Флотатор для очистки сточных вод применение и технология. Флотация метод очистки сточных вод

метод очистки сточных вод: что это такое

[содержание h3 h4 h5 h5 h6]Забота об окружающей среде выходит сегодня на мировой уровень. Особенно это касается очистки сточных вод, которые впоследствии сбрасываются в пруды и грунт. Чтобы обеспечить высокое качество очистки стоков и полностью нейтрализовать негативное воздействие патогенных микроорганизмов на окружающую среду, используют множество методов в зависимости от типа загрязнения вод. К наиболее эффективному относится флотационный метод или просто флотация стоков в электрофлотаторе.

Этот метод является дополнительным после механической очистки сточных вод, поскольку не все примеси имеют достаточный вес, чтобы поддаваться силе гравитации. В результате после механической обработки стоков и их отстаивания в серой воде остаются частички мусора, масса которых в разы легче молекул жидкости. Именно с целью удаления таких примесей и используется флотация как метод доочистки стоков.

О том, что же такое флотация и каковы бывают её виды, разбираемся в нашем материале.

Флотация стоков: определение и принципы действия метода

Флотация — это своеобразный способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание»

Флотация — это своеобразный способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание». То есть удаление примесей мусора из жидкой среды происходит за счет их всплытия на поверхность в результате добавления в стоки специального диспергированного воздуха. Под его воздействием все молекулы и частички мусора либо смачиваются водой (что является гидрофилией), либо не подвержены смачиванию (гидрофорбия).

Принцип действия и схема метода флотации сточных вод выглядит таким образом:

Рекомендуем к прочтению:

В специальной машине (электрофлотаторе) сточные воды проходят через рабочую камеру;
В этот момент стоки в зависимости от типа загрязнения обогащаются диспергированным воздухом;
Происходит контакт загрязняющих частиц с пузырьками кислорода;
В результате контакта происходит реакция в виде образования пенного слоя на поверхности воды. Именно эти плавающие частицы примесей и называются флотом. То есть плавающим мусором.
Пенный слой по мере образования удаляется с поверхности очищаемой среды специальными грабельными установками.

Важно: метод флотации используется в основном для очистки сточных вод с примесями растворимых жиров, продуктов нефтепроизводства, ПАВ, любых волокнистых примесей и пр.

Эффективность метода флотации: важные параметры

При проведении очистки серых вод с применением реагентов (флотация) может иметь различную эффективность

При проведении очистки серых вод с применением реагентов (флотация) может иметь различную эффективность. И зависит она от таких параметров:

Чем более примеси мусора в воде склонны к гидрофорбности, тем выше будет эффективность флотационного способа очистки воды. Но, к сожалению, не все примеси имеют повышенную или хотя бы оптимальную склонность к смачиванию. Чтобы изменить это свойство в воду в электрофлотаторе добавляют специальные реагенты, которые меняют уровень гидрофорбности мусора в большую сторону. Реагенты носят название флотирующие.
Все пузырьки воздуха должны иметь повышенную устойчивость к разрушению, чего также добиваются путем добавления в воду реагентов.
Размер пузырьков воздуха также имеет значение для эффективности флотационного способа очистки сточных вод. Так, слишком крупные пузырьки быстро всплывают на поверхность воды, не осуществив контакт с примесями мусора. А мелкие пузырьки, наоборот, просто лопаются. Пузырь кислорода должен иметь достаточный размер, чтобы успеть вступить в контакт с мусором и поднять его на поверхность сточной воды.
Общее количество пузырей воздуха и равномерность их распределения в стоках также имеют значение при очистке жидкости данным методом.

Плюсы и минусы использования флотации

Максимально простая конструкция оборудования (электрофлотатора), что не требует повышенных трудозатрат на его обслуживание

Метод флотации как способ очистки сточной воды имеет как свои преимущества, так и недостатки. К первым относятся:

Низкая стоимость самого метода обработки жидкости с целью её очистки;
Максимально простая конструкция оборудования (электрофлотатора), что не требует повышенных трудозатрат на его обслуживание;
Высокая эффективность процесса в случае отделения от воды определенных примесей;
Высокая скорость очистки сточных вод в результате применения одного из способов флотации;
Возможность очистки воды даже от молекул нефтепродуктов.

К минусам метода флотации можно отнести:

Избирательное действие воздуха на частицы мусора ввиду их низкой гидрофорбности;
Необходимость дополнительного применения реагентов для повышения уровня гидрофорбности частиц мусора в сточных водах;
Необходимость точной настройки электрофлотатора с целью получения пузырьков воздуха определенного диаметра.

Виды и способы флотации

Очистка стоков методом флотации может производиться различными способами. То есть, именно образование пузырьков воздуха происходит с использованием различных методов. Рассмотрим все возможные.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

Воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным

Причем здесь воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным. В первом случае в воду под высоким давлением запускают воздух, в результате чего на всех слоях воды образуются нужные пузырьки. В случае с вакуумной флотацией сточная вода проходит через аэрационную камеру, где усиленно насыщаются воздухом. После этого стоки поступают в дезаэратор, где из воды удаляется лишний воздух (не растворившийся). Затем серая жидкость переливаются именно во флотационную камеру, где давление падает до критической точки, от чего и происходит образование пузырьков воздуха.

