должны находиться пузырьки не больше определенного размера.

Процесс вакуумной флотации основывается на понижении давления во флотаторной камере. Этот процесс сопровождается выделением воздуха, который содержится в стоках. Вакуумная флотация происходит в спокойной среде, а значит связь между комплексом «пузырек-частица» будет прочнее и долговечнее. Иными словами эта связь разрушается уже тогда, когда частица достигла поверхности.

Напорная флотация протекает в две стадии. Первая – насыщение стоков воздухом под давлением, вторая – отделение пузырьков воздуха подходящего размера и подъем на поверхность взвешенных и эмульгированных веществ. В том случае, когда этот процесс не сопровождается добавлением реагентов, напорную флотацию считают механическим способом очистки стоков.

Импеллерные флотаторы зачастую используются для очистки нефтесодержащих стоков, но могут применяться и для очистки других промышленных сточных вод. Но следует сказать, что такой способ флотации является не очень распространенным.

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы

Чтобы пузырьки воздуха имели небольшие размеры, часто используют специальные пористые материалы, которые имеют определенное расстояние между отверстиями, и не пропускают пузырьки большего размера в систему. Также на размер пузырьков влияет скорость подачи воздуха, чем выше скорость, тем больший размер будут иметь пузырьки, что является нежелательным
Электрофлотация

Стоки насыщаются воздухом за счет пузырьков, которые образовываются на катоде. Электрический ток при этом влияет на химический состав жидкости, состояние и особенности нерастворимых в воде примесей. Эти изменения могут носить как положительный, так и отрицательный характер.

Флотация метод очистки сточных водСхема установки напорной флотации

1 –труба подачи СВ, 2 – приемный резервуар; 3 – всасывающая труба; 4 – труба подачи сжатого воздуха; 5 – насос; 6 – сатуратор; 7 – флотационная камера; 8 – сопла; 9 – пеносборник; 10 – труба отвода ОВ.

1 – подача газонасыщеннойСВ; 2 – патрубок отвода нефти; 3 – корпус резервуара; 4 – желоб для сбора нефти; 5 – флотационная зона; 6 – отстойная зона; 7 – патрубок отвода газа; 8 – отвод ОВ; 9 – перфорированные трубы отвода осадка; 10 – патрубки отвода осадка

Принципы флотационной очистки

1 апреля 2012 г

Очистка практически любого вида сточных вод методом флотации довольно распространенный сегодня способ утилизации канализационных сбросов и применяется повсеместно в тех местах, где его применение является наиболее выгодным с технической точки зрения.

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) — это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

  • гидрофобные
  • гидрофильные

Гидрофобные — это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые. Суть флотации состоит в том, что при использовании данного метода пузырьки воздуха и выделяемые масляные капли быстро поднимаются к границе раздела фаз и, тем самым уносят вместе с собой гидрофобные частицы. Более того, именно этим методом и очищаются сточные воды многих современных предприятий и заводов от различных взвесей и органических веществ.

Существует ещё один метод очистки сточных вод — это метод пенной флотации. Его отличие от первого метода в том, что вначале частицы проходят обработку реагентами. Затем воздушные пузырьки выталкивают данные реагенты на поверхность воды, в результате чего образуется слой пены, который и уносит различные органические соединения. Более того, кроме реагентов производители добавляют туда ещё и пенообразователь, который повышает устойчивость пены.

Принцип явления флотации и его использование

Гидрофобные частицы сближаются с пузырьками воздуха в воде, в результате чего образуется небольшая прослойка. Эта прослойка становится всё меньше и меньше, и, в итоге, наступает критический момент, когда она неизбежно рвётся. После этого обычно происходит полное смачивание гидрофобной частицы.

