Индустриални флотационни машини за пречистване на отпадъчни води: видове, устройство, принцип на действие

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Днес проблемите на околната среда са начело на масата на почти всяка среща на световните правителства. Не е тайна, че екологията се превърна в новата религия на 21-ви век. 2017 г. е обявена за година на опазване на околната среда в Русия и затова екологичното образование е една от задачите за тази година.

Защо водата трябва да се пречиства?

От общите запаси на Световния океан само 3% е прясна вода, от които 68% са ледници (неподходящи за пиене), 30% са подземни източници (често замърсени от почвата) и само 2% са наземни източници на водоснабдяване. От глобалната картина на света става ясно, че наличието на чиста прясна вода не е просто необходимост, а понякога и лукс.

Отпадъчни води, генерирани по време на икономически дейностипредприятията съдържат голям брой замърсители в концентрации над допустимите и нормативните. По правило говорим за тежки метали (желязо, никел, мед, олово, живак, кадмий и др.), нефтопродукти, суспендирани твърди вещества, алуминий, повърхностноактивни вещества (синтетични повърхностноактивни вещества, за лаика това е всичко, което се пени). Тези вещества, попадайки във водните обекти, нарушават нормалното функциониране на водните биогеоценози, отравят почвата, провокират растежа на синьо-зелени водорасли и са токсични за животните. Тези замърсители също са токсични за хората.

Човешките дейности в жилищни многоквартирни и частни къщи също генерират голямо количество замърсители. По принцип това са повърхностно активни вещества и органични отпадъци, но металните соли също попадат в канализацията.

Какво е скимер за отпадъчни води?

Floater е устройство, предназначено за премахване на фини примеси от водата чрез физичен и химичен метод. Относително казано, това е механизмът на един от основните преработвателни модули в техниката и технологията на пречистване на отпадъчни води. Именно на флотатора се извършва основното разделяне на разтворените вещества и пречистване на водата до стандартни показатели.

Индустриалните скимери могат да бъдат проектирани както за големи фабрики, така и за автомивки, различни по размер и материал.

Основната задача на флотатора е да изолира и утаява от водата разтворените в него замърсители, прехвърляйки ги въвнеразтворима форма. Това издухва въздух в уреда, за да подобри почистващия ефект.

Принцип на работа на флотационната машина за отпадни води

Принципът на работа на флотатора се основава на преминаване на въздушни мехурчета през почистваната среда, за да се образува пяна. Тази пяна се нарича флотационна утайка, която се отстранява и се изхвърля в специални устройства за дехидратация. За да могат мехурчетата да уловят и да отнесат замърсителите, е необходимо първо да се добавят специални вещества - коагуланти и флокуланти. Тези вещества са силно адхезивни, което означава, че помагат на замърсителите да се придържат един към друг и към въздушните мехурчета, образувайки така наречените флокули.

Мехурчето, преминаващо от дюзата или дюзата на дозатора към върха, улавя лепкави замърсители с него. Този процес се извършва, докато водата достигне желания почистващ ефект.

Сложността на процеса е да се избере точно дозата коагулант и флокулант, така че силата на сцепление да е достатъчно висока, за да се залепи за мехурчето, но получените люспи не са твърде тежки, за да не повредят въздуха балон.

Схема включваща флотационна машина за отпадни води

Технологията, която предполага флотационна машина като основен модул за обработка, винаги включва ферма за реагенти и устройство за въздушни мехурчета. Съоръжението за реагент представлява контейнер с реагенти (коагуланти, флокуланти, алкали за регулиране на pH) и реактор за смесване на реагента с вода.

Като устройство за създаване на въздушни мехурчета по правило се използва сатуратор, който представлява камера за смесване на въздух с вода, за да се създаде смес вода-въздух. След това тази смес се изпраща в скимера. Устройството за насищане е оборудвано с мощна въздушна помпа.

Скимерът никога не се използва отделно, той винаги е включен в цялостната схема за пречистване на водата. Пълната схема по правило се състои от етапи на предварително утаяване, физична и химична обработка (флотация или коагулатор) и последващо механично почистване на филтри.

С други думи, скимерът не може да осигури цялото почистване, той е само отделна единица, която изисква предварителна и последваща обработка. Ако пясък или други груби примеси попаднат във флотатора, устройството ще се повреди. Също така, това устройство не може да осигури дезинфекция и пълно пречистване от нефтопродукти. Следователно след него са необходими ултравиолетова инсталация и сорбционни (или механични) филтри.

Вериговата диаграма е базирана на процеса на флотация. Флотацията е третиране на отпадъчни води с въздушни мехурчета с цел извличане на разтворими и емулгирани вещества. Водата влиза в основния модул за обработка. Там, в режим на налягане (или без налягане), в реактора се подава предварително приготвен реагент. Въздушните мехурчета също се подават във флотатора посредством устройство за насищане. Във водния флотационен резервоар отпадъчните води се третират с реагенти и въздушни мехурчета и дрчасти от флокули под формата на флотационна утайка. Плаващите утайки се отстраняват от повърхността на водата чрез скреперен конвейер в колектора за утайка.

