Čo je flotácia: výhody a nevýhody tejto metódy čistenia

Čistenie odpadových vôd zahŕňa v prvom rade etapu prechodu usadzovacej látky v miestnej čistiarni av mestskej čistiarni odpadových vôd. Vodný odklon vodu odstraňuje len z veľkých nerozpustných pevných látok, ktoré sú uložené na dne, ktoré sú ťažšie ako voda. Ale čo častice, ktoré sú ľahšie než voda a nepodliehajú usadzovaniu? Existuje spôsob izolácie takýchto komplexných znečisťujúcich látok, ktorý sa nazýva flotácia.

Flotačné čistenie sa používa ako jeden zo stupňov čistenia odpadových vôd z takých nečistôt.

Viac informácií o flotácii

Flotačná metóda je jednou z metód používaných na čistenie odpadových vôd. Slovo "flotácia" (anglický flotácia) je doslovne preložené ako "plávanie na vodnom povrchu", preto sa slovo flotily podobá. Ale ak hovoríme o čistení flotáciou, jeho cieľom je priniesť na povrch rôzne suspenzie a ďalšie látky, ktoré majú hustotu blízko vody a nie sú schopné usadzovať sa.

Vo vodnom stĺpci sú plávajúce rôzne malé tuhé látky, koloidné suspenzie a iné nečistoty, ktoré sa nerozpúšťajú. Flotačný systém sa používa na čistenie odpadových vôd z povrchovo aktívnych látok, ropných produktov, tukov, vláknitých látok a suspenzií aktívnych kalov. Taktiež je schopný odstrániť niektoré látky rozpustené vo vode.

Fyzikálno-chemické zákony flotácie

Komplexné fyzikálno-chemické procesy sú založené na flotačnom čistení. Predpokladá sa najmä koncepcia zmáčavosti, tj individuálna schopnosť určitých látok na namočenie. Táto schopnosť priamo určuje správanie týchto zlúčenín na rozhraní medzi fázami kvapaliny a plynu. Existujú dva typy látok:

• hydrofilné - sú charakterizované dobrou schopnosťou zmáčania;
• hydrofóbna - nezmáčateľná.

V závislosti od druhu látky je dobre čistená flotačným čistením, alebo naopak, nemôže byť izolovaná týmto spôsobom.

Flotačné fázy

Proces flotácie je ľahko pochopiteľný, môže to byť popíšu takto:

1. Rozptýlený vzduch sa dodáva do upravovanej vody;
2. Hydrofóbne častice spadajú do vzduchových bublín;
3. Postupne klesá a rozbije medzivrstvu vody, oddeľuje hydrofóbne častice a vzduchové bubliny. Je to preto, že sila, ktorá priťahuje navzájom molekuly vody, je väčšia ako priľnavosť medzi vodou a týmito časticami;
4. Flotačný komplex je tvorený vzduchovými bublinami a hydrofóbnymi časticami, ktoré sa podobajú pene;
5. Tento plávajúci komplex pláva na povrchu odpadových vôd, pretože je ľahší ako heterogénny systém, v ktorom sa nachádza.

V dôsledku toho sa na povrchu vody tvorí penová látka. Výsledná pena sa odstráni špeciálnym zariadením - to je konečný produkt flotácie alebo kalu.

Efektívnosť procesu flotácie

Tieto alebo iné faktory môžu znížiť alebo zvýšiť účinnosť flotácie ako metódu čistenia odpadových vôd. Najvýznamnejší vplyv nasledujúce faktory majú účinok:

