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. 5.9.

( рисунок кину отдельно)

При напорной флотации очищенная вода насыщается в сатураторе воздухом под избыточным давлением 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 – 35 м), что препятствует широкому применению этого способа.

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, расположенным на дне камеры, который диспергирует засасываемую струю воздуха на отдельные пузырьки определенного размера. Перемешанные 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.

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 барботажные 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 во флотационной камере зависит от их размера. Ниже представлены расчетные (определенные по закону Стокса) скорости подъема пузырьков в воде при 20 °С.

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 засорения диспергирующих воздух устройств, а также трудность подбора пористых материалов для распылителей (с одинаковыми или близкими по размеру порами).