Флотационная очистка стоков

Одним из эффективных способов вторичной очистки стоков до установленной санитарной нормы можно рекомендовать флотационный метод очистки. Этот метод основан на способности частиц нефти прилипать к пузырькам воздуха, которым искусственно насыщается вода. Прилипшие пузырьки воздуха резко увеличивают скорость всплытия, что позволяет удалять из воды более мелкие частицы и тем самым снижать содержание нефти в воде до 10—20 мг/л.

Всплывающие с пузырьками воздуха на поверхность воды частицы нефти и других загрязнений образуют трехфазную пену (вода, воздух и нефть). Самопроизвольное разрушение пены обычно происходит в течение 5—10 мин. Этот процесс можно ускорить прогреванием пены или опрыскиванием ее водой. Различают несколько видов флотации, отличающихся способом введения воздушных пузырьков в очищаемую воду.

Наиболее широкое распространение получила напорная флотация, при которой очищаемая вода предварительно насыщается воздухом под избыточным давлением, а затем выпускается в резервуар, где происходит флотация. При снижении давления в резервуаре из воды выделяются пузырьки растворенного воздуха, осуществляющие флотацию частиц нефти.

Рис. 5.10. Схема флотационной очистки нефтяных стоков.

1 — сборник нефтесодержащих стоков; 2 — насос; 3 — напорный бак; 4 — эжектор;5 — флотатор.

Типовая схема установки напорной флотации представлена на рис. 5.10. Очищаемая вода из нефтеловушек перекачивается в напорный бак, в котором поддерживается давление 0,2—0,4 МПа. Одновременно во всасывающую трубу насоса вводится атмосферный воздух, подсасываемый эжектором. Перемешанный с водой воздух попадает в напорный бак. Из напорного, бака насыщенная воздухом вода выпускается в открытый флотатор, представляющий собой прямоугольный или круглый резервуар, оборудованный устройствами для распределения и сбора воды и удаления пены. Во флотаторе из воды выделяются пузырьки воздуха и происходит непосредственно процесс флотации. Образующаяся на поверхности воды пена удаляется скребковым транспортером в специальный отсек, из которого перекачивается в специальный резервуар. Очищенная вода отводится из нижней части флотатора.

Эффективность флотации зависит от конструкции флотатора, особенно от системы распределения стока. Наилучшие показатели имеют флотаторы с вра­щающимся водораспределителем (рис. 5.11) типа Сегнерова колеса.

Рис. 5.11. Водоотделитель флотатора.

1 — подвод воды; 2 — флотационная камера; 3 — отстойная камера; 4 — желоб для пены; 5 — вращающийся водораспределитель; 6 — скребок; 7 — кольцевая перегородка; 8 — сборный лоток.

Конструкция водораспределителя представляет собой вращающуюся пяту, к которой приварены патрубки с шестью фланцами для присоединения водораспределительных труб. Для равномерного распределения воды по площади на каждой водораспределительной трубе под углом 45—60° приварено несколько выходных патрубков. При выходе воды из патрубков возникает реактивная сила, под действием которой водораспределитель начинает вращаться, и вода равномерно распределяется во флотаторе.

Основные размеры флотаторов могут быть определены на основании опыта эксплуатации по эмпирическим зависимостям:

где D_ф — диаметр флотационной камеры в м; D — пропускная способность в м³/г, v_вх — скорость воды на входе в камеру в мм/с;

2)

где Н_ф — высота флотационной камеры в м; τ — продолжительность пребывания воды в камере в с (при Q = 1000 м³/ч и υ_вх = 10 мм/с τ ≈ 180 с);

3)

где D₀ — диаметр отстойной камеры в м;

4. глубина переходной зоны H_п ≈1,2 м;

5. глубина отстойной камеры Н_о ≈ 0,8 м;

6. диаметр подводящей трубы вращающейся пяты и труб водораспределителя определяется (d_п), исходя из скорости движения воды, равной 2 ÷ 2,5 м/с;

7. диаметр сопел d_c и число сопел на распределительных трубах устанавливаются из условия, при котором скорость на выходе из них не должна превышать 0,8—1,0 м/с.

Нефтесборный отсек следует располагать на 2 см выше уровня воды во флотаторе.

Расчетные размеры флотаторов для расходов 100—1000 м³/ч приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1