Очистка сточных вод напорной и безнапорной флотацией. Схема и принцип действия соответствующих установок

Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. В некоторых случаях флотацию используют и для удаления растворенных веществ, например ПАВ. Такой процесс называют пенной сепарацией или пенным концентрированием. Флотацию применяют для очистки сточных вод многих производств: нефтеперерабатывающих, искусственного волокна, целлюлозно-бумажных, кожевенных, машиностроительных, пищевых, химических. Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесей, по сравнению с отстаиванием большая скорость процесса, а также возможность получения шлама более низкой влажности (90- 95%), высокая степень очистки (95-98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов. Все это способствует успешному проведению последующих стадий очистки сточных вод.

Безнапорные установки. Схемы установок такие же, как и для напорной флотации (рис. Н-20 и И-21), но без напорной емкости. Диспергирование воздуха в них происходит за счет завихрений, создаваемых рабочим колесом центробежного насоса. Следовательно, не требуется дополнительного давления. Однако пузырьки газа получаются более крупными, чем в установках напорной флотации, поэтому они не рекомендуются для удаления мелких частиц.

Напорные установки имеют большее распространение, чем вакуумные. Они просты и надежны в эксплуатации. Напорная флотация позволяет очищать сточные воды с концентрацией взвесей до 4- 5 г/л. Для увеличения степени очистки в воду добавляют коагулянты. Аппараты напорной флотации обеспечивают по сравнению с нефтеловушками в 5-10 раз меньшее остаточное содержание загрязнений и имеют в 5-10 раз меньшие габариты. Процесс осуществляется в две стадии: 1) насыщение воды воздухом под давлением: 2)выделение растворенного газа под атмосферным давлением. Схема напорной флотации показана на рис. П-20.

Сточная вода поступает в приемный резервуар, откуда ее перекачивают насосом, во всасывающий трубопровод которого засасывается воздух. Образующуюся водно-воздушную смесь направляют в напорную емкость, где при повышенном давлении (0,15-0,4 МПа)воздух растворяется в воде. При поступлении водно-воздушной смеси во флотатор, который работает при атмосферном давлении, воздух выделяется в виде пузырьков и флотирует взвешенные частицы.

Пена с твердыми частицами удаляют с поверхности воды скребковым механизмом. Осветленная вода выходит из нижней части

флотатора. При использовании коагулянтов хлопьеобразование происходит в напорной емкости. В данной схеме вся сточная вода, поступающая на флотацию, насыщается воздухом. Имеются и другие схемы (рис. II-21). В схемах с рециркуляцией (а) и с насыщением части потока — частичной подачей воды насосом (б) — через напорную емкость подается лишь часть неочищенной сточной воды. Такие схемы рекомендуется использовать, если проводится предварительная коагуляция сточных вод с целью предотвращения или уменьшения разрушения хлопьев коагулянтов в насосе.Схема с рабочей жидкостью (в) используется при большой концентрации загрязнений в сточной воде, когда работа флотационной установки по схеме, представленной на рис. II-20, малоэффективна.

В качестве рабочей жидкости используют природную или очищенную сточную воду. При этом объем рабочей жидкости значительно превышает объем очищаемой сточной воды. Улучшение флотации в этом случае происходит из-за сохранения хлопьев загрязнений и более быстрого всплывания их. Недостаток схемы — большой расход энергии на перекачивание рабочей жидкости.

Напорные флотационные установки имеют производительность от 5-10 до 1000-2000 м3/ч. Они работают при изменении параметров в следующих пределах: давление в напорной емкости 0,17-0.39 МПа: время пребывания в напорной емкости 14 мин, а во флотационной камере 10-20 мин. Объем засасываемого воздуха составляет 1,5-5% от объема очищаемой воды. Значения параметров зависят от концентрации и свойств загрязнений.

В случае необходимости одновременного проведения процесса флотации и окисления загрязнений необходимо насыщать воду воздухом, обогащенным кислородом или озоном. Для устранения процесса окисления вместо воздуха на флотацию следует подавать

инертные газы.

На практике используют флотационные камеры различных конструкций. Схема флотационной камеры ("Аэрофлотор") показана на рис. II-22. Сточную воду подают внутрь камеры, где выделяются пузырьки газа, которые всплывают вверх, захватывая взвешенные частицы. Пенный слой с твердыми частицами поверхностным скребком удаляют в шламоприемник. Осветленную воду выводят из камеры.Твердые частицы, оседающие под действием гравитационной силы на дно камеры, донным скребком сдвигают в приемник, удаляют через трубопровод.

Применяют и другие цилиндрические флотаторы, которые имеют разный диаметр, а следовательно, и разную производительность. Они отличаются конструкцией ввода и вывода сточной воды и пены.

Например, флотатор производительностью 600 м3/ч имеет диаметр 12 м. Схема многокамерной флотационной установки с рециркуляцией очищенной воды представлена на рис.II-23. В этой установке загрязненная сточная вода сначала поступает в гидроциклон, где удаляется часть взвешенных частиц. Затем ее направляют в первую камеру, где смешивают с циркуляционной водой, насыщенной воздухом. Воздух выделяется в камере и флотирует загрязнение. Далее сточная вода поступает во вторую, а затем в третью камеры, в которых также происходит процесс флотации. После третьей камеры очи щенную воду удаляют из установки. Часть циркулирующей воды насосом подают в напорную емкость, где растворяется воздух. Пену удаляют пеносъемниками.

Вопрос 63 напорная и эрлифтная флотация