Рекомендуем к прочтению:

Важно: такие способы отлично справляются с очисткой воды от мелкофракционных и мелкодисперсных примесей.

Механический способ насыщения воды воздухом

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в перемешивании сточных вод в специальной центрифуге при помощи турбины

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в трех основных способах:

Перемешиванием сточных вод в специальной центрифуге при помощи турбины. В этом случае установка носит название импеллер и позволяет добиться образования пузырей небольшого диаметра. В основном импеллер используется для очистки воды от продуктов нефтепроизводства или от жиров. Импеллер хорош тем, что позволяет варьировать величину воздушных пузырей в результате схемы проведения флотации. То есть, чем выше скорость вращения турбины, тем мельче будут пузырьки в воде.
Перемешивание воды при помощи специального рабочего колеса с лопастями. Такой метод является безнапорным и хорош для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей, таких как волосы, нити, шерсть и пр. Пузыри при безнапорном способе флотации получаются достаточно крупными.
Обогащение стоков воздухом с использованием специальных труб, которые располагаются на дне приёмного резервуара для грязной воды. Этот способ носит название пневматический. Используется в том случае, если есть необходимость очистки стоков, которые являются агрессивными для обработки их в импеллере или безнапорном колесе.

Важно: при любом из способов схема заключается в проведении воды через стадию завихрения, в результате чего и образуются нужные воздушные пузыри.

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Этот способ заключается в проведении потока воздуха сквозь специальные пористые структуры. В качестве примера можно привести специальные тонкие пластины с тонкими щелями по всему периметру. Причем чем тоньше будет щель в пластине, тем мельче будут воздушные пузыри.

Электролиз

Этот способ образования пузырьков воздуха считается одним из наиболее эффективных. Схема действия метода заключается в помещении в воду специальных электродов, по которым в стоки проводят ток. В месте расположения электродов (в месте их контакта с водой) происходит формирование нужных пузырьков.

Важно: сейчас распространено использование специальных алюминиевых или железных электродов. Они, помимо функции проведения тока в воду являются еще и коагулянтами, что позволяет формировать в воде хлопья из взвешенных частиц мусора. В результате очистка становится более эффективной.

Реагенты во флотации

Для повышения качество очистки грязной жидкости методом флотации используют специальные реагенты

Для повышения качество очистки грязной жидкости методом флотации используют специальные реагенты. Они призваны увеличивать уровень гидрофорбности частиц примесей в воде. Различают два вида реагентов для проведения флотации:

Реагенты для усиления гидрофорбности примесей. Их еще называют собирателями. Таковыми являются различные нефтепродукты, соли аммония, масла или меркаптан.
Вещества для стабилизации пены на поверхности воды, то есть пенообразователи. Такие реагенты предупреждают преждевременное разрушение пузырьков воздуха. Чаще всего для пенообразования используют крезол, сосновое масло, фенолы и пр.

Важно: для флотационного способа очистки стоков электрофлотаторы монтируют исключительно после отстойников и камер фильтрации, поскольку флотация не является самостоятельным методом обработки грязной воды, а лишь являет собой дополнительный способ нейтрализации грязной жидкости.

Помогла статья? Оцените её

Загрузка...

vodakanazer.ru

Суть метода флотации для очистки сточных вод

Очистка практически любого вида сточных вод методом флотации довольно распространенный сегодня способ утилизации канализационных сбросов и применяется повсеместно в тех местах, где его применение является наиболее выгодным с технической точки зрения.

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) - это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

· гидрофобные

· гидрофильные

Гидрофобные - это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые.

Флотационные методы лучше других справляются с удалением из стоков поверхностно активных веществ. Для целей очистки стоков применяют специальные флотационные машины, устройства напорного типа, механические, электрофлотационные и другие аппараты. Зачастую механический флотационный способ очистки используют для стоков содержащих легкофлотируемые гидрофобные загрязнения, к которым относятся жиры, масла, нефтепродукты и другие вещества. Если следует очистить сточные воды от загрязняющих веществ, которые перед флотацией следует агрегировать, то применение таких устройств без предварительных этапов очистки является неэффективным. Турбулентные потоки внутри камеры разрушают агрегаты загрязнителей, чем усложняют процесс очистки. Поэтому флотационные аппараты очищающие стоки механическим путем зачастую применяют для очистки нефтесодержащих и жиросодержащих стоков. В таких водах загрязнители являются легко флотируемыми, что обеспечивает высокую степень очистки.

Также оправданным является использование механических флотаторных машин в тех случаях, когда напорные устройства применять нецелесообразно (например, для очистки стоков с температурой 30-60оС). Обуславливаются такие ситуации ухудшением показателей растворяемости газов в воде, что влечет за собой снижение эффективности работы напорных машин.

Использование для очищения стоков электрофлотационных машин и устройств повышает энергоемкость процедуры очистки, что ограничивает сферы применения этого метода. Известны случаи, когда используют флотационные пневматические машины, но отметим, что эффективность этого способа не высока. По сравнению с этими двумя видами флотационных аппаратов механические флотаторы имеют множество преимуществ.