Далее пузырёк воздуха прилипает к данной частице, и поднимаются к границе раздела фаз, это происходит за счёт того, что плотность пульпы (жидкой среды) гораздо выше плотности пузырька с частицей. Иными словами, они флотируют, в результате чего образуется слой пены, который автоматическии удаляется из флотатора. Также существует небольшой нюанс в данном процессе. На устойчивость связи пузырька с гидрофобной частицей влияют такие факторы как: размер пузырька и частицы, их физико-химические свойства, а также водной среды, в которой они находятся.

Теперь же мы можем рассмотреть конструкцию флотационной установки. Во-первых, струя воздуха и струя воды располагаются друг от друга на очень небольшом расстоянии. Во-вторых, они направлены в одну сторону, что и позволяет частицам воздуха слипаться с частицами воды. Более того, во флотационную камеру подаются частицы определённого размера, которые установлены неоднократными опытами, что позволяет сделать работу установки оптимальной. Иначе, если пузырёк будет иметь слишком большой объём, то изменится скорость потока и, соответственно, частицы не будут успевать прилепляться друг к другу. Ещё одной причиной, по которой частицы должны иметь определённый размер это то, что при перемешивании воды происходит разрыв соединений между гидрофобными частицами и пузырьками воздуха.

В чём различие между импеллерной и напорной флотацией. которые используют пористые материалы для очистки постоянно поступающих в систему сточных вод?

При применении напорной флотации воды насыщается воздухом, который подаётся под большим давлением. Если при применении данного метода в воду не добавляются реагенты, то этот метод очистки сточных вод называется физическим. Большим плюсом напорной флотации является то, что при её использовании есть возможность регулировать размер и объём пузырьков, а также количество воздуха, которое растворяется в период работы.

Существует ещё один метод флотации – это метод импеллерной флотации. который широко используется в нефтеперерабатывающей промышленности. Данный метод отличается от всех остальных тем, что обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются хлопьевидной формы. Чтобы получить лучший результат при использовании импеллерной флотации, во флотатор добавляются поверхностно-активные вещества.

Для получения пузырьков небольшого размера производители используют пористые материалы, которые понижают скорость истечения воздушной струи, в результате чего и образуются небольшие пузырьки.

Также эффективность флотации повышается благодаря использованию коагулянтов. помогающие удалять те или иные загрязнения в виде весьма стойких эмульсионных соединений.

Обезвоживание в отстойниках-сгустителях, сушилка и гидроциклоны являются следующими этапами очищения сточных вод от различных взвесей и органических соединений. Но это уже совсем другой разговор и об этом в следующий раз.

В заключение хочется сказать, что благодаря методу флотации наши озёра и пруды сохраняют свою первозданную прозрачность и красоту, что, конечно же, очень приятно обычным людям. И не будь этого метода, возможно, многие прекрасные пруды и реки превратились бы в болота, заполненные отходами с различных предприятий.

Применяемое оборудование компании Argel :
— Flotomax S — напорный флотатор из стеклопластика;
— Флотатор ФДП — флотационная установка.

Флотационная очистка сточных вод

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Флотационная очистка сточных вод

Выполнил: Трухин Павел Викторович

В настоящее время очистка сточных вод предприятий является актуальной экологической проблемой, существующей во всех регионах России. Несмотря на все меры и методы, применяемые для очистки сточных вод, загрязнители продолжают поступать в водные объекты. Данная тема актуальна, так как она рассматривает пути уменьшения сброса неочищенных (например, нефте- и жиросодержащих отходов) сточных вод в водоемы.

Цель работы: изучить способы флотации, интенсификация флотационного процесса.

1. Изучить материал на данную тему

2. Провести эксперимент, используя различные реагенты

3. Изучить полученные результаты

4. Сделать вывод

1.Сущность процесса флотации

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) — это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

Гидрофобные — это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые. Суть флотации состоит в том, что при использовании данного метода пузырьки воздуха и выделяемые масляные капли быстро поднимаются к границе раздела фаз и, тем самым уносят вместе с собой гидрофобные частицы. Более того, именно этим методом и очищаются сточные воды многих современных предприятий и заводов от различных взвесей и органических веществ.

