Priemyselné flotátory na čistenie odpadových vôd: typy, zariadenie, princíp činnosti

V súčasnosti sú otázky životného prostredia na čele tabuľky prakticky na každom stretnutí svetových vlád. Nie je žiadnym tajomstvom, že ekológia sa stala novým náboženstvom 21. storočia. Rok 2017 je vyhlásený za rok ochrany životného prostredia v Rusku, a preto environmentálna výchova je jednou z úloh pre tento rok.

Prečo potrebujem čistiť vodu?

Z celkového množstva svetového oceánu iba 3% je sladká voda, z čoho 68% sú ľadovce (nie sú vhodné na pitie), 30% sú podzemné zdroje (často kontaminované pôdou) a iba 2% sú pozemné zdroje vody. Z globálneho obrazu sveta je jasné, že dostupnosť čistej sladkej vody nie je len nutnosťou, ale niekedy aj luxusom.

Odpadové vody, ktoré vznikajú počas ekonomických činností podnikov, obsahujú veľké množstvo znečisťujúcich látok v koncentráciách presahujúcich prípustné a regulačné hodnoty. Spravidla hovoríme o ťažkých kovoch (železo, nikel, meď, olovo, ortuť, kadmium atď.), Ropné produkty, suspendované tuhé látky, hliník, povrchovo aktívne látky (syntetické povrchovo aktívne látky, pre laika to všetko je to pena). Tieto látky, ktoré sa dostávajú do vodných telies, narúšajú normálne fungovanie vodných biogeocenóz, otravujú pôdu, vyvolávajú rast modrozelených rias, toxických pre zvieratá. Tieto znečisťujúce látky sú tiež toxické pre ľudí.

Veľké množstvo znečisťujúcich látok tvorí aj ľudská hospodárska činnosť v bytových domoch a súkromných domoch. V zásade ide o syntetickú povrchovo aktívnu látku a organický odpad, ale aj kovové soli spadajú do kanalizácie.

Čo je flotátor na čistenie odpadových vôd?

Flotátor je zariadenie určené na odstránenie jemne rozptýlených nečistôt z vody fyzikálno-chemickou metódou. Relatívne povedané ide o mechanizmus jedného z hlavných spracovateľských modulov v technológii a technológii čistenia odpadových vôd. Na flotátore je hlavné uvoľňovanie rozpustených látok a čistenie vody na normatívnu úroveň.

Priemyselné flotátory môžu byť navrhnuté pre veľké továrne, ako aj pre umývanie automobilov, ktoré sa líšia veľkosťou a materiálom.

Hlavnou úlohou flotátora je izolovať a uvoľňovať znečisťujúce látky rozpustené v ňom a prenášať ich do nerozpustnej formy. V tomto prípade sa do zariadenia dodáva vzduch na zvýšenie čistiaceho efektu.

Princíp fungovania flotátora na čistenie odpadových vôd

Princíp fungovania flotátora je založený na prenose vzduchových bublín cez médium, ktoré sa má čistiť, aby sa vytvorila pena. Táto pena sa nazýva flotoslam, ktorá sa odstráni a odvedie do špeciálnych zariadení na dehydratáciu. Aby sa bubliny zachytili a nesl znečistenie, je potrebné predpísať špeciálne látky - koagulanty a flokulanty. Tieto látky majú vysokú priľnavosť, to znamená, že pomáhajú znečisťujúcim látkam prilepiť sa navzájom a so vzduchovými bublinami tvoriacimi takzvané flokuly.

Bublina, ktorá prechádza z dýzy alebo rozprašovacej dýzy dávkovača smerom hore, zachytáva s ňou lepkavé nečistoty. Tento proces sa vykonáva, kým voda nedosiahne požadovaný čistiaci účinok.

Zložitosť procesu spočíva v presnom nastavení dávky koagulantu a flokulantu tak, aby adhézna sila bola dostatočne vysoká na to, aby sa prilepila k bubline, ale vytvorené vločky nie sú príliš ťažké, aby nedošlo k poškodeniu vzduchovej bubliny.