• Stupeň hydrofóbnosti častíc. Čím vyššia je hydrofóbnosť častíc látky, tým aktívnejšia je interakcia so vzduchovými bublinami, čím sa tvoria významné flotačné komplexy. Je zrejmé, že nie všetky nečistoty sú absolútne hydrofóbne a existujú aj hydrofilné zlúčeniny. A niektoré majú dvojakú štruktúru obsahujúcu hydrofóbne a hydrofilné skupiny. Na zvýšenie hydrofóbnosti nečistôt znečisťujúcich vodu sa pridávajú špeciálne flotačné aditíva alebo činidlá;
• Veľkosť a pevnosť penových bublín. Proces flotácie by mal tvoriť vzduchové bubliny takej veľkosti, aby sa dostali na povrch vody. Ale príliš veľké bubliny sa vznášajú pred časom, kým nebudú mať dostatok častíc kontaminantov na uchopenie. Okrem toho by tieto bubliny mali byť silné, s minimálnym percentom strát z dôvodu zničenia;
• Jednotnosť penenia. Dôležitým faktorom účinnosti flotácie je rovnomernosť pri distribúcii vzduchových bublín vo vode a ich celkový počet.

Tieto faktory môžu byť ovplyvnené pomocou špeciálnych činidiel, ktoré budú popísané neskôr.

Reagencie na zlepšenie flotácie

Ako je opísané vyššie, flotácia závisí od kvality penenia a hydrofóbnosti častíc. Existujú špeciálne prísady, ktoré sú zamerané na zlepšenie kvality peny a zvýšenie hydrofóbnosti nečistôt. Reagenty možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín:

• zberača;
• Penidla.

Zberače činidiel

Najbežnejší typ kontaminantu je zložený z častíc s dvojitými vlastnosťami, ktoré majú časť hydrofóbnych a niektorých hydrofilných skupín. Ich schopnosť zmáčania nie je dostatočná na to, aby sa viazala na vzduchové bubliny, takže flotácia je neúčinná. Na vyriešenie tohto problému sa ku odpadovým vodám pridávajú tzv. Aditívne zberače, ktoré majú tiež dvojitú štruktúru pozostávajúcu z hydrofilných (polárnych) a hydrofóbnych (nepolárnych) skupín. Polárne hydrofilné konce kontaminantu a zberača sú navzájom prilepené a hydrofóbne konce zostávajú voľné.

Kolektory na zvýšenie flotácie sú povrchovo aktívne látky:

• Amónne soli;
• Ropné výrobky;
• olej;
• merkaptán

Reagencie pre nadúvadlá

Kvalita trestov zohráva kľúčovú úlohu v efektívnosti flotácie. Existuje skupina prísad, ktoré sú zamerané na zlepšenie penenia. Chránia vzduchové bubliny pred deštrukciou, čo je pružné a výrazne stabilizujú penovú hmotu. To umožňuje odstrániť čo najviac kontaminantov z odpadovej vody. Takéto stabilizátory pre penu sú:

• Borovicový olej;
• kresol;
• Fenoly a mnoho ďalších látok

Typy flotátnej úpravy odpadových vôd

Flotačný proces je stručne opísaný ako nasýtenie odpadových vôd vzduchom s jeho disperziou. To znamená, že hlavnou úlohou flotácie je získať bubliny s požadovaným priemerom v sekvenciách odpadových vôd. Ako sa to deje, je popísané nižšie.

Izolácia vzduchových bublín z roztoku

Ak chcete oddeliť vzduchové bubliny od roztoku, použite tlakovú a vákuovú flotáciu. Tlaková flotácia je vstrekovanie vzduchu a potom prudký pokles tlaku v systéme, ktorý vyvoláva uvoľňovanie bublinovej hmoty vo vodnom stĺpci.

Vákuová flotácia je trochu podobná tlakovej flotácii, ale je realizovaná inak. Prvým krokom je prechod vody cez prevzdušňovaciu komoru, kde je nasýtený vzduchom. Potom vstúpi do diaerača, kde sa odstráni nerozpustený vzduch. Poslednou etapou je priechod flotačnej komory, v ktorej je tlak znížený, čo spôsobuje rýchle vytváranie bublín.

Takéto metódy sú veľmi úspešne odstránené jemné nečistoty.

Prenos vzduchu cez pórovité materiály

Jedná sa o jeden z najjednoduchších spôsobov fyziky na vytvorenie rozptýleného prúdenia vzduchu. Pred vstupom vzduchu do odpadových vôd sa prechádza cez materiály s pórmi, ako sú dosky s priechodnými štrbinami. Priemer bublín je regulovaný veľkosťou dát pórov.