Гидрофобные частицы сближаются с пузырьками воздуха в воде, в результате чего образуется небольшая прослойка. Эта прослойка становится всё меньше и меньше, и, в итоге, наступает критический момент, когда она неизбежно рвётся. После этого обычно происходит полное смачивание гидрофобной частицы.

Далее пузырёк воздуха прилипает к данной частице, и поднимаются к границе раздела фаз, это происходит за счёт того, что плотность пульпы (жидкой среды) гораздо выше плотности пузырька с частицей. Иными словами, они флотируют, в результате чего образуется слой пены, который автоматическии удаляется из флотатора. Также существует небольшой нюанс в данном процессе. На устойчивость связи пузырька с гидрофобной частицей влияют такие факторы как: размер пузырька и частицы, их физико-химические свойства, а также свойства водной среды, в которой они находятся. Флотация — эффективный способ очистки сточных вод, который является очень простым и экономичным, и в то же время имеет высокую производительность и характеризуется качественной очисткой стоков. Флотационные методы лучше других справляются с удалением из стоков поверхностно активных веществ. Для целей очистки стоков применяют специальные флотационные машины, устройства напорного типа, механические, электрофлотационные и другие аппараты. Одним из важнейших параметров флотационной очистки стоков является время флотации, которое должно быть достаточным, чтобы эффективно очистить стоки, но в то же время слишкрм длительная очистка значительно увеличивает габариты аппаратов очистки. Поэтому большое внимание уделяется методам интенсификации флотационного процесса, например, усовершенствованием конструкции флотационных машин. применение реагентов и т.д. Важным параметром флотации является размер размер пузырька воздуха. Чем меньше пузырек и чем больше их количество, тем больше вероятность сцепления пузырька с частицей загрязнения и тем более устойчив флотокомплекс частица-пузырек.

В зависимости от способа образования пузырьков газа различают следующие виды флотации:

биологическую и др,

В настоящее время на станциях очистки широко используют напорную, пневматическую и электрофлотацию.

Вид содержащихся в воде загрязнений определяет характер флотационной обработки: одним воздухом или воздухом в сочетании с различными реагентами, прежде всего коагулянтами. Использование коагулянтов позволяет значительно повысить эффективность флотационной очистки. Важное значение имеют также условия и способы удаления пены.

Пена образуется на поверхности воды в результате всплывания пузырьков воздуха, несущих на себе удаляемые из воды примеси. Она должна быть достаточно прочной и не допускать попадания загрязнений в воду. Кроме того, пена должна обладать определенной подвижностью при перемещении её к сбросным устройствам. Устойчивость и подвижность пены зависит от свойств и количества реагентов и загрязнений, вносимых в пенный слой. Стабилизации пены способствует наличие в воде хлопьев коагулянта, например. Как правило, удаление пены из флотатора производят либо кратковременным подъемом уровня воды с отводом ее через лотки, расположенные равномерно по площади камеры, либо с помощью скребковых механизмов (пеногонов), перемещающих пену к сборным лоткам.

Метод пневматической флотации

Данный метод основан на подаче сжатого газа (воздуха) в аэрационно-распределительную систему флотокамеры.

Аэрационная система представляет собой мелкопузырчатые аэраторы различных типов — мембранные дисковые аэраторы, перфорированные резиновые шланги, пористые трубы и пластины и т.д. Газ под давлением проходит через отверстия аэраторов и в виде пузырьков одинакового диаметра выходит в очищаемую жидкость. Пузырьки под действием силы Архимеда всплывают, встречая на своем пути частицы загрязнений и образуя с ними довольно устойчивые комплексы.

