Флотация. Способы флотационной очистки сточных вод

Способы флотационной очистки сточных вод

МЕТОД ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ФЛОТАЦИИ

Сравнительная таблица основных параметров флотомашин

МЕТОД НАПОРНОЙ ФЛОТАЦИИ
1 – сатуратор; 2 – флотокамера напорного типа.
Перепад давления
Газовыделение
Достоинства:
Высокая эффективность;
Высокая прочность комплексов
Недостатки:
Низкая скорость подъема флотокомплексов

Интенсификация метода
Увеличение скорости подъема флотокомплексов при сохранении его прочности.
Способы интенсификации
конструкционный
Изменение конструкции флотокамеры для уменьшения времени флотации.
Введение дополнительных узлов для коалесценции (блоки тонкослойного осветления, фильтрующие элементы, сетчатые уловители, сорбционные осветлители и т.д.)
реагентный
Предварительная обработка воды коагулянтом и (или) флокулянтом
введение второй рабочей жидкости
Первая рабочая жидкость – вода, насыщенная растворенным воздухом.
Вторая рабочая жидкость – вода, насыщенная раствором легкорастворимого газа.

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ФЛОТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРОЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ
Вторая рабочая жидкость – насыщенный раствор легкорастворимого газа (углекислый газ). Вводится во флотокамеру одновременно с первым рабочим раствором.
НАБЛЮДАЕМЫЙ ПРОЦЕСС
Образование флотокомплекса.
Постепенное увеличение газового пузырька за счет выделения легкорастворимого газа.
Значительное увеличение скорости подъема флотокомплексов во всем объеме жидкости.
4. Не наблюдается увеличение интенсивности разрушения комплексов «частица-пузырек».
Эффективность извлечения загрязнений значительно возрастает.
Высокое илоуплотнение
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ФЛОТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРОЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

МЕХАНИЗМ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАСТВОРА ЛЕГКОРАСТВОРИМОГО ГАЗА НА ФЛОТОКОМПЛЕКСЫ
D1пуз=0,0002 мм
D2пуз=0,01-0,05 мм
D3пуз=1-3 мм
V2пуз=1,3-2,6 мм/с
V3пуз=4-10 мм/с

Сравнение двух методов

Схема механического флотационного аппарата
1 – корпус, 2 – флотационная камера, 3 – камера доочистки, 4 – камера чистой воды, 5 – импеллерный блок, 6, 7 – патрубки подачи и отвода воды
Схема импеллерного блока
1 – импеллер, 2 – вал импеллера, 3 – электродвигатель, 4 – обсадная труба, 5 – отверстия обсадной трубы
Механическая (импеллерная) флотация

Схема элотрофлотационного аппарата
1 – корпус, 2 – флотационная камера, 3 – камера доочистки, 4 – камера чистой воды, 5 – анод, 6 – катод, 7, 8 – патрубки подвода и отвода воды, 9 – патрубок для опорожнения аппарата
Электрофлотация

1 - камера аэрации;
2 - ёмкость;
3 - источник света;
4 - цифровой USB- микроскоп;
5 - компьютер
Состояние А
Состояние Б
Состояние С

А

А

МНОГОСТАДИЙНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ
Решение системы Д.У., описывающих процесс напорной флотации

, где РСN – вероятность образования флотокомплекса пузырек – частица в течение времени Т0.
, где q – скорость барботирования; Е – эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа при флотации; D – средний диаметр пузырьков во флотационной ячейке; k0 – фактор полидисперсности пузырьков.
, где υпод – скорость подъема флотокомплекса; h – расстояние от зоны аэрации до пенного слоя (глубина флотокамеры)
Константа k4, характеризующая выпадение флотокомплексов из пенного слоя при условии его мгновенного удаления, определяется аналогично константе k2, при значениях 0 ≤ р ≤ 1; 1/5 < M < 2/3.
, где t – время, х – текущее расстояние от границы пенного слоя, D – коэффициент диффузии частиц твёрдой фазы в жидкости.
, где υос – скорость осаждения частиц твердой фазы, выпадающих из пенного слоя, как правило, может рассчитываться по формуле Стокса.

Расчетные данные
При проектировании флотационных установок необходимо принимать:
продолжительность флотации - 20-30 мин;
горизонтальную скорость движения воды в прямоугольных и радиальных флотокамерах - не более 5 мм/с;
для импеллерных, пневматических флотаторов:
расход воздуха при работе в режиме флотации - 0,1-0,5 м3/м3;
расход воздуха при работе в режиме пенной сепарации - 3-4 м3/м3 (50-200 л на 1 г извлекаемых ПАВ) или 30-50 м3/(м2⋅ч);
глубину воды в камере флотации - 1,5-3 м;
окружную скорость импеллера - 10-15 м/с;
камеру для импеллерной флотации - квадратную со стороной, равной 6D (D - диаметр импеллера 200-750 мм);
диаметр сопел - 1-1,2 мм;
диаметр отверстий пористых пластин - 4-20 мкм;
давление воздуха под пластинами - 0,1-0,2 МПа (1-2 кгс/см2).
для напорных флотационных:
количество подаваемого воздуха, л на 1 кг извлекаемых загрязняющих веществ: 40 - при исходной их концентрации Cen < 200 мг/л, 28 - при Cen = 500, 20 - при Cen = 1000 мг/л, 15 - при Cen = 3-4 г/л;
схему флотации - с рабочей жидкостью, если прямая флотация не обеспечивает подачу воздуха в нужном количестве;
флотокамеры с горизонтальным движением воды при производительности до 100 м3/ч, с вертикальным - до 200, с радиальным - до 1000 м3/ч;
подачу воздуха через эжектор во всасывающий патрубок насоса - при небольшой высоте всасывания (до 2 м) и незначительных колебаниях уровня воды в приемном резервуаре (0,5-1,0 м), компрессором в напорный бак - в остальных случаях.

B
H
L
Q
Исходные данные:
Q, м3/ч
v = 1…5 мм/с
Н = 3 м
t = 20…30 мин
Расчет:
Q = v * S
S = H * B
Q = v * H * B
B = Q / (v * H)
Q = V / t
V = H * B * L
Q = (H * B * L) / t
L = (Q * t)/ (H * B)
Необходимо определить:
Технологические размеры
флотокамеры

Технологическая схема очистки поверхностного стока

Очистка жиросодержащих и бытовых сточных вод Очистные сооружения предназначены для биологической очистки жиросодержащих, бытовых и производственных сточных вод мясокомбинатов, предприятий молочной промышленности, коттеджных поселков и крупных населенных пунктов .
Очистка жиросодержащих сточных вод
Очистка бытовых сточных вод
- мясокомбинаты;- молокозаводы;- птицефабрики- маслобойные заводы;- заводы растительных масел;- пивоваренные заводы- коттеджные поселки;- дома отдыха- населенные пункты- предприятия пищевойпромышленности- дачные поселки;- хлебозаводы