Какво е флотация: предимствата и недостатъците на този метод на почистване

Пречистването на отпадни води на първо място включва етапа на преминаване на утаителя както в местната пречиствателна станция, така и в градската пречиствателна станция. Задържането на водата изчиства водата само от големи суспендирани твърди вещества, които се отлагат на дъното, като са по-тежки от водата. Но какво да кажем за частиците, които са по-леки от водата и не подлежат на утаяване? Съществува метод за изолиране на такива сложни замърсители, който се нарича флотация.

Почистването с флотация се използва като един от етапите на пречистване на отпадъчни води от такива примеси.

Повече за флотация

Флотацията е един от методите, използвани за пречистване на отпадъчни води. Буквално думата "флотация" (английска флотация) се превежда като "плуване на водната повърхност", следователно думата флот прилича. Но ако говорим за пречистване чрез флотация, неговата цел е да донесе на повърхността различни суспензии и други вещества, които имат плътност, близка до водата и не могат да се утаят.

Във водния стълб различни малки твърди вещества, колоидни суспензии и други примеси, които не се утаяват, са плаващи. Флотацията се използва за пречистване на отпадни води от повърхностноактивни вещества, петролни продукти, мазнини, влакнести вещества и суспензии от активна утайка. Също така, процесът на флотация, чрез вида на разделянето на пяната, е в състояние да отстрани някои вещества, разтворени във вода.

Физико-химични закони на флотация

Комплексните физикохимични процеси се основават на флотационно пречистване. По принцип се разглежда концепцията за овлажняемост, т.е. индивидуалната способност на някои вещества за овлажняване. Тази способност директно определя поведението на тези съединения на интерфейса между фазите на течността и газа. Съществуват два типа вещества:

• хидрофилен - се характеризират с добра способност за омокряне;
• хидрофобен - не се намокря.

В зависимост от вида на веществото, той се почиства добре чрез флотация, или обратно, той не може да бъде изолиран по този начин.

Флотационни етапи

Процесът на флотация е лесен за разбиране, може да бъде опишете следното:

1. Диспергираният въздух се подава към водата, която се обработва;
2. Хидрофобните частици се втурват към въздушните мехурчета;
3. Постепенно намалява и разгражда междинния слой на водата, разделяйки хидрофобните частици и въздушните мехурчета. Това е така, защото силата, която привлича молекулите на вода един към друг, е по-голяма от сцеплението между водата и тези частици;
4. Флотационен комплекс се формира от въздушни мехурчета и хидрофобни частици, които приличат на пяна;
5. Този плаващ комплекс плува на повърхността на канализацията, защото е по-лек от хетерогенната система, в която се намира.

В резултат на това върху повърхността на водата се образува пяна. Получената пяна се отстранява със специално устройство - това е крайният продукт на флотация или утайка.

Ефективност на процеса на флотация

Тези или други фактори могат да намалят или увеличат ефективността на флотация като метод за пречистване на отпадъчни води. Най-значително влияние следните фактори имат ефект:

• Степен на хидрофобност на частиците. Колкото по-висока е хидрофобността на частиците на веществото, толкова по-активни взаимодействат с въздушните мехурчета, образувайки значителни флотационни комплекси. Очевидно не всички примеси са абсолютно хидрофобни и съществуват и хидрофилни съединения. Някои имат двойна структура, съдържаща хидрофобни и хидрофилни групи. За да се увеличи хидрофобността на примесите, замърсяващи водата, към него се добавят специални добавки за флотация или реагенти;
• Размер и якост на мехурчетата от пяна. Процесът на флотация трябва да образува въздушни мехурчета с такъв размер, че да се издигат до повърхността на водата. Но твърде големи мехурчета ще плават напред, преди да имат достатъчно частици от замърсители, за да се хванат. Освен това тези мехурчета трябва да са силни, като имат минимален процент загуби в резултат на унищожаване;
• Еднородност на разпенването. Важен фактор за ефективността на флотацията е равномерното разпределение на въздушните мехурчета във водата и техният общ брой.

Тези фактори могат да бъдат засегнати с помощта на специални реактиви, което ще бъде описано по-късно.

Реагенти за подобрено флотация

Както е описано по-горе, флотацията зависи от качеството на пяната и хидрофобността на частиците. Има специални добавки, които са насочени към подобряване на качеството на пяната и повишаване на хидрофобността на примесите. Реагентите могат да бъдат разделени на две основни групи:

• събирачи;
• Пенители.

Колектори на реагенти

Най-често срещаният вид замърсител се състои от частици с двойни качества, които имат част от хидрофобни и някои хидрофилни групи. Тяхната способност за омокряне не е достатъчна, за да се свърже с въздушните мехурчета, така че флотацията е неефективна. За да се реши този проблем, така наречените канализацията добавени адитивни събирачи, които също имат двойна структура, състояща се от хидрофилен (полярен) и хидрофобни (неполярни) групи. Полярните хидрофилни краища на замърсителя и колектора се прилепват един към друг и хидрофобните краища остават свободни.

