31 Физико-химическая очистка псв (вакуумная, пневматическая флотация, конструктивные особенности флотационных сооружений).

Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделение воздуха, растворенного в воде. При таком процессе флотации образование пузырьков воздуха происходит в спокойной среде, в результате чего улучшается агрегирование комплексов частица-пузырек и не нарушается их целостность вплоть до достижения ими поверхности жидкости.

Пневматическая флотация с подачей газа через пористые материалы, по сравнению с другими способами флотации, имеет следующие преимущества: простота конструкции флотационной камеры, малые затраты энергии (не требуются импеллеры, насосы). Недостатки способа: частое засорение и зарастание отверстий пористого материала; трудность подбора материала с одинаковыми отверстиями, обеспечивающего образование мелких и равных по размеру пузырьков.

Рабочее давление 0,3-0,6 Мпа Скорость выпуска струи из сопла 100-200м/с

Для разделения небольших количеств суспензий или эмульсий применяют флотационные камеры с пористыми колпачками. Обрабатываемую дисперсную систему подают сверху, а газ в виде пузырьков – через пористые колпачки. Пена переливается в кольцевой желоб и удаляется через него. Осветленную жидкость отводят из нижней части аппарата через регулятор уровня. Установки могут иметь одну или несколько ступеней.

Рис. . Пневматический флотатор с пористыми колпачками: 1 – камера; 2 – пористые колпачки; 3 – желоб; 4 – регулятор уровня

Пневматический флотатор с фильтросными пластинами: 1 – камера; 2 – фильтросные пластины; 3 – скребковый транспортер; 4 – шламоприемник

32 Физико-химическая очистка псв (химическая, биологическая, ионная флотации, сущность процесса, конструктивные особенности флотационных сооружений).

Флотация является сложным физико-химическим процессом, заключающимся в создании комплекса частица-пузырек воздуха или газа, всплывании этого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Процесс флотации широко применяют при обогащении полезных ископаемых, а также при очистке сточных вод.

Процесс флотации — образования комплекса пузырек-частица происходит в три стадии: сближение пузырька воздуха и частицы в жидкой фазе, контакт пузырька с частицей и прилипание пузырька к частице. Прочность соединения пузырек-частица зависит от размеров пузырька и частицы, физико-химических свойств пузырька, частицы и жидкости, гидродинамических условий и других факторов.

Процесс очистки стоков при флотации заключается в следующем: поток жидкости и поток воздуха (мелких пузырьков) в большинстве случаев движутся в одном направлении. Взвешенные частицы загрязнений находятся во всем объеме сточной воды и при совместном движении с пузырьками воздуха происходит агрегирование частицы с воздухом. Если пузырьки воздуха значительных размеров, то скорости воздушного пузырька и загрязненной частицы различаются так сильно, что частицы не могут закрепиться на поверхности воздушного пузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильно перемешивают воду, вызывая разъединение уже соединенных воздушных пузырьков и загрязненных частиц. Поэтому для нормальной работы флотатора во флотационную камеру не допускаются пузырьки более определенного размера.

Химическая флотация. При введении в сточную воду некоторых веществ для ее обработки могут протекать химические процессы с выделением газов: О2 СО2 и др. Пузырьки этих газов при некоторых условиях могут прилипать к нерастворимым взвешенным частицам и выносить их в пенный слой. Такое явление например, наблюдается при обработке сточных вод хлорной известью с введением коагулянтов. Сточные воды поступают в реакционную камеру. Туда же подают реагенты. Во избежание дегазации время пребывания сточной воды в камере должно быть минимальным. После насыщения вода поступает во флотационную камеру. Недостаток метода — большой расход реагентов.

Биологическая флотация применяется для уплотнения осадка из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод Для этого осадок подогревается водяным паром в специальной емкости до 35-55 ° С и при таких условиях выдерживается несколько суток В результате деятельности микроорганизмов выделяются пузырьки газов, которые выносят частицы осадка в пенный слой, где они уплотняютсяся.

Ионная флотация. Этот процесс ведут следующим образом: в сточную воду вводят воздух, разбивая его на пузырьки каким-либо способом, и собиратель (поверхностно-активные вещества). Собиратель образует в воде ионы, которые имеют заряд, противоположный заряду извлекаемого иона. Ионы собирателя и загрязнений концентрируются на поверхности газовых пузырьков и выносятся ими в пену. Пену удаляют из флотационной камеры и разрушают; из нее извлекают сконцентрированные ионы удаляемого вещества.