За счет равномерной подачи воздуха и образования пузырьков с одинаковыми размерами во флотационной камере не возникает сильных турбулентных потоков, что обеспечивает надежный подъем флотокомплексов и получение устойчивого пенного продукта. Пневматические флотационные машины отличаются простотой конструкции и малыми энергозатратами, но при их проектировании и эксплуатации могут возникать такие проблемы как засорение пор, сложность в подборе мелкопористого материала.

Метод напорной флотации

Метод напорной флотации. Сущность этого метода заключается выделении пузырьков газа из пресыщенного раствора при перепаде давления. Газ выделяется в виде микропузырьков, зарождающихся непосредственно на частицах загрязнения, образуя прочные флотокомплексы. В данном методе во флотационную камеру подается два потока воды: очищаемая вода и рабочая жидкость (вода насыщенная растворенным газом в количестве 10% от общего потока). Рабочая жидкость готовится в сатураторе — аппарате, где происходит растворение газа. Рабочее давление в сатураторе составляет 3-9 Бар, время растворения не более 5 минут. В качестве рабочей жидкости может использоваться или исходная вода, но при этом усложняется эксплуатация, или очищенная вода, при этом увеличиваются габариты флотокамеры.

Очищаемая вода равномерно вводится во флотокамеру. Поток рабочей жидкости вводится через форсунки с высокой скоростью — 15-20 м/с. В результате резкого снижения давления на частицах загрязнений выделяется газ и протекает флотационный процесс.

Способ напорной флотации позволяет путем регулирования давления легко изменять количество растворенного воздуха и размер пузырьков, вводимых в обрабатываемую воду.

Метод механической флотации

Основным элементом в данном методе является импеллерный блок, включающий электродвигатель и импеллер в обсадной трубе.

За счет высокой скорости вращения создается воронка и разряжение в нижней части, через отверстия обсадной трубы подсасывается воздух и попадает под вращающиеся лопатки, которые его дробят на мелкие пузырьки. Именно эти пузырьки и распределяются по объему жидкости и благодаря им протекает процесс флотации. К достоинствам механической флотации можно отнести простоту конструкции и малые энергозатраты, но при данном типе флотации из-за вращающихся частей создаются турбулентные потоки, которые могут разрушить сформировавшиеся флотокомплексы.

Метод электрофлотации

Сущность этого метода заключается выделении газовых пузырьков на электродах при прохождении электрического тока.

Кроме того, применение для электрофлотации алюминиевых или стальных электродов обусловливает переход ионов алюминия или железа в раствор, что способствует коагулированию мельчайших частиц механических примесей сточной воды.

Электрофлотационные аппараты состоят из корпуса и электродов, пространство между которыми заполнено очищаемой жидкостью. При подключении электродов к источнику питания происходит выделение газов на электродах: на аноде — кислорода, на катоде — водорода. Наряду с этим происходит растворение анода, изготовленного из дюралюминия (или стали). Образующийся гидроксид алюминия (железа) сорбирует частицы загрязнений с образованием хлопьев. Одновременно пузырьки кислорода и водорода слипаются с образующимися хлопьями. Флотокомплексы хлопья — пузырьки газов поднимаются вверх и образуют пенный слой. Электрофлотация — это очень эффективный, но вместе с тем очень энергозатратный метод очистки воды, поэтому его целесообразно применять только для трудноочищаемых сточных вод.

В работе было решено смоделировать метод напорной флотации, используя в качестве рабочей жидкости воду из-под крана, а в качестве очищаемой жидкости активный ил и модель поверхностного стока — вода, смешанная с почвой. Для изучения процесса очистки сточных вод были проведены серии экспериментов на модельных стоках.

Сначала изучалась кинетика образования пенного слоя при флотации активного ила, взятого с Курьяновской станции очистки сточных вод. В качестве рабочей жидкости применялась вода из-под крана, которая насыщена воздухом. Эксперимент проводился следующим образом. В лабораторный цилиндр объемом 250 мл наливалось 100 мл активного ила (рисунок 1), затем добавлялась 150 мл воды из-под крана.

