Przemysłowe maszyny flotacyjne do oczyszczania ścieków: rodzaje, urządzenie, zasada działania

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Dzisiaj kwestie środowiskowe są na czele stołu na prawie każdym spotkaniu rządów światowych. Nie jest tajemnicą, że ekologia stała się nową religią XXI wieku. Rok 2017 został ogłoszony Rokiem Ochrony Środowiska w Rosji, dlatego edukacja ekologiczna jest jednym z zadań na ten rok.

Dlaczego woda powinna być oczyszczana?

Z całkowitej podaży Oceanu Światowego tylko 3% to woda słodka, z czego 68% to lodowce (nienadające się do picia), 30% to źródła podziemne (często zanieczyszczone przez gleby), a tylko 2% to naziemne źródła zaopatrzenia w wodę. Z globalnego obrazu świata jasno wynika, że dostępność czystej świeżej wody to nie tylko konieczność, ale czasami luksus.

Ścieki powstające podczas działalności gospodarczejprzedsiębiorstwa zawierają dużą liczbę zanieczyszczeń w stężeniach przekraczających dopuszczalne i normatywne. Z reguły mówimy o metalach ciężkich (żelazo, nikiel, miedź, ołów, rtęć, kadm itp.), produktach naftowych, zawieszonych ciałach stałych, aluminium, środkach powierzchniowo czynnych (syntetyczne środki powierzchniowo czynne, dla laika to wszystko, co się pieni). Substancje te, dostając się do zbiorników wodnych, zakłócają normalne funkcjonowanie biogeocenoz wodnych, zatruwają glebę, wywołują wzrost sinic i są toksyczne dla zwierząt. Te zanieczyszczenia są również toksyczne dla ludzi.

Działalność ludzka w budynkach mieszkalnych wielomieszkaniowych i prywatnych również generuje dużą ilość zanieczyszczeń. Zasadniczo są to środki powierzchniowo czynne i odpady organiczne, ale do kanalizacji dostają się również sole metali.

Co to jest odpieniacz ścieków?

Floater to urządzenie przeznaczone do usuwania drobnych zanieczyszczeń z wody metodą fizyczną i chemiczną. Relatywnie jest to mechanizm jednego z głównych modułów przetwarzających w inżynierii i technologii oczyszczania ścieków. To na flotatorze odbywa się główna separacja rozpuszczonych substancji i oczyszczanie wody na standardowe wskaźniki.

Przemysłowe odpieniacze mogą być zaprojektowane zarówno dla dużych fabryk, jak i myjni samochodowych, różniących się rozmiarem i materiałem.

Głównym zadaniem flotatora jest odizolowanie i wytrącenie z wody rozpuszczonych w niej zanieczyszczeń, przeniesienie ich doforma nierozpuszczalna. Powoduje to wdmuchiwanie powietrza do urządzenia, aby wzmocnić efekt czyszczenia.

Zasada działania maszyny flotacyjnej

Zasada działania flotatora polega na przepuszczaniu pęcherzyków powietrza przez oczyszczane medium w celu wytworzenia piany. Piana ta nazywana jest szlamem flotacyjnym, który jest usuwany i odprowadzany do specjalnych urządzeń odwadniających. Aby bąbelki wychwytywały i odprowadzały zanieczyszczenia, należy najpierw dodać specjalne substancje - koagulanty i flokulanty. Substancje te są silnie adhezyjne, co oznacza, że pomagają zanieczyszczeniom przyklejać się do siebie i do pęcherzyków powietrza, tworząc tak zwane kłaczki.

Bąbelek, przechodząc od dyszy lub dyszy dozownika do góry, wychwytuje lepkie zanieczyszczenia. Proces ten jest przeprowadzany, aż woda osiągnie pożądany efekt czyszczenia.

Złożoność procesu polega na dokładnym dobraniu dawki koagulantu i flokulantu tak, aby siła adhezji była wystarczająco duża, aby przykleić się do bańki, ale powstałe płatki nie były zbyt ciężkie, aby nie uszkodzić powietrza bańka.

Schemat obejmujący maszynę flotacyjną

Technologia, która zakłada maszynę flotacyjną jako główny moduł przetwarzania, zawsze obejmuje farmę odczynników i urządzenie z pęcherzykami powietrza. Obiekt odczynnikowy to zbiornik z odczynnikami (koagulantami, flokulantami, alkaliami do regulacji pH) oraz reaktor do mieszania odczynnika z wodą.

