В сфере профессиональной водоподготовки используется все больше прогрессивных технологий очистки воды в промышленных масштабах. Сегодня мы расскажем о методе флотационной обработки, который получил распространение в первую очередь по причине своей экономичности.
Описание и принцип
Флотация – очистка воды от крупно- и мелкодисперсных взвешенных примесей. Процесс включает несколько этапов. В самом начале в очищаемую жидкость подают диспергированный воздух. Частицы, обладающие высокой степенью гидрофобности, движутся ему навстречу и соединяются с пузырями воздуха, образуя комплексы шлама (так называемые флотокомплексы), внешне напоминающие пенные сгустки. Под воздействием молекулярных сил шлам всплывает на поверхность, после чего его удаляют при помощи специального оборудования.
Удаляемые частицы
- Взвешенные твердые примеси.
- Продукты нефтепереработки.
- Маслянистые включения.
- ПАВ (мыла, моющие средства и пр.)
- Смолы.
- Полимерные включения.
- Любые эмульгированные жидкие вещества.
- Илистые отложения.
Применение в промышленной водоочистке
Способ флотации получил распространение в процессе очистки промышленных и бытовых стоков. На первых этапах их пропускают через механические фильтры и отстаивают. После первичной водоподготовки в жидкости остаются взвешенные частицы, для удаления которых и используют технологию флотации воды. После заполнения объема очищаемой жидкости кислородом, взвеси соединяются с воздушными пузырьками, образуя шлам, и выталкиваются на поверхность, поскольку весят меньше, чем та структура, в которой они располагаются.
Эффективность
На показатели эффективности такого процесса, как флотация сточных вод, влияет степень гидрофобности удаляемых химэлементов, а также особенности самих пузырей воздуха (в частности, их размер и прочность). Чем выше показатель гидрофобности частиц загрязнителя, тем быстрее они образуют соединение с воздушными пузырями.
Для ускорения процесса задействуют химические реагенты, способные повышать гидрофобность удаляемых веществ. Наибольшую популярность в качестве химреагентов для флотационной водоочистки получили следующие вещества.
- Поверхностно-активные собиратели: соли аммония, всевозможные масло- и нефтепродукты.
- Пенообразующие химические добавки: фенол, сосновое масло.
Классификация используемых технологий
В промышленности и коммунальном хозяйстве применяют несколько основных методов флотации воды.
- Напорная. В очищаемую жидкость закачивают необходимый объем воздуха, после чего резко понижают давление в системе. В результате образуются пузырьки необходимого размера.
- Вакуумная. Стоки пропускают через специальную аэрационную камеру, где она напитывается воздухом. После этого воздушно-водяную смесь подают в деаэратор для удаления излишнего (нерастворенного) воздуха. На финишном этапе жидкость поступает в установку-флотатор, в котором резко снижают давление для образования пузырей.
- Электролизная. В жидкость помещают два электрода, пропускающих электрический ток. В результате такого процесса происходит естественная химическая реакция – распад H2O на водород и кислород. В свою очередь, металлические (железные или алюминиевые) электроды выделяют особые вещества-коагулянты, которые связываются со взвешенными включениями и вместе с ними поднимаются на поверхность в виде пены-шлама.
Преимущества
- Низкая себестоимость и высокая экономичность.
- Низкие энергозатраты.
- Возможность извлекать большинство видов взвешенных частиц, включая нефтепродукты.
- Малый расход очищаемых сточных вод.
Недостатки
- Удаляются далеко не все виды загрязнений.
- Расходы на химреагенты.
- Для каждого типа взвесей приходится использовать свою собственную технологию (с соответствующими расчетами).
Таким образом, флотационные способы водоочистки можно назвать достаточно простым и выгодным способом промышленной водоподготовки, который имеет как преимущества, так и определенные недостатки. Флотация воды активно используется в очистке производственных стоков, а также в городских коммунальных системах водоочистки (для удаления загрязнений из бытовых сточных вод).