Процесс флотации

Флотатором называют устройство, которое разделяет смесь воды и загрязнителей за счет использования воздушного потока. Флотационные установки включают систему смешивания с реагентами (такими как флокулянт и коагулянт), и pH-контроллер. Система смешивания с реагентами работает автоматически, в зависимости от поступаемого в устройство потока, происходит регулирование подачи реагентов. Также флотаторы имеют скребки, с помощью которых удаляют пену с поверхности стоков. Процесс флотации – сложный физико-химический процесс, который заключается в создании комплекса «пузырек-частица». Когда этот комплекс всплывает на поверхность, он образует пенный слой, в котором содержание загрязнителей намного выше, чем в исходных стоках.

Флотационные очистки можно разделить на три вида, в зависимости от способа получения пузырьков:

- флотация с помощью пузырьков, образованных путем механического разделения воздуха. Делают это каскадным методом или с помощью механических турбин-импеллер, пористых пластин, форсунок;

- флотация с помощью пузырьков, которые образовываются от пересыщенных растворов воздуха в стоках, может быть напорной и вакуумной;

- электрофлотация.

Процесс флотации, а именно непосредственного образования комплекса из загрязнителя и пузырька, происходит в три этапа:

1. Приближение пузырька к загрязняющей частице;

2. Соприкосновения пузырька и частицы;

3. Прилипание загрязняющей частицы к поверхности пузырька.

На прочность и длительность соединения этих элементов влияют:

- размер частицы загрязнителя и пузырька;

- веса загрязнителя;

- физико-химических особенностей частицы, воздуха и сточной воды;

- гидродинамических условий и т.д.

Непосредственно процесс флотации происходит следующим образом. Зачастую и поток жидкости, и воздушный поток движутся в одном направлении. Взвешенные загрязняющие частицы распределены по всему объему стоков, и во время совместного движения с пузырьками они сталкиваются и соединяются. В том случае, если размер воздушного пузырька слишком велик, по сравнению с размерами частицы, то и скорость движения у него будет намного ниже, что делает процесс соединения этих элементов практически невозможным. А еще крупные пузырьки нередко становятся виновниками разрыва уже существующих связей между пузырьком и частицей. Поэтому во флотаторах должны находиться пузырьки не больше определенного размера.

Вакуумная флотации.

Процесс вакуумной флотации основывается на понижении давления во флотаторной камере. Этот процесс сопровождается выделением воздуха, который содержится в стоках. Вакуумная флотация происходит в спокойной среде, а значит связь между комплексом «пузырек-частица» будет прочнее и долговечнее. Иными словами эта связь разрушается уже тогда, когда частица достигла поверхности.

Напорная флотация

Напорная флотация протекает в две стадии. Первая – насыщение стоков воздухом под давлением, вторая – отделение пузырьков воздуха подходящего размера и подъем на поверхность взвешенных и эмульгированных веществ. В том случае, когда этот процесс не сопровождается добавлением реагентов, напорную флотацию считают механическим способом очистки стоков.

Импеллерная флотация

Импеллерные флотаторы зачастую используются для очистки нефтесодержащих стоков, но могут применяться и для очистки других промышленных сточных вод. Но следует сказать, что такой способ флотации является не очень распространенным.

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы

Чтобы пузырьки воздуха имели небольшие размеры, часто используют специальные пористые материалы, которые имеют определенное расстояние между отверстиями, и не пропускают пузырьки большего размера в систему. Также на размер пузырьков влияет скорость подачи воздуха, чем выше скорость, тем больший размер будут иметь пузырьки, что является нежелательнымЭлектрофлотация

Схема установки напорной флотации

1 –труба подачи СВ, 2 – приемный резервуар; 3 – всасывающая труба; 4 – труба подачи сжатого воздуха; 5 – насос; 6 – сатуратор; 7 – флотационная камера; 8 – сопла; 9 – пеносборник; 10 – труба отвода ОВ.

Резервуар-флотатор

1 – подача газонасыщеннойСВ; 2 – патрубок отвода нефти; 3 – корпус резервуара; 4 – желоб для сбора нефти; 5 – флотационная зона; 6 – отстойная зона; 7 – патрубок отвода газа; 8 – отвод ОВ; 9 – перфорированные трубы отвода осадка; 10 – патрубки отвода осадка

infopedia.su

Флотационная очистка сточных вод

Флотация – эффективный способ очистки сточных вод, который является очень простым и экономичным, и в то же время имеет высокую производительность и характеризуется качественной очисткой стоков. Флотационные методы лучше других справляются с удалением из стоков: • поверхностно активных веществ; • белки; • жиры; • нефтепродукты.

Цели обуславливающие применение флотаторов

Для целей очистки стоков применяют специальные флотационные машины, устройства напорного типа, механические, электрофлотационные и другие аппараты. Зачастую механический флотационный способ очистки используют для стоков содержащих легкофлотируемые гидрофобные загрязнения, к которым относятся жиры, масла, нефтепродукты и другие вещества. Если следует очистить сточные воды от загрязняющих веществ, которые перед флотацией следует агрегировать, то применение таких устройств без предварительных этапов очистки является неэффективным.