После добавления рабочей жидкости происходил постепенный переход загрязнений в пенный слой.

Через 30 минут после начала процесса (рисунок 1) производилось измерение мутности очищенной воды на лабораторном мутномере HACH 2100. Полученное значение мутности 58,1 NTU.

Полученное в первом опыте значение мутности достаточно большое, поэтому в следующем опыте проводилась интенсификация флотационного процесса путем добавления реагентов, а именно коагулянта и флокулянта, перед флотацией. В качестве коагулянта использовался 5 % раствор аквааурат 30 (добавили 1 мл на 100 мл сточной воды) и 0,1 % раствор флокулянта А130 (добавили 0,5 мл на 100 мл сточной воды). После добавления каждого из реагентов производилось перемешивание

После добавления реагентов была произведена флотация сточных вод водой из-под крана, также как в предыдущем эксперименте. Через 30 минут после начала процесса флотации визуально заметно, что вода после флотации воды с использованием реагентов значительно светлее, чем вода после безреагентной флотации. Измерение мутности подтвердило визуальные наблюдения, мутность 5,5 NTU, что значительно ниже, чем без использования реагентов.

В следующем опыте использовалась модель поверхностного стока (вода с измельченной почвой в количестве 4 г/литр). Исходная мутность модельного стока: 330 NTU. Так как, исходя из предыдущего опыта, было понятно, что флотация с применением реагентов гораздо эффективнее, опыты без реагентов больше не ставились. Количество реагентов осталось прежним (1мл аквааурат 30 и 0,5 мл А130).

В ходе эксперимента на дне цилиндра образовался крупный осадок, от которого с течением времени отрывались флотокомплексы и поднимались в пенный слой.

Таким образом, наилучшая концентрация реагентов для данной модели стоков: 0,5 мл коагулянта и 0,5 мл флокулянта на 150 мл сточных вод.

флотация напорный сточный вода

Был проведен обзор по источникам научно-технической литературы. Установлено, что для извлечения гирдрофобных веществ из сточных вод эффективным способом является флотация, в частности напорный способ оказался наиболее эффективным. В процессе самостоятельных исследований установлено, что сточные воды особенно эффективно флотируются с использованием рабочей жидкости, полученной путем растворения воздуха в воде (вода, отбираемая из-под крана). И кроме того, интенсификация процесса достигается путем использования коагулянтов и флокулянтов.

1. СНиП. Канализация

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Анализ технологического процесса и условий образования опасных факторов. Действие вредных факторов на рабочем месте. Изучение особенностей применения методов флотации, сорбции и коагуляции для очистки сточных вод. Расчет интегральной оценки тяжести труда.

курсовая работа [902,2 K], добавлен 06.07.2015

Характеристика современной очистки сточных вод для удаления загрязнений, примесей и вредных веществ. Методы очистки сточных вод: механические, химические, физико-химические и биологические. Анализ процессов флотации, сорбции. Знакомство с цеолитами.

реферат [308,8 K], добавлен 21.11.2011

Понятие и общая характеристика природных вод, их распространение в природе. Оценка уровня потребления воды человеком, параметры, влияющие на показатель. Очистка сточных вод. Фильтрование суспендированных веществ. Флотация с выделением воздуха в растворе.

контрольная работа [33,3 K], добавлен 02.12.2010

Проблема влияния целлюлозно-бумажного производства на состояние водных экосистем. Физико-химические методы очистки сточных вод с применением коагулянтов. Дезинфекция сточных вод. Производственный контроль качества воды. Расчет вертикального отстойника.

курсовая работа [477,2 K], добавлен 14.05.2015

Классификация сточных вод: по источнику происхождения, составу загрязнителей, концентрации загрязняющих веществ, кислотности, токсическому действию загрязнителей на водные объекты. Очистка сточных вод. Описание метода моделирования и основных определений.

