Флотатор для очистки сточных вод

Принцип работы флотатора

С помощью микропузырьков воздуха флотатор отделяет от воды взвешенные частицы, нефтепродукты, жиры.

Рассмотрим этапы флотации, универсальные для флотационной установки любого типа:

1. Стоки подаются во флотационную камеру.

2. Формируются микропузырьки воздуха и подаются в камеру.

3. Загрязнения прилипают к пузырькам, которые поднимают их на поверхность воды.

4. Скребковый транспортёр собирает их в шламосборник. 

5. Очищенный сток сливается из флотатора и идёт на следующий этап очистки.

В напорных флотаторах часть очищенной воды откачивается обратно в сатуратор – устройство, которое создаёт микропузырьки.

Типы флотаторов 

Флотационные установки бывают разными по конструкции и способу образования микропузырьков воздуха.

По конструкции 

• В однокамерных установках подача воздуха в воду и подъём флотированного шлама происходит в одной ёмкости. 

• В двухкамерных установках пузырьки и флотошлам формируются в приёмном резервуаре, а всплывают на поверхность в отстойном резервуаре.

• В многокамерной установке жидкость проходит несколько стадий обработки, что повышает качество её очистки. Флотатор такого устройства используют для очистки сильнозагрязненных сточных вод, в том числе, содержащих нефтепродукты. 

По способу образования микропузырьков

Механический флотатор формирует пузырьки с помощью механических приспособлений. Например, с помощью импеллерной установки: вращаясь, лопасти импеллера смешивают воздух со стоком и образуют водовоздушную смесь. Затем вихревые потоки разбивают её на микропузырьки. 

Такой тип установки подходит для очистки стоков, насыщенных газами и склонных к пенообразованию. Механические флотаторы мало распространены, поскольку с ними невозможно использовать реагенты для повышения качества очистки.

Напорный флотатор – самый распространённый вид установки для очистки стоков. Они формируют микропузырьки за счёт резкой смены давления: в сатураторе оно создаётся и поддерживается в диапазоне 4–6 бар, а в камере флотации оно атмосферное.

Электрофлотатор образует микропузырьки в процессе электролиза. Через очищаемую воду пропускается постоянный электрический ток, и на электродах образуются пузырьки воздуха.

Электрофлотаторы используют, когда нет возможности применить установку напорной флотации, например, при температуре стоков выше 40°C. Но у них есть недостатки – стоимость установки и высокие затраты на её обслуживание и электроэнергию.

Реагенты для флотаторов

Сама по себе флотация не может убрать из воды коллоидные частицы. Их размер слишком мал, поэтому они плохо прилипают к пузырькам воздуха. Такие частицы нужно собрать в более крупные агрегаты. Для этого сток сначала обрабатывают коагулянтом, который собирает коллоидные частицы в хлопья. Затем – флокулянтом, который объединяет хлопья в крупные и устойчивые флокулы.

Флокуляция на примере очистки воды от СОЖ и нефтепродуктов: флокулянт BMG- P2 образует хлопья меньше, чем за минуту

Чтобы создать оптимальные условия для коагуляции и флокуляции, в очищаемую жидкость добавляют кислоты и щелочи, которые корректируют показатель pH. 

Коагуляция и флокуляция происходит не в самой флотационной установке, а в трубчатом флокуляторе — блоке труб, закрепленный на раме. Затем жидкость подается во флотатор.

Реагенты и их дозировку подбирают в зависимости от вида оборудования, состава загрязнений, требований к качеству очистки и экономических возможностей предприятия.

Плюсы и минусы флотаторов

Плюсы:

• Универсальность. Флотационный метод очистки воды позволяет одновременно удалять из нее различные виды загрязнений: нефтепродукты, взвешенные частицы, жиры.

• Не требуют значительных капитальных затрат.

• Компактность относительно других типов оборудования, например, радиальных отстойников.

Минусы:

• Нужно подбирать подходящую дозировку коагулянта и флокулянта, чтобы образовавшиеся хлопья были не слишком малы и могли прилипнуть к пузырькам. Но и не слишком велики, чтобы микропузырьки могли их поднять на поверхность. 

• Не подходит для удаления растворенных в воде загрязнений, например, солей.

Заключение 

Флотация – это альтернатива осаждению, которая помогает быстрее и качественнее очистить воду от примесей. Суть флотации – отделение примесей от воды с помощью микропузырьков воздуха.

Флотационные установки отличаются по конструкции и способу формирования микропузырьков. Самый распространённый тип – напорный флотатор, который формирует пузырьки с помощью сатуратора. 

Для повышения качества очистки перед флотацией сток обрабатывают коагулянтами и флокулянтами. Это особенно важно, если в воде есть коллоидные примеси, которые слишком малы, чтобы прилипнуть к пузырьку воздуха. Коагуляция собирает коллоиды в хлопья, а флокуляция делает их достаточно крупными, чтобы процесс флотации прошёл успешно.