Турбулентные потоки внутри камеры разрушают агрегаты загрязнителей, чем усложняют процесс очистки. Поэтому флотационные аппараты очищающие стоки механическим путем зачастую применяют для очистки нефтесодержащих и жиросодержащих стоков. В таких водах загрязнители являются легко флотируемыми, что обеспечивает высокую степень очистки. Также оправданным является использование механических флотаторных машин в тех случаях, когда напорные устройства применять нецелесообразно (например, для очистки стоков с температурой 30-60°С). Обуславливаются такие ситуации ухудшением показателей растворяемости газов в воде, что влечет за собой снижение эффективности работы напорных машин.

Процесс флотации

Виды флотаторов

Флотационные очистки можно разделить на три вида, в зависимости от способа получения пузырьков: • флотация с помощью пузырьков, образованных путем механического разделения воздуха. Делают это каскадным методом или с помощью механических турбин-импеллер, пористых пластин, форсунок; • флотация с помощью пузырьков, которые образовываются от пересыщенных растворов воздуха в стоках, может быть напорной и вакуумной; • электрофлотация.

Этапы флотационной очистки

Процесс флотации, а именно непосредственного образования комплекса из загрязнителя и пузырька, происходит в три этапа: 1. Приближение пузырька к загрязняющей частице; 2. Соприкосновения пузырька и частицы; 3. Прилипание загрязняющей частицы к поверхности пузырька. На прочность и длительность соединения этих элементов влияют: - размер частицы загрязнителя и пузырька; - веса загрязнителя; - физико-химических особенностей частицы, воздуха и сточной воды; - гидродинамических условий и т.д. Непосредственно процесс флотации происходит следующим образом. Зачастую и поток жидкости, и воздушный поток движутся в одном направлении. Взвешенные загрязняющие частицы распределены по всему объему стоков, и во время совместного движения с пузырьками они сталкиваются и соединяются. В том случае, если размер воздушного пузырька слишком велик, по сравнению с размерами частицы, то и скорость движения у него будет намного ниже, что делает процесс соединения этих элементов практически невозможным. А еще крупные пузырьки нередко становятся виновниками разрыва уже существующих связей между пузырьком и частицей. Поэтому во флотаторах должны находиться пузырьки не больше определенного размера.

Вакуумная флотация

Напорная флотация

Напорная флотация протекает в две стадии. Первая – насыщение стоков воздухом под давлением, данный процесс происходит в специальной камере - сатураторе. Атмосферный воздух закачивается с помощью специальных компрессоров и воздуходувок. Сточная жидкость, попадающая в камеру насыщения, поступает фактически после предварительной обработки в самом корпусе флотатора. Можно смело говорить что это фактически рециркуляция очищаемого стока. Вторая – отделение пузырьков воздуха подходящего размера и подъем на поверхность взвешенных и эмульгированных веществ. Необходимо понимать что всплывающая шламовая масса в постоянном режиме удаляется специальными механическими устройствами. В том случае, когда этот процесс не сопровождается добавлением реагентов, напорную флотацию считают механическим способом очистки стоков.

Импеллерная флотация

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы

Электрофлотация

Стоки насыщаются воздухом за счет пузырьков, которые образовываются на катоде. Электрический ток при этом влияет на химический состав жидкости, состояние и особенности нерастворимых в воде примесей. Эти изменения могут носить как положительный, так и отрицательный характер. Очень важно: при работе электрофлотатора происходит постоянное выделение кислорода и водорода, это взрывоопасная смесь. Для эффективной работы необходимо обеспечить постоянную вентиляцию оборудования, с применением вентиляторов в взрывобезопасном исполнении.

Подводя итоги, отметим, что флотация – широко применяемый, недорогой и простой способ очистки сточных вод. Сам процесс очистки протекает быстрее, чем, например, обычное отстаивание. А степень очистки может достигать 95-98%.

www.promstok.com

Очистка сточных вод методом флотации

Под флотацией (от французского flotter — плавать) понимают расщепление твёрдых микрочастиц с разной смачиваемостью. Это несмачиваемые водой (гидрофобные) частицы, и смачиваемые (гидрофильные). Пузырьки воздуха или масляные капли поднимаются вверх к границе раздела фаз, унося за собой гидрофобные частицы. Метод флотации используют при очистки сточных вод от взвесей и различных органических веществ, при разделении веществ в таких отраслях промышленности как пищевая, нефтеперерабатывающая и другие.

Расширенно применяется метод пенной флотации. При этом первоначально частицы обрабатываются реагентами. Затем пузырьки воздуха выталкивают их на поверхность воды, и образуется слой пены. Для его устойчивости добавляют пенообразователи. Пена получается путём барботирования с перемешиванием жидкой среды (пульпы) либо без перемешивания.

Суть флотации: в воде пузырёк воздуха сближается с гидрофобной частицей, прослойка воды, которая их разделяет, уменьшается и в критический момент рвётся, происходит полное смачивание, и пузырёк плотно прилипает к частице; плотность пузырька с частицей меньше плотности пульпы, и они поднимаются на границу раздела фаз, то есть Флотируют, при этом образуется пена, которую затем из флотатора механически удаляют. На устойчивость пары пузырёк-частица влияют размеры как пузырька, так и частицы, физико-химические свойства жидкой среды, частицы и пузырька и другие факторы.

