Очищення стічних вод
Цей метод успішно застосовується для очищення стоків, що містять волокна, нафтопродукти, масла і жири, а також інші малорозчинні у воді речовини. Попередньо стічні води переводять у суспензію і емульсію з використанням спеціальних речовин.Процес флотації ґрунтується на здатності газових бульбашок закріплюватися на частинках, допомагаючи їм спливати на поверхню рідини.
Загальні принципи методу
Найпростішим актом флотації вважається прикріплення нерозчинних частинок (наприклад, мінеральних, масляних або яких-небудь інших) до бульбашок повітря. Успішність проведення очищення залежить від того, з якою швидкістю утворюється зв'язок між часткою і бульбашками, від міцності зв'язку з цим і від тривалості існування цього комплексу. Що у свою чергу визначається природою частинок, схильністю до змочування водою і особливостям їх взаємодії з реагентами. Таким чином, флотація - це процес, який залежить від безлічі факторів. Елементарний акт може здійснюватися за одним з таких механізмів:Крім того, площі поверхонь бульбашок і частинок в місці дотику повинні знаходиться в певному співвідношенні. Сили адгезії зростають пропорційно розміру часток у квадраті, оскільки периметр їх з'єднання обмежується розміром найбільшою з їх граней. А сила відриву безпосередньо залежить від маси забруднює частинки (тобто її лінійних розмірів в кубі). Таким чином, при досягненні деякого розміру часток сили відриву перевищують сили прилипання. Отже, для успішної очищення стоків методом флотації важливий не тільки характер зв'язку суспензії з бульбашками, але і їх розміри.
Способи насичення води бульбашками
Існує чимало прийомів, які забезпечують появу в стічних водах газових бульбашок. Основні способи, що використовуються при проведенні флотації, це:Напірна флотація
Є найбільш ефективною для отримання дрібнодисперсних і колоїдних суспензій низькою концентрації. Очищувану воду насичують повітрям під тиском до 7 МПа в спеціальному реакторі - сатураторе. Після виходу води з нього тиск різко знижується до нормального (атмосферного), що провокує інтенсивний процес виділення бульбашок повітря.Для того щоб значно підвищити ефективність очищення вод, флотацію поєднують з коагуляцією і флокуляцией. Обидва цих прийомів сприяють збільшенню розміру нерозчинених частинок. Коагулянтами є неорганічні сполуки, зазвичай солі тривалентного заліза або алюмінію, так і деякі органічні речовини. Флокулянтами є особливі полімери, молекули яких у водному середовищі утворюють заряджену сітку, здатну притягувати забруднюючі частинки, що призводить до появи хлопьевидных агрегатів.
Встановлення та технологічні схеми
Установки, які здійснюють напірну флотацію, можуть розміщуватися не тільки в приміщеннях, але і поза ними. Так, перші підходять для невеликих обсягів, якщо витрата води становить не більше 20 м 3 /ч, а другі мають набагато більшу продуктивність. Часто влаштовується комбіноване розміщення споруд, коли великі об'єкти, наприклад, сатуратор і флотокамера, знаходяться під відкритим небом, а насоси в приміщенні.У разі розміщення установок в умовах можливого пониження температури повітря до від'ємних значень потрібно передбачити систему підігріву піни. Класична установка для проведення компресійної флотації складається з наступного обладнання:
Електрофлотація
Цей метод стали використовувати в другій половині 20-го століття. Тоді виявилося, що електролізні гази набагато ефективніше, ніж інертні чи повітря, збільшують інтенсивність флотації. Це дозволяє виділяти нерозчинні у водах нафтопродукти, мастильні масла, малорозчинні сполуки важких та кольорових металів, які утворюють у стоках стійкі емульсії. Але крім електролізних газів на видалення деяких домішок впливає штучно створене електричне поле, в якому заряджені частинки рухаються до протилежно заряджених електродів.Істотним недоліком электрофлотации є мала продуктивність, висока вартість електродів, їх знос і забруднення, а також вибухонебезпечність.