6.3.4.Флотация с подачей воздуха через пористые материалы.

Этот способ заключается в подаче воздуха в флотационную камеру через различные пористые пластины, трубы с отверстиями, насадки и другие барбатажные устройства, уложенные на дне камеры.

Основные технологические параметры указанного процесса следующие: величина отверстий через которые проходит воздух - 4-20 мкм, давление воздуха - 0.1-0,2 МПа, продолжительность флотации - 20-30 мин, рабочий уровень обрабатываемой сточной воды - 1,5-2 м.

Скорость подъема пузырьков воздуха в флотационной камере зависит от их размера. Ниже представленные расчетные (определенные по закону Стокса) скорости подъема пузырьков в воде при 20 ^оС.

Таблица 6.28

Скорость подъема пузырьков в воде при 20 оС

Диаметр пузырьков, мкм	10	30	50	100	200
Скорость подъема, м/с	610-5	4,810-4	1,410-3	5,510-3	2,210-2

Расход воздуха в камере определяется экспериментальным путем. Преимуществами данного способа флотации является его простота и малые расходы энергии на проведение процесса. К основным недостаткам следует отнести высокую вероятность заражения деспергирующих воздух устройств, а трудность подбора пористых материалов для распылителей ( с одинаковыми или близкими по размеру порами).

6.3.5.Очистка методом пенного фракционирования (пенной сепарацией)

Для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ (ПАВ) используют метод пенного фракционирования (пенной флотации). При реализации этого метода протекают процессы селективной адсорбции загрязняющих воду веществ на поверхности газовых пузырьков и концентрирование указанных веществ в слое пены.

Степень извлечения ПАВ( _n) при пенной сепарации можно определить из следующего выражения:

_n = 100 (C_н - С_к)/ C_н ( 6.0)

где

С_н - концентрация поверхностно-активных веществ в сточной воде до извлечения;

С_к - остаточная концентрация растворенного ПАВ в объеме воды.

Наиболее эффективное извлечение рН наблюдается в интервале рН 9,5-12,3. Положительное влияние на повышение степени извлечения оказывают добавки следующих электролитов (  0,0005 моль/л): Ксl, К₂SО₄, К₄Р₂О₇, КNО₃, NaNO₃, NH₄NO₃, что объясняется поглощением ионами указанных электролитов части воды за счет гидратации, в результате чего возрастает эффективная концентрация ПАВ. Степень извлечения из сточных вод ПАВ при их высокой концентрации больше, чем при извлечении из малоконцентрированных сточных вод. Кроме того на величину _n оказывают влияние температура и вязкость очищаемой воды.

Для характеристики распределения ПАВ между пенным продуктом и сточной водой используют коэффициент распределения ПАВ(_n), который определяют по следующей формуле:

_n = C_n / C_k ( 6.0)

где

C_n - концентрация ПАВ в пене;

С_k - остаточная концентрация растворенного ПАВ в объеме воды.

Коэффициент распределения зависит от объема пенного продукта и степени извлечения ПАВ из сточной воды: его значение всегда больше единицы.

Степень изменения объема сточной воды при проведении процесса пенного фракционирования определяют из следующего выражения:

R_v = V_n / V_ост ( 6.0)

где

V_n - объем пенного продукта (пеноконденсата);

V_ост- остаточный объем раствора.

Схема установки для очистки сточных вод указанным методом представлена ниже.

Рис. 6.42. Схема установки очистки сточных вод методом пенной сепарации.

1 - емкость, 2 - насос, 3 - промежуточный сборник, 4 - расходомер, 5 - сепаратор,

6 - воздуходувка, 7 - сборник, 8 - вентилятор, 9 - циклон, 10 - отстойник,

11 - камера концентрирования пены.

Разделение сточной воды и ПАВ проводят в сепараторе, который состоит из нескольких камер, причем высота слоя обрабатываемой воды в камере составляет 0,5-0,8 м. Очищенная вода поступает в сборник, а пена под напором воздуха, создаваемого вентилятором поступает в циклон, в котором происходит первая стадия разделения жидкой и газовой фаз, а вторая стадия разделения воды и пены происходит в отстойнике. Воду из отстойника возвращают в сепаратор, а пену - в камеру концентрирования.

Следует указать, что обычно в практике очистки сточных вод ПАВ не выделяют из пены, а направляют в отходы.

Для интенсификации процесса разрушения пены используют либо специальные пеногасители кремнеорганические и германийорганические соединения, либо термические, электрические и механические способы гашения пены.

В процессе пенной сепарации извлекают не только ПАВ, но и твердые и жидкие нерастворимые примеси, а также некоторые растворенные вещества.

Способ пенного фракционирования обладает следующими недостатками:

1) его эффективность снижается при высокой концентрации ПАВ в очищаемой воде,

2) процесс разрушения конденсата, содержащего ПАВ проходит с небольшой скоростью, что снижает технико-экономическую эффективность способа.

Возможна очистка сточных вод от ПАВ способом, сочетающим пенное фракционирование и радиационную деструкцию (облучение пены  - лучами). Метод позволяет очищать сточные воды с высоким содержанием ПАВ любого типа и строения.