Рассмотрим же процесс очистки сточных вод флотацией. Во флотационной установке струя воды и струя воздуха идут в одном направлении. Частицы загрязнений разбросаны по всему объёму воды и при движении вместе с воздухом они слипаются с пузырьками. Для оптимальной работы в камеру флотации пропускают пузырьки не более определённого опытами размера, так как при большом размере пузырьков скорости воздушного потока и потока загрязнённых частиц отличаются, и частицы не успевают прикрепиться к пузырьку. И при этом они перемешивают воду, что влечёт за собой разрыв уже соединённых пар пузырёк-частица.

Различают напорную, импеллерную и флотацию с использованием пористых материалов.

При напорной флотации воду воздухом насыщают под давлением. Если при этом реагенты не добавляются, то такую флотацию относят к способам физической очистки. Напорная флотация позволяет регулировать количество растворяемого воздуха а так же размер пузырьков.

Для очистки вод в нефтеперерабатывающей промышленности используют импеллерную флотацию. Но этот метод не отличается высокой эффективностью из-за большой турбулентности потоков во флотаторе, которая разрушает хлопьевидные частицы. Для лучшего результата добавляют поверхностно-активные вещества.

Пористые материалы позволяют получать пузырьки воздуха небольших размеров, для этого скорость истечения воздуха из отверстия материалов должна быть минимальной.

Эффективность флотации повышает использование коагулянтов, которые помогают удалять загрязнения в виде стойких эмульсионных соединений.

После флотации продукты идут на дальнейшее обезвоживание в отстойники-сгустители и гидроциклоны, сушилки и так далее.

xn----7sbah3bj1ar0j.xn--p1ai

Флотация

Очистка воды флотационным методом

Плохое качество воды напрямую влияет на долговечность всего дорогостоящего оборудования, расположенного как на производстве, так и в квартире, частном доме, а самое главное, что чистая вода - это здоровье человека, поэтому необходимо тщательно продумывать процесс очистки воды.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, физико-химические биохимические. Флотация представляет собой физико-химический метод очистки сточных вод от диспергированных и коллоидных включений. Флотацию также применяют для очистки воды от органических веществ: нефти, масел и ПАВ. Поэтому флотация актуальна для обработки сточных вод механообрабатывающих производств, нефтеперерабатывающих предприятий, автомобильных заводов, моек, молочных и мясоперерабатывающих комбинатов.

Принцип действия

При незначительном времени пребывания сточных вод во флотационных установках (20-40 минут) обеспечивается весьма высокий эффект очистки (до 90-98%) от нерастворенных примесей и взвешенных веществ. Флотационный процесс протекает в 4-6 раз быстрей отстаивания при одинаковом эффекте удаления загрязнений. Метод флотации используется для очистки, как промышленных вод, так и бытовых.

Так как именно метод пенной флотации широко применяется для очистки сточных вод, рассмотрим его подробно.

Прикрепившись к пузырькам воздуха, флотокомплексы всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной жидкости. Кроме того в пенном слое наблюдается некоторое количество растворенных загрязнений. Захват загрязнений осуществляется благодаря способности гидрофобных частиц (загрязнений) прилипать к пузырькам газа и подниматься к поверхности. На устойчивость пары пузырёк-частица влияют размеры, как пузырька, так и частицы, физико-химические свойства жидкой среды, частицы и пузырька и другие факторы.

В зависимости от способа образования пузырьков газа различают следующие виды флотации:

Ø напорную,
- пенную,
- вибрационную,
- пневматическую,
- механическую,
- электрофлотацию,
- химическую,
- биологическую и др,

Наиболее часто применяемые из них:

Электрофлотация

При этом способе жидкость при пропускании через нее постоянного электрического тока насыщается пузырьками газа, образующегося на одном из электродов. Газовые пузырьки, поднимаясь вверх, сталкиваются с дисперсными частицами загрязнений, прилипают к ним и затем выносят их на поверхность воды, образуя слой пены. Устройства, в основе которых лежит процесс электрофлотации называются электрофлотаторами.

Механическая или импеллерная флотация

Пузырьки воздуха образуются за счет совершающего вращательное движение импеллера, расположенного в центре флотационной камеры. Воздух подсасывается в трубу и проходит через лопатки импеллера, которые разбивают поток воздуха на маленькие пузырьки. Также в этой зоне создается множество мелких вихревых потоков, измельчающих пузырьки воздуха. За счет всплывания пузырьков газа осуществляется процесс флотации.

Напорная флотация

При напорной флотации сточные воды во флотационную камеру подаются через одну трубу, а рабочая жидкость (воздух, растворенный в воде) через другую. Для того чтобы растворить воздух в воде применяют сатуратор. Рабочее давление в сатураторе составляет 3-9 Бар, время растворения не более 5 минут. Способ напорной флотации позволяет изменять размер пузырьков путем регулирования давления.

Пневматическая флотация

Пропуская воздух через мелкие отверстия можно получить микропузырьки, способные флотировать содержащиеся в жидкости загрязнения. На этом и основана пневматическая флотация. Воздух под давлением проходит через маленькие отверстия, затем всплывает на поверхность, захватывая с собой частицы загрязнений.

