Флотация. Флотационные установки.
В химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности флотацию применяют для выделения из жидкостей нерастворимых мелкодисперсных примесей (твердых или жидких), которые самопроизвольно плохо отстаиваются . В горной промышленности процесс флотации используют для обогащения руд . Одно из важнейших применений флотации – очистка сточных вод от эмульгированных и взвешенных веществ.
Процесс флотации заключается в образовании комплексов частицы–пузырьки, всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности жидкости.
Различные способы флотации отличаются конструкцией установок и способом разделения жидкой и вплывающей фаз.
Рис.5. Виды флотаторов
а – барботажный; б – импеллерный; в – компрессионный; г – электрохимический; 1,3 – подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 – отведение флотошлама; 4 – система получения газовой дисперсии; 5 – камера флотации; 6 – пеносъемное устройств
Рис.6. Импеллерный флотатор
Наибольшее распространение получила напорная флотация, при которой часть поступающих на очистку сточных вод насыщают воздухом под давлением. После сброса давления растворенный воздух выделяется из сточных вод и образует пузырьки.Рабочее давление в напорной емкости обычно 0,3 – 0,5 МПа, длительность пребывания 1 – 2 мин.
Метод напорной флотации заключается в насыщении сточной воды воздухом под избыточным давлением и последующим резким снижением давления до атмосферного, выделяемые при этом пузырьки флотируют частички загрязнения на поверхность воды.
При флотации с механическим диспергированием воздуха в воде, создается интенсивное вихревое движение под действием которого струя распадается на отдельные пузырьки.
Пневматические флотационные установки применяются при очистке сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные к механизмам: насосам, мешалкам и др. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы отличается простотой аппаратурного оформления процесса и малыми энергозатратами. Воздух во флотационные камеры подается через мелкопористые фильтросные пластины, в трубы, насадки, уложенные на дне полимеры.
Существует несколько методов флотации,
различающихся в основном способом
диспергирования воздуха в воде.
А) В)
Схема процесса флотации с выделением воздуха из раствора
(А- вакуумной и В -напорной).
1 - подача сточной воды; 2 - аэратор; 3- деаэратор; 4 - флотационная камера; 5- механизм сгребания пены; 6 - пеносборник; 7,8 - отвод соответственно пены и отработанной сточной воды; 9 - подача воздуха; 10 - насос; 11 - напорный бак (сатуратор).
В соответствии со способами получения пузырьков воздуха (или любого другого газа) в жидкости различают следующие способы флотации:
1) пневматическая – флотация пузырьками, образующимися при пропускании сжатого газа через пористые барботеры;
2) механическая – флотация пузырьками, образующимися при диспергировании вводимого газа механическими перемешивающими устройствами;
3) флотация с выделением газа из раствора (вакуумная или напорная) – флотация пузырьками, выделяющимися из пересыщенных растворов газов в воде соответственно при разрежении или атмосферном давлении;
4) электрофлотация – флотация пузырьками, образующимися при электролизе воды.
Выделяемые флотацией частицы могут быть твердыми образованиями или каплями жидкости.