курсовая работа [348,4 K], добавлен 19.06.2011

Рассмотрение наиболее перспективных путей управления процессом флокуляции и эффективного использования полиакриламидных флокулянтов. В современной экологии применение флокулянтов на стадии предварительной очистки сточных вод тепловых электростанций.

курсовая работа [201,8 K], добавлен 23.02.2011

Очистка и обесцвечивание природной воды коагулянтами и флокулянтами. Условия применения флокулянтов для очистки воды. Методы определения показателей качества питьевой воды. Исследование флоккулирующих свойств новых сополимеров акриламида в воде.

дипломная работа [577,3 K], добавлен 30.07.2010

Источники загрязнения внутренних водоемов. Методы очистки сточных вод. Выбор технологической схемы очистки сточных вод. Физико-химические методы очистки сточных вод с применением коагулянтов. Отделение взвешенных частиц от воды.

реферат [29,9 K], добавлен 05.12.2003

Очистка сточных вод как комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных водах. Особенности механического, биологического и физико-химического способа. Сущность термической утилизации. Бактерии, водоросли, коловратки.

презентация [580,0 K], добавлен 24.04.2014

Источники и виды загрязнителей окружающей среды, характерные для данного производства. Методы очистки сточных вод: механические, термические, физико-химические, химические и электрохимические. Описание технологического процесса и техника безопасности.

дипломная работа [813,1 K], добавлен 10.02.2009

Технология флотации для очистки стоков

Забота об окружающей среде выходит сегодня на мировой уровень. Особенно это касается очистки сточных вод, которые впоследствии сбрасываются в пруды и грунт. Чтобы обеспечить высокое качество очистки стоков и полностью нейтрализовать негативное воздействие патогенных микроорганизмов на окружающую среду, используют множество методов в зависимости от типа загрязнения вод. К наиболее эффективному относится флотационный метод или просто флотация стоков в электрофлотаторе.

Этот метод является дополнительным после механической очистки сточных вод, поскольку не все примеси имеют достаточный вес, чтобы поддаваться силе гравитации. В результате после механической обработки стоков и их отстаивания в серой воде остаются частички мусора, масса которых в разы легче молекул жидкости. Именно с целью удаления таких примесей и используется флотация как метод доочистки стоков.

О том, что же такое флотация и каковы бывают её виды, разбираемся в нашем материале.

Флотация стоков: определение и принципы действия метода

Флотация метод очистки сточных вод

Флотация — это своеобразный способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание»

Флотация — это своеобразный способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание». То есть удаление примесей мусора из жидкой среды происходит за счет их всплытия на поверхность в результате добавления в стоки специального диспергированного воздуха. Под его воздействием все молекулы и частички мусора либо смачиваются водой (что является гидрофилией), либо не подвержены смачиванию (гидрофорбия).

Принцип действия и схема метода флотации сточных вод выглядит таким образом:

  • В специальной машине (электрофлотаторе) сточные воды проходят через рабочую камеру;
  • В этот момент стоки в зависимости от типа загрязнения обогащаются диспергированным воздухом;
  • Происходит контакт загрязняющих частиц с пузырьками кислорода;
  • В результате контакта происходит реакция в виде образования пенного слоя на поверхности воды. Именно эти плавающие частицы примесей и называются флотом. То есть плавающим мусором.
  • Пенный слой по мере образования удаляется с поверхности очищаемой среды специальными грабельными установками.

Важно: метод флотации используется в основном для очистки сточных вод с примесями растворимых жиров, продуктов нефтепроизводства, ПАВ, любых волокнистых примесей и пр.