Для повышения эффективности очистки применяют флотацию совместно с коагуляцией. Коагуляция - объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты вследствие сцепления (адгезии) частиц при их соударениях. Для осуществления этого процесса перед флотационной камерой в воду добавляют реагент.

gostvoda.ru

Эффективность очистки нефтесодержащих сточных вод методом флотации

Библиографическое описание:

Кравец М. Н., Васина М. В. Эффективность очистки нефтесодержащих сточных вод методом флотации // Молодой ученый. 2017. №46. С. 99-101. URL https://moluch.ru/archive/180/46420/ (дата обращения: 13.08.2018).

В большинстве случаев проблемы качества окружающей среды связаны с предприятиями нефтепереработки, которые имеют различные оборудования очистки атмосферного воздуха и сточных вод. Но в итоге, как правило, такие сооружения не справляются со своей задачей и не достигают требуемой степени очистки. Одной из проблем нефтеперерабатывающих заводов являются сточные воды, загрязненные нефтепродуктами. Большое содержание углеводородов в сточных водах не позволяют локальным очистным сооружениям предприятий добиться необходимых результатов. Основными причинами являются несоответствие технологии очистки составу сточных вод, неудовлетворительная эксплуатация очистных сооружений, применение устаревших технологий очистки сточных вод. Важным фактом является правильный подбор методов очистки промстоков на всех ступенях на очистных сооружениях. Основными загрязнителями сточных вод нефтеперерабатывающих заводов являются нефтепродукты и фенолы. ПДК нефтепродуктов в водоёмах питьевого и рыбохозяйственного назначения составляет 0,1 мг/дм3, фенола 0,25 мг/дм3 [1]. Поэтому актуальным является вопрос очистки сточных вод от этих загрязнений.

В данной работе определена эффективность физико-химических методов существующих очистных сооружений промышленных сточных вод нефтеперерабатывающего завода.

Для достижения этой цели были проанализированы известные физико — химические методы очистки нефтесодержащих сточных вод; оценена эффективность физико-химических методов очистки сточных вод от нефтепродуктов на нефтеперерабатывающем заводе.

Промстоки нефтеперерабатывающих предприятий независимыми потоками поступают на очистные сооружения и проходят раздельную механическую и физико-химическую очистку, перед биологической очисткой все потоки объединяются. После механической очистки стоки совместно подаются на установки импеллерной флотации (Рис. 1).

Рис. 1. Схема I и II ступени очистки очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия

Флотацию относят к физико-химическим методам очистки сточных вод. Её используют для удаления из сточных вод мелкодисперсных взвешенных частиц, нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются, растворённых газов, минеральных и органических веществ [2]. Для осуществления полной флотации необходимо, чтобы размер капель нефти был достаточно большим для обеспечения сравнительно высокой частоты контакта поверхностей пузырьков газа и капель нефти. При этом процессе в очищаемую жидкость подаётся воздух, мелкие пузырьки которого всплывают на поверхность воды, увлекая за собой частички загрязнителя, и образуют пенообразный слой, насыщенный флотируемым веществом. Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, простота аппаратурного оформления, селективность выделения примесей, высокая степень очистки, возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ, легко окисляемых веществ и микроорганизмов. Всё это способствует успешному проведению последующих стадий очистки.

Оценку эффективности физико-химических методов очистки нефтесодержащих сточных вод I и II системы нефтеперерабатывающего предприятия проводили путем определения концентрации нефтепродукта. Результаты этих исследований представлены в таблице 1.

По результатам данных очистка импеллерных флотаторов составила -47,1 %. А установки Wemco — 97,7 %.

Таблица 1

Результаты исследований качества сточных вод I, II системы иоценка эффективности очистных сооружений

Точка отбора проб	ПДК, мг/дм3	Среднее значение, мг/дм3	Оценка эффективности %
I система
Вход на флотаторы I системы		49
Выход на флотаторы I системы	20	25,9	47,1
II система
Вход на Wemco		177
Выход на Wemco	20	4,1	97,7

Метод импеллерной флотации обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются частицы хлопьевидной формы. Для улучшения результата при использовании импеллерной флотации, во флотатор добавляются ПАВ, но эффективность импеллерной флотации составила 47,1 %. Недостатком импеллерных флотаторов является и относительно высокая обводнённость пены. После флотатора перед сбросом очищенной воды или ступенью тонкой очистки желательно установить дополнительный отстойник.

Существенной особенностью состава промстоков является наличие ароматических углеводородов, растворенных в воде, которые негативно влияют на процесс флотационного выделения нефтепродуктов. На эффективность флотационной очистки сточных вод влияет наличие в воде кислородсодержащих органических соединений. Подача сточных вод, содержащих значительное количество кислородсодержащих веществ приводит к снижению эффективности выделения нефтепродуктов в пенный продукт, а также приводит к интенсивному биологическому обрастанию оборудования локальных очистных сооружений.

В данной работе проанализированы применяемые физико-химические методы очистки сточных вод на очистных сооружениях нефтеперерабатывающего предприятия, определены концентрации нефтепродуктов в сточных водах на II ступени (физико-химической) очистке, оценена эффективность работы импеллерных флотаторов и установок WEMKO. Установлено, что эффективность использования импеллерной флотации составила 47,1 %, а при использовании установок эффективность очистки была 97,7 %. Большая эффективность установок WEMKO обуславливает низкое содержание нефтепродуктов в сточных водах II системы нефтеперерабатывающего предприятия.

