Флотация

Флотация - процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычно газа (чаще всего воздуха) и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания.

Процесс очистки методом флотации сточных вод, содержащих ПАВ, нефть, нефтепродукты, волокнистые материалы и др., заключается в образовании комплексов "частицы-пузырьки", всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой жидкости. Прилипание частицы, находящейся в жидкости, возможно только в случае, когда наблюдается несмачивание или плохое смачивание этой частицы жидкостью.

Внешним проявлением к смачиванию является величина поверхностного натяжения её на границе с газовой фазой, а также разность полярностей на границе "жидкость-частица". Флотация эффективно идет при значениях поверхностного натяжения воды не более 60-65 мН/м. Степень смачиваемости водой взвешенных частиц характеризуется величиной краевого угла смачивания q. Чем больше угол смачивания, тем более гидрофобна поверхность частицы, т.е. увеличивается вероятность прилипания к ней и прочность удержания на её поверхности воздушных пузырьков. Эти частицы обладают малой смачиваемостью и легко флотируются. Большое значение при флотации имеют следующие величины: размер, количество и равномерность распределения воздушных пузырьков в сточной воде. Оптимальные размеры воздушных пузырьков - 15-30 мкм, а максимальные – 100-200 мкм.

В практике очистки сточных вод используют различные конструктивные схемы, приёмы и способы флотации.

Наиболее существенные принципиальные различия способов флотации связаны с насыщением жидкости пузырьками воздуха определённой крупности. По этому принципу можно выделить следующие виды флотации:

с выделением воздуха из раствора (вакуумная, напорная и эрлифтная);

с механическим диспергированием воздуха (импеллерная, безнапорная и пневматическая);

с подачей воздуха через пористые материалы;

электрофлотация (этот вид относят к безреагентным методам очистки сточных вод).