Jako urządzenie do tworzenia pęcherzyków powietrza stosuje się z reguły saturator, czyli komorę mieszania powietrza z wodą w celu wytworzenia mieszaniny wodno-powietrznej. Ta mieszanina jest następnie przesyłana do skimmera. Urządzenie do nasycania jest wyposażone w wydajną pompę powietrza.

Odpieniacz nigdy nie jest używany oddzielnie, zawsze jest uwzględniony w ogólnym schemacie oczyszczania wody. Kompletny schemat z reguły składa się z etapów wstępnego osadzania, obróbki fizycznej i chemicznej (flotacja lub koagulacja) i późniejszego czyszczenia mechanicznego na filtrach.

Innymi słowy, odpieniacz nie może zapewnić pełnego czyszczenia, jest tylko oddzielną jednostką, która wymaga obróbki wstępnej i końcowej. Jeśli do flotatora dostanie się piasek lub inne grube zanieczyszczenia, urządzenie ulegnie awarii. Ponadto to urządzenie nie może zapewnić dezynfekcji i całkowitego oczyszczenia z produktów naftowych. Dlatego po nim konieczna jest instalacja ultrafioletowa i filtry sorpcyjne (lub mechaniczne).

Schemat obwodu oparty jest na procesie flotacji. Flotacja to oczyszczanie ścieków za pomocą pęcherzyków powietrza w celu ekstrakcji substancji rozpuszczalnych i zemulgowanych. Woda dostaje się do głównego modułu przetwarzania. Tam, w trybie ciśnieniowym (lub bezciśnieniowym), wstępnie przygotowany odczynnik jest dostarczany do reaktora. Pęcherzyki powietrza są również wprowadzane do flotatora za pomocą urządzenia saturującego. W zbiorniku flotacyjnym ścieki są oczyszczane odczynnikami i pęcherzykami powietrza i nie tylkoczęści kłaczków w postaci szlamu flotacyjnego. Pływający osad jest usuwany z powierzchni wody za pomocą przenośnika zgrzebłowego do kolektora osadu.

Ten szlam jest bardzo niestabilny na drgania mechaniczne, dlatego jest ostrożnie zbierany z powierzchni wody, aby nie rozbić piany.

Urządzenie flotacyjne

Slootator to otwarty pojemnik wykonany ze stali lub tworzywa sztucznego, wyposażony w mechanizm zgarniający do zbierania szlamu flotacyjnego i mający u dołu stożkowy kształt. Zbiornik flotacyjny implikuje obecność w nim dysz do podawania mieszanki powietrzno-wodnej z saturatora, do zrzucania osadu flotacyjnego i awaryjnego opróżniania, do doprowadzania ścieków i odprowadzania oczyszczonej wody. Instalacja skimmera zwykle znajduje się w miejscu konserwacji dla wygody.

Rodzaje odpieniaczy

Pławiki do oczyszczania ścieków wyróżniają się nasyceniem wody bąbelkami oraz charakterem bąbelków. Najpopularniejszymi metodami są metody mechaniczne, ciśnieniowe i elektroflotacja. Flotacja ciśnieniowa implikuje obecność komory saturacyjnej i grupy pomp. Ponadto w tej metodzie często stosuje się odczynniki. Elektroflotacja nie wymaga instalacji odczynników i saturatora, ponieważ opiera się na rozpuszczaniu elektrod w wodzie.

Flotacja mechaniczna

Mechanizm (lub wirnik) oznacza obecność mieszadła, które przy dużej prędkości obrotowej rozbija pęcherzyki powietrza w wodzie. Ten rodzaj uzdatniania wody jest odpowiedni dla wody podatnej na pienienie i nasyconej gazami. W metodzie mechanicznej nie można stosować odczynników, ponieważ są turbulentnestrumienie wytworzone przez mieszadło po prostu rozbijają płatki zanieczyszczeń. W chwili obecnej flotacja mechaniczna nie jest powszechna, ponieważ rzadko zapewnia wystarczający efekt czyszczenia.

Z reguły ten segment oczyszczania obejmuje maszyny flotacyjne do oczyszczania ścieków z produktów naftowych.