Метод импеллерной флотации отличается от всех остальных тем, что обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются частицы хлопьевидной формы. После флотатора перед сбросом очищенной воды или ступенью тонкой очистки желательно установить дополнительный отстойник.

Существенной особенностью состава сточных вод нефтеперерабатывающего завода является тот факт, что они загрязнены ароматическими растворимыми в воде (бензол, толуол, ксилолы) и спиртами (метанол и бутиловые спирты), которые негативно влияют на процесс флотационного выделения нефтепродуктов. Наличие кислородсодержащих органических соединений приводит к биологическому обрастанию установок и оборудования очистных сооружений. В качестве решения предлагается подача азота для подавления аэробных биоценозов.

В качестве решения проблем импеллерной флотации, можно предложить электрофлотационный метод, эффективность которого достигает 95 % [3].

В качестве эталона использован метод седиментации. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели очистки сточных вод электрофлотацней (ЭФ), напорной иимпеллерной флотацией (НФ, ИФ) иотстаиванием (ОС)

Показатели	Методы разделения жидкой итвердой фаз
Показатели	ЭФ	НФ	ИФ	ОС
Размер пузырьков	5...30 мкм	50..100 мкм	0,5...2 мм	—
Расход электроэнергии, Вт/м3	20...40	50...60	100... 150	50... 100
Химическое кондиционирование	НК	ОК + Ф	ОК	НК + Ф
Продолжительность обработки, мин	10...15	30...40	30..40	100..120
Объем, занимаемый осадком, % объема очищаемой воды	0,1...0,2	0,3...0,4	3...5	7...10
Влажность осадка, %	92... 95	92...96	92...96	98...99
Эффективность извлечения, %: — взвесей — эмульсий	95...98 90...95	90...95 85...90	85...90 60...80	70...80 50...70

Примечание: НК — неорганический коагулянт, Ф — флокулянт, ОК — органический коагулянт.

Из таблицы видно, что загрязнения извлекаются значительно быстрее электрофлотацией, чем отстаиванием или напорной, импеллерной флотацией. При этом значительно повышается эффект удаления загрязнений, что следует считать главным преимуществом электрофлотационного метода.

Для подавления жизнедеятельности аэробных биоценозов в сточных водах можно предложить в летнее время, когда начинается интенсивный вегетационный период биообрастаний, на флотацию взамен воздуху в течение нескольких суток подавать азот до прекращения развития биоценоза.

Реализация предложенного технического решения позволит улучшить качество очищенных сточных вод, сократить развитие биообрастаний во флотаторах и трубопроводах, очистить их стенки, повысить эффективность разделения пеношлама.

Литература:

Кравец М. Н., Васина М. В. Оценка механических методов очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих предприятиях//Актуальные вопросы энергетики: материалы Международной научно — практической конференции. Омск: Изд-во ОмГТУ. 2017. С. 405–407
Челноков А. А., Ющенко Л. Ф. Основы промышленной экологии. Минск: Выс. шк. 2001. 343 с.
Ильин В. И. Электрофлотационный метод и устройство для удаления нефтепродуктов из сточных вод // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2003. № 10. С. 10–12.

Основные термины (генерируются автоматически): вод, флотация, флотатор, WEMKO, физико-химический метод очистки, нефтеперерабатывающее предприятие, нефтеперерабатывающий завод, ОКА, сооружение, эффективность.

moluch.ru

Флотатор для очистки сточных вод применение и технология

Сегодня забота об окружающей среде выходит на качественно новый уровень. В особенности это касается очистки стоков, которые затем сливаются в грунт и пруды. Чтобы обеспечить максимальное качество удаления примесей и нейтрализовать негативное влияние патогенных микроорганизмов на среду, используются различные методы очистки (их подбор осуществляется с учетом типа загрязнения). Наиболее эффективной методикой считается флотация, осуществляемая в специальном оборудовании (электрическом флотаторе). Чаще всего флотация для очистки сточных вод является вспомогательным методом очистки к обычной механической. После механической обработки стоков, их отстаивания в серой воде практически всегда остаются частички мусора, которые легче молекул жидкости в десятки раз. Именно для их удаления и используется флотация. Флотатор для очистки сточных вод

Технология флотации для очистки стоков: определение и принципы действия метода. Что такое флотация?

В переводе с английского флотация означает плавание на поверхности воды. В сфере водоочистки она используется для выделения мелких твердых частичек, коллоидных взвесей, растворенных веществ. В основе процесса – индивидуальная способность к смачиванию и поведение сред на границе раздела газовой и жидкостной фаз. Не смачиваемыми водой являются только гидрофобные вещества, а гидрофильные соединения отличаются высокой смачиваемостью. Упрощенно процесс флотации можно описать следующим образом. В очищаемую воду подается диспергированный воздух, гидрофобные частички начинают приближаться к пузырьку воздуха, прослойка воды между гидрофобной частицей с воздушным пузырем истончается и разрывается. В результате образуется комплекс из гидрофобной частицы и пузырьков газа, который затем всплывает на поверхность стоков, поскольку он имеет меньшую, чем гетерогенная система, плотность. Этот пенистый слой постепенно удаляется с помощью специального механизма. Флотация

Флотационная очистка сточных вод: что собой представляют флотаторы

Флотатор – аппарат для разделения загрязняющих веществ и воды с применения воздушного потока. Он содержит систему смешения с реагентами, pH-контроллер. Система смешения функционирует в автоматическом режиме и непосредственно зависит от поступающего потока воздуха. Также флотатор может оснащаться пузырьками, удаляющими образующуюся пену.

