3. Фильтрование:

фильтры с гибкими перегородками (ткани, пористые листовые материалы, металлоткани, нетканые волокнистые материалы)

фильтры с полужёсткими перегородками (слои из волокон, стружки, сеток) с = 0,001 – 0,005 кг/м³

фильтры с жёсткими перегородками (пористая керамика, пластмассы, спрессованные порошки металлов) для сверхтонкой очистки (d 0,5 мкм) химически агрессивных горячих газов.

фильтры с зернистыми слоями (кокс, гравий, песок) используют для тонкой очистки газов например для очистки сжатого воздуха от масла, улавливания сажи.

Наиболее распространены рукавные фильтры (из натуральных материалов - хлопок, лён (t до 80С); шерсть (t до 110С); из синтетических – полиамидные, полиэтиленовые, полиакрилнитрильные волокна (t до 140С); полифторэтиленовые, фторопластовые (t до 275С), реже стекловолокно и кремнезёмные волокна (t до 1000С); с до 0,02 кг/м³, Р = 500 – 2500 Па,  до 98 - 99 %.

4. Мокрая очистка:

полые ( до 60 – 75%, Р =150 – 200 Па) и насадочные скрубберы( до 75 – 80%, Р =200 – 300 Па),

центробежные скрубберы ( более 95% для частиц d=5 - 30 мкм), ( =85 – 90% для частиц d = 2 - 5 мкм), Р = 400 – 800 Па;

скрубберы Вентури d 0,2 мкм;  до 99 %, Р = 1500 – 7500 Па,

пенные пылеуловители d 0,5 мкм,  = 95 – 99 , Р = 300 – 900 Па, С  0,3 кг/м³

5. Электрическая очистка: основана на ионизации молекул газа электрическим разрядом. Ионизированные молекулы газа перемещаются в электрическом поле по направлению силовых линий, соприкасаясь с пылью они сообщают им свой заряд. основная масса пыли приобретает отрицательный заряд, т.к. отрицательные ионы более подвижны и проделывают более длинный путь из области коронирующего электрода к осадительному.

Электрофильтры – сухие и мокрые, с сухих пыль удаляется периодически при помощи различных ударных механизмов встряхивания в мокрых периодически или непрерывно промывкой водой, трубчатые (осадительные электроды изготавливаются из труб диаметром 150 – 300 мм и длиной 3 – 4 м, коронирующие из проволоки диаметром 1,5 – 2 мм) и пластинчатые из плоских, параллельных пластин (более производительны, легче удаляется пыль).

d  0,005 мкм,  до 99,9 , Р = 100 – 200 Па, С  0,01 – 0,05 кг/м³, скорость воздуха небольшая 0,5 – 1,5 м/с.

Физико-химические способы очистки сточных вод

1. Коагуляция и флокуляция

2. Флотация

Флотация – процесс адсорбции взвешенных частиц мелкими пузырьками воздуха, всплывания их на поверхность и удаления в виде пены.

Применяют для выделения нерастворимых диспергированных частиц, которые плохо отстаиваются, для выделения активного ила после биологической очистки. Достоинства – непрерывность процесса, простота аппаратуры, аэрация СВ, снижение концентрации поверхностно-активных и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов. Небольшие капитальные и эксплутационные расходы, высокая степень очистки до 98%, получение шлама более низкой влажности (90 – 95%) по сравнению с отстаиванием (98 – 99 %). Объём пены собираемой с поверхности воды в 2 – 4 раза меньше, чем объём осадка в отстойнике.

Для осуществления процесса флотации необходимо насытить СВ пузырьками воздуха, на которые затем прилипают частицы загрязнений и всплывают на поверхность. Эффективность процесса зависит от свойств воды и примесей, от их размера, от размера, количества и равномерности распределения пузырьков воздуха. Размер всплывающих примесей зависит от их плотности и лежит в пределах 0,1 – 1,5 мкм. Оптимальный диаметр пузырьков воздуха от 15 до 30 мкм, максимальный 100 мкм. Расход воздуха 10 – 100 кг или 8 – 80 м³ на 1 кг примесей.