Elektrolytická flotácia

Táto metóda je uskutočnená umiestnením dvoch elektród do vody, cez ktorú je prúd vybíjaný. Počas elektrolýzy sa voda okolo elektród rozdelí na bubliny vodíka a kyslíka. Najbežnejšie používaným materiálom pre elektródy je hliník a železo. Tieto kovy sa uvoľňujú do koagulantov, ktoré viažu suspenzie a premieňajú ich ako vločky. Tieto vločky sú spojené s vzduchovými bublinami a prichádzajú na povrch odpadových vôd vo forme peny.

Mechanická disperzia

Okrem tvorby vzduchových bublín vo vode pomocou zmeny tlaku sa používajú aj mechanické metódy. Existuje tiež niekoľko spôsobov:

• Inštalácia obežného kolesa mieša vodnú hmotu pomocou turbíny. V tomto prípade sú bubliny malé, čo je vhodné na odstraňovanie ropných produktov a tukov. Rýchlosť turbíny umožňuje nastaviť veľkosť bublín - čím vyššia je rýchlosť, tým menší je priemer vytvorených bublín;
• Neplachová flotácia, Toto je použitie kolesa, ktoré je spojené s odstredivým čerpadlom. Vezikuly, ktoré sú výsledkom tohto spôsobu, sú veľké a vhodné na odstraňovanie tukov, vláknitých častíc, ako je napríklad vlna;
• Pneumatická flotácia sa uskutočňuje nasýtením vzduchom cez dýzy potrubia, ktoré sú položené na dne komory. Táto metóda sa používa na čistenie agresívnych odpadových vôd, ktoré môžu poškodiť flotačné zariadenia - obežné koleso a koleso.

Bubliny v týchto troch spôsoboch sa vytvárajú ako výsledok vortexového procesu, ktorý sa stimuluje miešaním.

Flotácia - výhody a nevýhody metódy

V dnešnej dobe je flotácia jednou z najbežnejšie používaných metód čistenia odpadových vôd. Používa sa aj priemyselné čistiace a mestské zariadenia. Je to spôsobené množstvom faktorov, ktoré hovoria v prospech flotácie.

Výhody flotačného čistenia:

1. Nízka cena použitého spôsobu čistenia;
2. Jednoduché vybavenie;
3. Táto metóda pre niektoré suspenzie je oveľa rýchlejšia ako rýchlosť ich usadzovania počas usadzovania;
4. Oddelenie určitých znečisťujúcich látok z odpadových vôd vrátane ropných produktov;
5. Počas flotačného procesu zostáva kaša s nízkym obsahom vody (malé straty vody).

Samozrejme, ako každá metóda, flotácia je tiež spojená s niektorými negatívnymi aspektmi.

Nevýhody flotačného čistenia:

1. Odstraňuje nie všetky znečisťujúce látky, pretože ich účinnosť závisí od hydrofobicity látky;
2. Často je potrebné znášať dodatočné náklady na zavedenie činidiel, ktoré zlepšujú kvalitu peny a zvyšujú hydrofóbnosť znečisťujúcich látok;
3. Každý typ kontaminantu potrebuje svoj vlastný prístup a preto neexistuje žiadna univerzálna metóda na odstránenie všetkých suspenzií.

Závery o flotácii

Bez ohľadu na výhody flotácie nie je to nezávislé a konečné spracovanie odpadovej vody. Toto je len jeden z etáp najkomplikovanejšieho procesu, ktorý vám umožňuje odstrániť väčšinu nežiaducich látok z vody. Čistenie flotáciou umožňuje odstrániť vodu z ropných produktov a olejov, ktoré nie je možné odstrániť inými metódami, ako aj vláknité zložky odpadovej vody. Zvyčajne sa po etape usadzovania používa flotačná úprava na odstránenie tých látok, ktoré nepodliehajú usadzovaniu.