Колекторите, за да подобрят флотацията, са повърхностно активни вещества:

• Амониеви соли;
• Нефтопродукти;
• масло;
• тан

Реагенти за разпенващи агенти

Качеството на наказанието играе ключова роля за ефективността на флотацията. Има група добавки, които са насочени към подобряване на образуването на пяна. Те защитават въздушните мехурчета от разрушаване, което ги прави еластични и значително стабилизират пяната. Това дава възможност за отстраняване на възможно най-много замърсители от отпадъчните води. Такива стабилизатори за пяна са:

• Борово масло;
• крезол;
• Феноли и много други вещества

Видове флотационно третиране на отпадъчните води

Процесът на флотация се описва накратко като насищане на канализацията с въздух с неговата дисперсия. Това означава, че основната задача на флотация е да се получат мехурчета с желания диаметър в последователностите на канализацията. Как се прави това е описано по-долу.

Изолиране на въздушните мехурчета от разтвора

За да отделите въздушните мехурчета от разтвора, използвайте налягане и вакуумна флотация. Флотация под налягане е инжектирането на въздух, а след това рязко намаляване на налягането в системата, което предизвиква отделянето на балонна маса във водния стълб.

Вакуумната флотация е до известна степен подобна на натиска на флотация, но се реализира по различен начин. Първият етап е преминаването на водата през аерационната камера, където е наситена с въздух. След това влиза в диабета, където се отстранява неразтвореният въздух. Последният етап е преминаването на флотационната камера, при което налягането се понижава, което води до бързо образуване на мехурчета.

Такива методи се отстраняват много успешно фини примеси.

Пренос на въздух през порести материали

Това е един от най-простите начини по отношение на физиката за получаване на разпръснат въздушен поток. Преди въздухът да попадне в канализацията, той преминава през материали с пори, като плочи с прорези. Диаметърът на мехурчетата се регулира от размера на данните за порите.

Електролиза на флотация

Този метод се осъществява чрез поставянето на два електрода във водата, през която се изпуска ток. По време на електролизата, водата около електродите се разделя на мехурчета водород и кислород. Най-често използваният материал за електродите е алуминий и желязо. Тези метали се отделят във водните коагуланти, които свързват суспензиите и ги превръщат като люспи. Тези люспи са свързани с въздушни мехурчета и се появяват на повърхността на канализацията под формата на пяна.

Механична дисперсия

В допълнение към образуването на въздушни мехурчета във вода чрез промяна на налягането се използват и механични методи. Има и няколко начина за това:

• Инсталиране на витлото смесва водната маса с помощта на турбина. В този случай мехурчетата са малки, което е подходящо за отстраняване на нефтопродукти и мазнини. Скоростта на турбината ви позволява да регулирате размера на мехурчетата - колкото по-висока е скоростта, толкова по-малък е диаметърът на образуваните мехурчета;
• Флотация без налягане, Това е приложението на колело, което е свързано към центробежна помпа. Везикулите, които са резултат от този процес, са големи и подходящи за отстраняване на мазнини, фиброзни частици като например вълна;
• Пневматично флотация се извършва чрез насищане с въздух през дюзите на тръбите, които се полагат на дъното на камерата. Този метод се използва за почистване на агресивни отпадъчни води, които могат да повредят флотационните инсталации - работното колело и колелото.

Мехурчетата в тези три метода се формират в резултат на вихров процес, който се стимулира чрез смесване.

Флотация - предимства и недостатъци на метода

За днес флотацията е един от най-често използваните методи за пречистване на отпадъчни води. Той се използва и промишлени почистващи съоръжения и градски. Това се дължи на редица фактори, които говорят в полза на флотация.

Предимства на флотационното почистване:

1. Ниска цена на използвания метод на почистване;
2. Обикновено оборудване;
3. Този метод за някои суспензии е много по-бърз от скоростта на тяхното утаяване по време на утаяването;
4. Разделяне на определени замърсители от отпадъчни води, включително нефтопродукти;
5. По време на процеса на флотация остава суспензия с ниско водно съдържание (малки загуби на вода).

Разбира се, както всеки метод, флотацията също се свързва с някои негативни аспекти.

Недостатъци на почистването с флотация:

1. Той премахва не всички замърсители, тъй като неговата ефективност зависи от хидрофобността на веществото;
2. Често е необходимо да се поемат допълнителните разходи за въвеждане на реагенти, които подобряват качеството на пяната и повишават хидрофобността на замърсителите;
3. Всеки вид замърсител се нуждае от собствен подход и следователно няма универсален метод за премахване на всички окачвания.

Заключения за флотация

Независимо от предимствата на флотацията, това не е независимо и окончателно третиране на отпадъчните води. Това е само един от етапите на най-сложния процес, който ви позволява да отстраните повечето от нежеланите вещества от водата. Почистването с флотация позволява да се отстрани вода от нефтопродукти и масла, които не могат да бъдат отстранени по други методи, както и от влакнести компоненти на отпадъчните води. Обикновено флотационното третиране се използва след етапа на утаяване, за да се отстранят тези вещества, които не се подлагат на утаяване.