По способу насыщения жидкости пузырьками воздуха различают следующие способы флотации.

1. Флотация с выделением воздуха из сточной воды, которую можно разделить на вакуумную и напорную.

При вакуумной флотации СВ предварительно насыщают воздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере в течение 1 – 2 минут, а затем направляют во флотационную камеру, где создаётся вакуум 0,02 – 0,04 МПа. Растворимость воздуха в воде зависит от давления и температуры, при снижении давления растворимость уменьшается и воздух выделяется из воды в виде пузырьков. Применяется для очистки СВ с концентрацией загрязнений не более 250 мг/л. Недостаток небольшое насыщение воды воздухом (из-за возможного перепада давлений менее 1 атм), сложности с эксплуатацией оборудования работающего под вакуумом.

При напорной флотации в закрытой ёмкости (сатураторе) в СВ подают компрессором воздух в течение 1 – 3 минут под избыточном давлением 3 – 7 атм, а затем направляют во флотационную камеру, где давление атмосферное и происходит выделение растворившегося воздуха (3 – 5% от объёма обрабатываемой воды).

Напорная флотация может осуществляться тремя способами – при насыщении всей очищаемой воды воздухом (прямоточная схема); с насыщением части сточной воды и части уже очищенной воды воздухом (10 – 30%) и при насыщении только очищенной СВ воздухом (вся очищаемая вода подаётся сразу во флотационную камеру). Последние два способа (с рециркуляцией воды) применяют в том случае когда производится коагуляция СВ.

Воздух может подаваться в напорный и во всасывающий трубопровод перекачивающего воду насоса. В напорный трубопровод воздух можно подавать с помощью эжектора, который всасывает воздух за счёт напора перекачиваемой воды. Во всасывающий – с помощью компрессора.

Применяется для очистки СВ от нефти и нефтепродуктов, жиров, масел, ПАВ, волокна и других загрязнений с концентрацией ВВ до 4 – 5 г/л. Эффективность очистки можно изменять регулируя степень насыщения воды воздухом. Установки напорной флотации просты и надёжны в эксплуатации. Широко применяется для очистки СВ различных предприятий, в т.ч. и предприятий химической переработки древесины.

2. Флотация с механическим диспергированием воздуха.

Механическое диспергирование воздуха обеспечивается турбинами насосного типа – импеллерами. При вращении импеллера со скоростью 12 – 15 м/с в жидкости возникает большое количество вихревых потоков, которые разбивают подаваемый в импеллер воздух на мелкие пузырьки. Требуется большой расход воздуха – от 10 до 50% от объёма очищаемой воды (40 – 50 м³/час на 1 м² площади флотатора), продолжительность флотации 20 – 30 минут. Недостаток – значительный расход энергии и относительно высокая обводнённость пены. Целесообразно применение данного способа при очистке СВ с высокой концентрацией примесей > 2 – 3 г/л содержащих нефтепродукты, жиры масла, ПАВ.

3. Флотация при помощи пористых пластин.

Воздух подаётся через пористые керамические пластины, колпачки, трубы или насадки уложенные на дне камеры. Величина отверстий – от 4 до 30 мкм, давление воздуха 1 – 2 атм. Продолжительность – 20 – 30 минут. Уровень воды 1,5 – 2 м. Расход воды 40 - 70 м³/ч на 1 м² флотатора. Применяется для очистки небольших до 15 м³/ч количеств СВ. Достоинства – простота устройства и относительно малый расход энергии. Недостаток – частое засорение отверстий пористого материала.

4. Электрофлотация.

Пузырьки газа образуются при электролизе СВ (на катоде – водород, на аноде кислород). Анодное пространство от катодного отделено перегородкой.

5. Биологическая и химическая флотация.

Биологическая флотация применяется для уплотнения осадков бытовых СВ или активного ила до влажности 80 – 85%. Осадок подогревают паром в течение нескольких суток при температуре 35 – 55С. Пузырьки газа образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

При химической флотации СВ обрабатываются хлорной известью или другими реагентами, при добавлении которых выделяется газ (О₂, СО₂, хлор). Недостаток – большой расход реагентов.