3. Расчет флотационной установки

Флотация - это всплытие частиц на поверхность с образова­нием пены. Частицы обволакиваются мелкими пузырьками возду­ха, подаваемого в сточную воду.

Комплекс частица-пузырек под­нимается на поверхность воды. Пузырьки собираются и возникает пена. Осуществляется во флотационных камерах.

Флотационные установки применяют для удаления из сточ­ных вод масел, жиров, нефтепродуктов, смол, продуктов органи­ческого синтеза, поверхностно-активных веществ, тонкодиспергированных взвешенных веществ, имеющих гидравлическую крупность до 0,01 мм/с и менее, некоторых эмульгированных жидкостей и т.д.

Различают различные способы флотации:

• вакуумная. Сточные воды насыщают воздухом при атмо­сферном давлении в аэрационной камере. Затем их направляют во флотатор, где вакуум-насос создает разрежение. При уменьшении давления из раствора выделяются пузырьки воздуха.

• напорная. Воду насыщают воздухом в напорной башне при повышенном давлении. Водо-воздушная смесь поступает во флотатор, где при атмосферном давлении воздух выделяется в ви­де пузырьков.

• импеллерная (импеллер - турбины насосного типа). Представляют собой диск с радиальными обращенными вверх лопатками. При вращении импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки.

• пневматическая. Воздух пропускают через сопла на воздухораспределительных трубках. Скорость струи воздуха на выходе из сопел достигает 200 м/с.

• безнапорные. Завихрения воздуха создаются рабочим колесом центробежного насоса.

• использование пористых пластин. Воздух пропускают через пористые керамические пластины или колпачки.

• химическая. В сточную воду вводят вещества (хлорная известь). При протекании химических процессов выделяются газы: О₂, СО₂, С1₂.

• биологическая. При очистке бытовых сточных вод оса­ док из отстойника подогревают паром при t = 35-5 5 °С и выдер­живают в емкости несколько суток. В результате деятельности микроорганизмов выделяются пузырьки газов.

• ионная флотация. В воду вводят воздух любым спосо­бом и собиратель (ПАВ - поверхностно-активное вещество). Он образует в воде ионы, со знаком, противоположным знаку из­влекаемого иона. Ионы собирателя и загрязнений концентри­руются на поверхности газовых пузырьков и выносятся в пену. Флотацию используют для извлечения из сточных вод металлов (Mo, W, V) .

Самое широкое распространение в практике очистки сточных вод и разделения иловых смесей получила компрессионная (паровая) флотация. При напорной флотации жидкость пропускают че­рез сатуратор, в котором происходит её насыщение воздухом под давлением (0,3-0,5 МПа). Воздух вводят с помощью компрес­сора либо через эжектор, установленный на перемычке между всасывающим и напорным патрубками центробежного насоса. Из сатуратора вода поступает во флотационную камеру, в которой за счёт снижения давления до атмосферного происходит выделение растворенного воздуха и осуществляется процесс флотации.

Устройство радиального флотатора представлено на рис.3. Флотаторы представляют собой отстойники радиального типа с встроенной флотационной камерой. Камера имеет механизм для сгребания пены.

Рис.3. Радиальный флотатор

1 — кольцевая перегородка; 2 — шламоприемиик; 3 — скребок;

4 — отвод очищенной воды; 5 — флотационная камера;

6 - вращающийся водораспределитель; 7 - отвод осадка;

8 - подвод сточной воды