Эффективность метода флотации: важные параметры

Флотация метод очистки сточных вод

При проведении очистки серых вод с применением реагентов (флотация) может иметь различную эффективность

При проведении очистки серых вод с применением реагентов (флотация) может иметь различную эффективность. И зависит она от таких параметров:

  • Чем более примеси мусора в воде склонны к гидрофорбности, тем выше будет эффективность флотационного способа очистки воды. Но, к сожалению, не все примеси имеют повышенную или хотя бы оптимальную склонность к смачиванию. Чтобы изменить это свойство в воду в электрофлотаторе добавляют специальные реагенты, которые меняют уровень гидрофорбности мусора в большую сторону. Реагенты носят название флотирующие.
  • Все пузырьки воздуха должны иметь повышенную устойчивость к разрушению, чего также добиваются путем добавления в воду реагентов.
  • Размер пузырьков воздуха также имеет значение для эффективности флотационного способа очистки сточных вод. Так, слишком крупные пузырьки быстро всплывают на поверхность воды, не осуществив контакт с примесями мусора. А мелкие пузырьки, наоборот, просто лопаются. Пузырь кислорода должен иметь достаточный размер, чтобы успеть вступить в контакт с мусором и поднять его на поверхность сточной воды.
  • Общее количество пузырей воздуха и равномерность их распределения в стоках также имеют значение при очистке жидкости данным методом.

Плюсы и минусы использования флотации

Флотация метод очистки сточных вод

Максимально простая конструкция оборудования (электрофлотатора), что не требует повышенных трудозатрат на его обслуживание

Метод флотации как способ очистки сточной воды имеет как свои преимущества, так и недостатки. К первым относятся:

  • Низкая стоимость самого метода обработки жидкости с целью её очистки;
  • Максимально простая конструкция оборудования (электрофлотатора), что не требует повышенных трудозатрат на его обслуживание;
  • Высокая эффективность процесса в случае отделения от воды определенных примесей;
  • Высокая скорость очистки сточных вод в результате применения одного из способов флотации;
  • Возможность очистки воды даже от молекул нефтепродуктов.

К минусам метода флотации можно отнести:

  • Избирательное действие воздуха на частицы мусора ввиду их низкой гидрофорбности;
  • Необходимость дополнительного применения реагентов для повышения уровня гидрофорбности частиц мусора в сточных водах;
  • Необходимость точной настройки электрофлотатора с целью получения пузырьков воздуха определенного диаметра.

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

Флотация метод очистки сточных вод

Воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным

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.

Важно: такие способы отлично справляются с очисткой воды от мелкофракционных и мелкодисперсных примесей.

Механический способ насыщения воды воздухом

Флотация метод очистки сточных вод

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в перемешивании сточных вод в специальной центрифуге при помощи турбины

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.

Важно: при любом из способов схема заключается в проведении воды через стадию завихрения, в результате чего и образуются нужные воздушные пузыри.

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.

Важно: сейчас распространено использование специальных алюминиевых или железных электродов. Они, помимо функции проведения тока в воду являются еще и коагулянтами, что позволяет формировать в воде хлопья из взвешенных частиц мусора. В результате очистка становится более эффективной.

Реагенты во флотации

Флотация метод очистки сточных вод

Для повышения качество очистки грязной жидкости методом флотации используют специальные реагенты

Для повышения качество очистки грязной жидкости методом флотации используют специальные реагенты. Они призваны увеличивать уровень гидрофорбности частиц примесей в воде. Различают два вида реагентов для проведения флотации:

  • Реагенты для усиления гидрофорбности примесей. Их еще называют собирателями. Таковыми являются различные нефтепродукты, соли аммония, масла или меркаптан.
  • Вещества для стабилизации пены на поверхности воды, то есть пенообразователи. Такие реагенты предупреждают преждевременное разрушение пузырьков воздуха. Чаще всего для пенообразования используют крезол, сосновое масло, фенолы и пр.

Важно: для флотационного способа очистки стоков электрофлотаторы монтируют исключительно после отстойников и камер фильтрации, поскольку флотация не является самостоятельным методом обработки грязной воды, а лишь являет собой дополнительный способ нейтрализации грязной жидкости.