Тази утайка е много нестабилна на механични вибрации, така че се събира внимателно от повърхността на водата, за да не се счупи пяната.

Флотационно устройство

Slootator е отворен контейнер, изработен от стомана или пластмаса, оборудван със скреперен механизъм за събиране на флотационна утайка и имащ конична форма на дъното. Флотационният резервоар предполага наличието на дюзи в него за подаване на смес въздух-вода от сатуратора, за изхвърляне на флотационна утайка и аварийно изпразване, за подаване на отпадни води и заустване на пречистена вода. Инсталацията за скимер обикновено се намира на мястото за поддръжка за удобство.

Видове скимери

Поплавъците за пречистване на отпадъчни води се отличават по това как водата е наситена с мехурчета и по естеството на мехурчетата. Най-често срещаните методи са механични, натиск и електрофлотация. Флотацията под налягане предполага наличието на камера за насищане и помпена група. Освен това при този метод често се използват реагенти. Електрофлотацията не се нуждае от съоръжение за реагент и сатуратор, тъй като се основава на разтварянето на електродите във вода.

Механична флотация

Механични (или работно колело) предполага наличието на бъркалка, която при висока скорост на въртене разбива въздушните мехурчета във водата. Този тип обработка на водата е подходящ за вода, склонна към разпенване и наситена с газове. При механичния метод не могат да се използват реагенти, тъй като са турбулентнипотоците, създадени от бъркалката, просто разбиват люспите от замърсители. В момента механичната флотация не е често срещана, тъй като рядко осигурява достатъчен почистващ ефект.

По правило този сегмент за третиране включва флотационни машини за пречистване на отпадъчни води от нефтопродукти.

Флотация под налягане

В този случай флотаторите за пречистване на отпадъчни води са оборудвани с устройство за насищане и съоръжение за реагент. Сатураторът е камера, в която се впръсква въздух при налягане над атмосферното. Средата, приготвена в сатуратора, се нарича смес вода-въздух. Това е най-разпространеният вид флотация и най-често използваният. Процесът на пречистване се осъществява поради предварителното третиране на водата с реагент (коагулант или флокулант) и последващо третиране с налягане на водно-въздушна смес. Всеки мехур газ придава замърсяване към себе си, тъй като има голяма сила на привличане поради фазовата граница (вода-въздух). Предварителната обработка на водата с реагент подобрява почистването, тъй като създава флокули (мицели), които също имат определена сила на привличане. Основната част от водата се изхвърля през пречистената водопроводна тръба за по-нататъшно третиране или заустване. Отгоре специално скреперно устройство премахва флотационна утайка - замърсители, пренесени нагоре с въздушни мехурчета в концентрирана форма.

Основното предимство на флотацията под налягане е широк спектър от приложения. Недостатъците включват наличието на допълнителни устройства (реактивни съоръжения, сатуратор,помпи), които заемат много място и трябва да бъдат автоматизирани (например избор на дозата на реагентите). Определянето на количеството на реагента играе голяма роля, тъй като малка доза ще доведе до недостатъчно почистване (не всички малки разтворени частици ще вгрубелят), а голяма доза може да доведе до факта, че мехурчетата няма да издържат теглото на люспите и колапс, което също ще доведе до намаляване на почистващия ефект.

Електрофлотационна машина

Този тип флотационна машина за отпадъчни води се характеризира с лаконичност и лекота на работа. Същността на метода се състои в електролизата на течността, която се пречиства, и отделянето на газове от електродите. Процесът на електролиза се извършва във флотатора: на катода се отделя водород, а на анода се отделя кислород. При използване на разтворими електроди (например алуминий или желязо), водата се насища допълнително с метални йони с висока степен на окисление, което играе ролята на реагенти за създаване на люспи от замърсяване. Този процес помага за изолирането и утаяването на още повече замърсители от водата. Тъй като пространството на скимера не е голямо, при такива условия люспите и въздушните мехурчета се слепват добре, което осигурява най-висок почистващ ефект.

Основното предимство на такова устройство е липсата на реагентни съоръжения и други обемисти устройства, с висока степен на пречистване на водата. Недостатъците включват висока консумация на енергия и необходимостта от оборудване за отстраняване на водорода.

Флотация на дюзи

В този случай специалнодюзи за вкарване на въздух в преработената вода, който се подава в скимера, където се разбива на двуфазна смес. Предимството на този метод ще бъде по-малкото износване на частите на растението и следователно по-дълъг експлоатационен живот.

Съоръжения за реагенти

Някои методи на флотация използват следните реагенти за подобряване на почистващия ефект:

• реагенти за регулиране на pH са киселини и основи, които се добавят към водата, за да се осигурят нормални работни условия за коагуланта и флокуланта;
• коагуланти - реагенти, които насърчават флокулацията и са соли на желязо и алуминий;
• флокулантите са реагенти, които създават по-големи и по-стабилни люспи (флокули) и са полиакриламидни съединения.

Основните недостатъци на използването на реагентен метод за пречистване на водата са необходимостта от присъствие на персонал, както и площта, която трябва да бъде разпределена за резервоари и реактори. Също така е много важно да изберете правилната доза реагенти, което е възможно само емпирично.