От чего зависит эффективность флотации для очистки воды (важные параметры)

На эффективность процесса флотации оказывает влияние целый ряд факторов. Так чем больше показатели гидрофобности частичек, тем лучше они взаимодействуют с пузырьками воздуха и флотационным комплексом. Но поскольку значительная часть примесей является гидрофильной, в стоки нужно добавлять специальные реагенты – они повышают гидрофобность загрязнителей.

Также пузырьки должны быть стойкими к разрушениям и достаточно крупными – в таком случае они смогут без проблем поднять загрязнители на поверхность воды. Но учтите, что слишком крупные пузырьки всплывают, не успев вступить в контакт с загрязняющими веществами. Очень важную роль в процессе флотационной очистки стоков играет общее число воздушных пузырьков и равномерность их распределения.

Плюсы и минусы использования флотации

Метод флотации, как любой другой способ очистки стоков, имеет свои сильные и слабые стороны. Начнем с преимуществ:

Стоимость методики является максимально доступной.
Оборудование недорого стоит и не требует сложного обслуживания.
Ряд примесей из воды в процессе флотации выделяется очень хорошо.
Скорость очистки стоков получается высокой.

К недостаткам можно отнести избирательное воздействие воздуха на загрязнители, имеющие разные показатели гидрофобности. Также вам нужно будет регулярно проверять настройки электрического флотатора и использовать специальные реагенты (если вы, конечно, хотите добиться максимальной эффективности очистки).

Виды и способы флотации, используемые для получения ультрачистой воды

Очистка стоков методом флотации осуществляется разными способами. Рассмотрим их.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора. Технология напорной флотации для очистки стоков

В данном случае воздух выделяется вакуумным или напорным методом. В случае с напорным выделением пузырьков в воду под давлением запускают кислород, в результате чего на поверхности стоков и начинают образовываться пузырьки. При вакуумной флотации сточная вода проходит через камеру аэрации, в которой насыщается воздухом. Затем стоки подаются в дезаэратор, из воды удаляется лишний (не растворенный) воздух, а серая жидкость переливается во флотационную камеру. В камере давление опускается до критических показателей, в результате чего и начинают образовываться воздушные пузырьки. Данный способ идеально подходит для удаления мелкофракционных и мелкодисперсных включений.

Механический способ насыщения воды воздухом

Данный способ обогащения стоков воздухом состоит в (один из вариантов):

Их перемешивании турбиной в специальной центрифуге. За образование небольших пузырьков отвечает импеллер, он же удаляет жиры и нефтепродукты. Устройство позволяет изменять величину пузырьков в процессе флотации – чем быстрее вращается турбина, тем меньше будут пузыри.
Перемешивании воды с помощью рабочего колеса с лопастями. Метод относится к безнапорным, он хорош для удаления крупнодисперсных, волокнистых примесей (шерсть, нити, волосы, пр.). Пузырьки в данном случае получаются крупными.
Обогащении стоков воздухом с применением специальных труб, расположенных на дне грязевого резервуара. Данный способ называется пневматическим, его используют при необходимости очистки агрессивных для обработки в безнапорном колесе или импеллере водных масс.

Все схемы предполагают проведение воды через стадию завихрения.

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Способ состоит в проведении воздушного потока через специальные пористые структуры. Пример – специальные тонкие пластинки со щелями по периметру. Чем тоньше щели, тем меньше пузырьки.

Электролиз

Одна из наиболее эффективных методик. В стоки помещаются специальные электроды, по которым поступает ток. В зоне расположения электродов и месте их контакта с водой формируются воздушные пузырьки. Железные и металлические электроды дополнительно могут выполнять роль коагулянтов и, соответственно, формировать взвешенные частички мусора. Все вместе это способствует повышению эффективности очистки.

Реагенты во флотации

Для повышения качества очистки сточных масс могут использоваться реагенты. Они повышают степень гидрофобности содержащихся в воде примесей. Различается два типа реагентов:

Усилители гидрофорбности примесей или собиратели – это масла, меркаптан, соли аммония, нефтепродукты.
Вещества, стабилизирующие пену на поверхности воды – пенообразователи. Данные компоненты предупреждают преждевременное разрушение пузырьков. Самые популярные варианты – фенолы, сосновое масло, крезол.

Область применения флотации

Флотация удаляет взвеси, которые не подвергаются осаждению. Флотационный процесс незаменим для очистки водных масс от жиров, волокнистых включений, нефтепродуктов, ПАВов и других компонентов. Также флотацию часто используют для удаления взвесей активного ила.

Хотите купить напорный или любой другой флотатор по обоснованной цене?

Флотация – методика эффективная, но использовать ее в самостоятельном виде просто нет смысла. Устанавливайте флотаторы после отстойников, а покупку оборудования совершайте в сертифицированных точках продаж. Перед оформлением заказа сравните финансовые условия сотрудничества разных точек.

global-aqua.ru