Flotacja ciśnieniowa

W tym przypadku flotatory do oczyszczania ścieków są wyposażone w urządzenie do saturacji i instalację odczynników. Saturator to komora, do której powietrze jest wtryskiwane pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Medium przygotowane w saturatorze nazywane jest mieszanką wodno-powietrzną. Jest to najczęstszy i najczęściej stosowany rodzaj flotacji. Proces oczyszczania następuje poprzez wstępne uzdatnianie wody odczynnikiem (koagulantem lub flokulantem) i późniejsze uzdatnianie ciśnieniem mieszaniny wodno-powietrznej. Każdy pęcherzyk gazu wiąże ze sobą zanieczyszczenia, ponieważ ma dużą siłę przyciągania ze względu na granicę faz (woda-powietrze). Wstępne uzdatnianie wody odczynnikiem poprawia czyszczenie, ponieważ tworzy kłaczki (micele), które również mają pewną siłę przyciągania. Główna część wody jest odprowadzana przez rurę z wodą oczyszczoną do dalszego oczyszczania lub odprowadzania. Z góry specjalne urządzenie zgarniające usuwa szlam flotacyjny - zanieczyszczenia unoszone w górę wraz z pęcherzykami powietrza w skoncentrowanej formie.

Główną zaletą flotacji ciśnieniowej jest szeroki zakres zastosowań. Wady obejmują obecność dodatkowych urządzeń (instalacje odczynnikowe, saturator,pomp), które zajmują dużo miejsca i wymagają automatyzacji (np. dobór dawki odczynników). Określenie ilości odczynnika odgrywa dużą rolę, ponieważ mała dawka doprowadzi do niedostatecznego oczyszczenia (nie wszystkie małe rozpuszczone cząstki zgrubią się), a duża dawka może sprawić, że bąbelki nie wytrzymają ciężaru płatków i zapadnie się, co również doprowadzi do zmniejszenia efektu czyszczenia.

Maszyna do elektroflotacji

Ten typ maszyny flotacyjnej do ścieków charakteryzuje się zwięzłością i łatwością obsługi. Istota metody polega na elektrolizie oczyszczanej cieczy i uwalnianiu gazów z elektrod. W flotatorze zachodzi proces elektrolizy: na katodzie uwalniany jest wodór, na anodzie uwalniany jest tlen. Przy stosowaniu rozpuszczalnych elektrod (na przykład aluminium lub żelaza) woda jest dodatkowo nasycana jonami metali o wysokim stopniu utlenienia, co pełni rolę odczynników do tworzenia płatków zanieczyszczeń. Proces ten pomaga izolować i wytrącać z wody jeszcze więcej zanieczyszczeń. Ponieważ przestrzeń odpieniacza nie jest duża, w takich warunkach płatki i pęcherzyki powietrza dobrze się sklejają, co zapewnia najwyższy efekt czyszczenia.

Główną zaletą takiego urządzenia jest brak urządzeń do odczynników i innych nieporęcznych urządzeń o wysokim stopniu oczyszczania wody. Wady to wysokie zużycie energii i potrzeba sprzętu do usuwania wodoru.

Flotacja dyszą

W tym przypadku specjalnydysze do wprowadzania powietrza do przetwarzanej wody, która jest podawana do odpieniacza, gdzie jest rozbijana na dwufazową mieszankę. Zaletą tej metody będzie mniejsze zużycie części roślin, a tym samym dłuższa żywotność.

Odczynniki

Niektóre metody flotacji wykorzystują następujące odczynniki w celu poprawy efektu czyszczenia:

• odczynniki do regulacji pH to kwasy i zasady dodawane do wody w celu zapewnienia normalnych warunków pracy koagulantu i flokulantu;
• koagulanty - odczynniki, które promują flokulację i są solami żelaza i glinu;
• flokulanty to odczynniki, które tworzą większe i bardziej stabilne płatki (kłaczki) i są związkami poliakryloamidowymi.

Głównymi wadami stosowania metody uzdatniania wody za pomocą odczynnika są konieczność obecności personelu, a także obszar, który należy przeznaczyć na zbiorniki i reaktory. Bardzo ważne jest również dobranie odpowiedniej dawki odczynników, co jest możliwe tylko empirycznie.