21. Флотация. Физическая сущность и конструктивное оформление процесса.
Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела 2ух фаз (газа и жидкости), обусловленный поверхностными явлениями смачивания.
Флотация применяется для удаления из СВ нерастворимых трудно отстаиваемых примесей. Процесс флотации заключается в следующем: через СВ пропускается воздух и частички примесей прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность воды, на поверхности пузырьки образуют пенный слой (с концентрацией примесей более высокой, чем в сточной воде), затем слой пены убирают.
dпуз.опт=15-30мм
dпуз.max=100-200мм
«+»- не высокие капитальные и эксплуатационные затраты
- непрерываемость процесса
- высокая производительность до98%
В соответствии со способом получения пузырьков различают несколько видов флотации:
1)с выделением воздуха из раствора
Сущность – создание перенасыщенного раствор воздуха в СВ, выделяющийся из такого раствора воздух флотирует загрязняющие частицы. Исходная концентрация – до 250 мг/л
а)вакуумная: при этом виде флотации стоки насыщают кислородом при атмосферном давлении, затем под разряжением выделяют пузырьки.
«+»: - образование пузырьков и их слипание происходит в спокойной среде; - минимальные энергозатраты.
«-»: -необходимо создать герметически закрытый резервуар.
б) напорная: СВ насыщают воздухом под избыточным давлением, водовоздушная смесь выдерживается в напорной ёмкости (сатуратор), откуда подаётся во флотационную камеру, где происходит сброс давления и выделение пузырьков. Cп до 4-5 г/л.
2) флотация с механической подачей воздуха через пористые материалы
3) флотация с механическим диспергированием воздуха.
Применение целесообразно при исх. Концентрации 2-3 гр/л.
Метод основывается на перемещении струи воздуха в воде, при этом струя распадается на отдельные пузырьки. При этом используются импеллерные установки.
1 – камера;
2 – труба подачи воздуха;
3 – вал;
4 – импеллер;
5 – приёмный карман.
Импллер представляет собой диск с радиальными, обращенными вверх лопатками. Степень измельчения вихревых потоков зависит от скорости вращения импеллера. СВ поступают в приёмный карман и по трубопроводу подаётся к импеллеру, который крутиться на нижнем конце вала. Вал закреплен в трубу, в которую засасывается воздух.
22. Методы физико-химической очистки воды, нх общие принципы и конструктивные особенности аппаратов.
Физико-химические методы очистки используются для удаления из воды тонкодисперсных примесей:
Флотация, адсорбция, коагуляция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос, ультрафильтрация, выпаривание и др.
«+»- степень очистки в среднем равна 90%
- возможность удаления токсичных, биохимических и неокисляемых веществ.
- возможность рекуперации (извлечения)
- компактные размеры аппаратов
«-»- высокая стоимость Me из-за дорогих реагентов и сложности аппаратуры
- размер частиц 1-100 мкм
Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела 2ух фаз (газа и жидкости), обусловленный поверхностными явлениями смачивания.
Адсорбция - это процесс поглощения вещества из раствора поверхностным слоем твёрдого тела, т.е. процесс разделения, характеризуемый переходом вещества из газов/ жидкости в твёрдую фазу.
Коагуляция - это процесс укрупнения мелкодисперсных частиц.
Коагуляция происходит при введении в СВ минеральных веществ – коагулянтов(соли алюминия, железа их смеси).
Ионный обмен - процесс взаимодействия раствора с твёрдой фазой (ионитом), в результате чего происходит обмен ионами, находящимися в растворе и ионами на поверхности ионита. Применяется для очистки СВ от ионов металлов, а также мышьяка, фосфора, радиоактивных веществ.
Экстракция – извлечение веществ, растворённых в жидкости, другой жидкостью, которая практически не смешивается с первой. При этом извлекаемый компонент переходит из одной жидкой фазы в другую.
Обратный осмос и ультрафильтрация – процессы фильтрования растворов через полупроницаемые мембраны, которые пропускают молекулы растворителей, задерживая растворяемые вещества.
Выпаривание - СВ нагреваются (обычно острым паром), вода испаряется, соли выпадают в виде кристаллов или образуются высококонцентрированные растворы солей (рапа).