6.3.2.Напорная флотация.

Напорная флотация позволяет очищать сточные воды с начальной концентрацией загрязнений 4-5 г/л и более. Схема процесса напорной флотации представлена на рис.6.12.

Рис. 6.41. Схема процесса напорной флотации.

1 - подача сточной воды, 2 - подача воздуха, 3 - насос, 4 - сатуратор (напорный бак),

5 - флотационная камера, 6 - механизм для сгребания пена, 7 - пеносборник, 8 - отвод пены,

9 - отвод обработанной сточной воды.

При напорной флотации очищенная вода насыщается в сатураторе воздухом под избыточным давлении 0,3-0,5 Мпа. Продолжительность насыщения - 1-3 мин. Количество растворяющегося в сатураторе воздуха составляет 3-5% от объема, обрабатываемой воды. Насыщенная воздухом вода, направляется во флотационную камеру, где из нее выделяются пузырьки воздуха, которые взаимодействуют с загрязнителями и переводят их в слой пены на поверхности воды. Образующаяся пена удаляется в пеносборник. Продолжительность флотации составляет ≈ 20 мин. Нагрузка на 1 м² площади камеры составляет 6-10 м³/ч.

Следует указать, что при эрлифтной флотации энергозатраты в несколько раз ниже, чем при напорной, но конструкция флотационной камеры достаточно громоздка (например, разность отметок по высоте между аэратором и флотационной камерой достигает 20-35м), что препятствует широкому применению этого способа.

6.3.3.Флотация с механическим диспергированием воздуха.

К устройствам для флотации с механическим диспергированием воздуха относятся флотационные импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки.

В первой из перечисленных установок интенсивное перемешивание сточной воды производится импеллером, расположенном на дне камеры, который диспергирует засасываемую струю воздуха на отдельные пузырьки определенного размера. Перемешенные в импеллере воздух и вода выбрасываются через статор, проходя через решетки, расположенные вокруг него, что позволяет уменьшить размер воздушных пузырьков, которые в контакте с загрязняющими частицами всплывают на поверхность жидкости, образуя пену. Пена удаляется пеноснимателем (обычно, лопастным). Большое распространение в практике очистки сточных вод получили двухкамерные прямоточные флотационные установки конструкции института Механобр.(г.Санкт-Петербург).

Основные технологические характеристики процесса флотации следующие: окружная скорость вращения импеллера - 12-15 м/с, его диаметр обычно не превышает 750 мм. Высота флотационной камеры составляет 1,5-3 м, а продолжительность флотации t_ср = 20 - 30 мин. Импеллерные установки рекомендуется применять при очистке сточных вод с концентрацией загрязняющих частиц более 2-3 г/л, особенно содержащих нефть и нефтепродукты, а также жиры.

Расчет основных параметров импеллерной установки проводят по следующим формулам:

Объем флотационной камеры рассчитывают по следующей формуле:

W_ф = 0,025 Q t_ф ( 6.0)

где

Q- расход сточных вод, м³ /ч

t_ф - продолжительность флотации, ч.

Пропускная способность флотатора Q_ф, м³/ч определяют из следующего выражения:

Q_ф = 36 d_n² H_ф / 0,025 t_ср ( 6.0)

где

d_n - диаметр импеллера, м;

Н_ф - высота флотационной камеры, м.

Количество подаваемого импеллером воздуха Q_в, м³/c составляет:

Q_в = 2,78 10^-4 В_уд f ( 6.0)

где

В_уд - удельный расход воздуха, м³/ м²ч (обычно В = 40-50 м³/ м²ч);

f - площадь водного зеркала флотационной камеры, м².

Требуемое для проведения процесса число флотационных камер определяют из формулы:

_ф = Q / Q_ф ( 6.0)

К основным недостаткам импеллерных установок следует отнести высокое содержание воды в пене, что усложняет обработку пены и удорожает процесс в целом.

При использовании безнапорных флотационных установок, образование пузырьков воздуха происходит за счет воздействия рабочего колеса центробежного насоса. Схема безнапорной флотационной установки практически совпадает с установкой для напорной флотации, за исключением сатуратора, причем образующиеся воздушные пузырьки более крупные. Поэтому данный способ не рекомендуется использовать для выделения мелких загрязняющих частиц. Этот метод особенно эффективен для очистки сточных вод от жира и волокнистых загрязнений.

Пневматические флотационные установки рекомендуется использовать для очистки производственных сточных вод, содержащих агрессивные загрязнения (вызывающие быстрое разрушение насосов, арматуры и т.д.).В этих установках воздух диспергируется при его пропускании через сопла, расположенные на дне флотационной камеры.

Технологические параметры указанного процесса следующие: 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 - 3-4 м Расход воздуха при аэрации 15-20 м³ /м² ч