Schéma zahŕňa flotátor na čistenie odpadových vôd

Technológia, ktorá predpokladá, že flotátor je hlavným spracovateľským modulom, vždy obsahuje farmu s reagenciami a zariadenie na výrobu vzduchových bublín. Reagujúca farma je nádrž činidla (koagulanty, flokulanty, alkálie na úpravu pH) a reaktor na zmiešanie činidla s vodou.

Ako zariadenie na vytváranie vzduchových bublín sa spravidla používa saturátor, čo je komora na miešanie vzduchu s vodou, aby sa vytvorila zmes vody a vzduchu. Ďalej je táto zmes poslaná do flotátora. Saturačné zariadenie je vybavené výkonným čerpadlom na vstrekovanie vzduchu.

Flotátor sa nikdy nepoužíva samostatne, je vždy zahrnutý do všeobecnej schémy čistenia vody. Kompletná schéma spravidla pozostáva z fáz predbežného usadzovania, fyzikálno-chemickej úpravy (flotátora alebo koagulátora) a následného mechanického čistenia filtrov.

Inými slovami, flotátor nemôže poskytnúť všetko čistenie, je to len samostatná jednotka, ktorá si vyžaduje predbežné spracovanie a následné spracovanie. Ak do flotačného zariadenia vstúpi piesok alebo iné hrubé nečistoty, zariadenie sa rozpadne. Taktiež toto zariadenie nemôže poskytovať dezinfekciu a kompletné čistenie ropných produktov. Preto, potom, čo je potrebné ultrafialové inštalácie a sorpčné (alebo mechanické) filtre.

Schéma je založená na procese flotácie. Flotácia je úprava odpadových vôd vzduchovými bublinami, aby sa extrahovali rozpustné a emulgované látky. Voda vstupuje do hlavného modulu spracovania. Tam sa v tlakovom (alebo beztlakovom) režime privádza do reaktora vopred pripravené reakčné činidlo. Vzduchové bubliny sa tiež privádzajú do flotátora pomocou saturačného zariadenia. V flotátore na úpravu vody, pri čistení odpadových vôd s reagenciami a vzduchovými bublinami, väčšina flokulačných fliaš vo forme flotačného kalu. Plávajúca flotačná nádoba sa odstraňuje z povrchu vody dopravníkom škrabáka do kalovej nádrže.

Tento kal je veľmi nestabilný voči mechanickému nakláňaniu, takže z povrchu vody sa zhromažďuje úhľadne, aby nedošlo k pretrhnutiu peny.

Flotačné zariadenie

Flotátor je otvorená nádoba z ocele alebo plastu, vybavená škrabacím mechanizmom na zber flotačného kalu a má kužeľovitý tvar zospodu. Flátor implikuje prítomnosť trysiek na prívod zmesi vody a vzduchu zo saturátora, na vypúšťanie flotačného kalu a núdzové vyprázdňovanie, na prívod odpadovej vody a na odstránenie čistenej vody. Inštalácia flotátora sa zvyčajne nachádza na mieste údržby pre pohodlie.

Typy flotátorov

Flotátory na čistenie odpadových vôd sa líšia podľa spôsobu nasýtenia vodou bublinami a povahy bublín. Najbežnejšie metódy sú mechanické, tlakové a elektroflotácie. Tlaková flotácia znamená prítomnosť sýtenej komory a čerpacej skupiny. Okrem toho sa v tejto metóde často používajú činidlá. Elektro flotácia nepotrebuje farmu reagencií a saturátor, pretože je založená na rozpúšťaní elektród vo vode.

Mechanická flotácia

Mechanické (alebo obežné koleso) zahŕňa prítomnosť miešadla, ktoré vo vysokej rýchlosti rozbije vzduchové bubliny vo vode. Tento druh úpravy vody je vhodný pre vodu, náchylnú na penenie a nasýtené plyny. Pri mechanickej metóde sa nemôžu použiť činidlá, pretože turbulentné prúdy vytvorené miešadlom jednoducho rozkladajú vločky nečistôt. V súčasnosti mechanická flotácia nie je bežná, pretože zriedka poskytuje dostatočný čistiaci účinok.

Typicky tento segment čistenia zahŕňa flotátory na čistenie odpadových vôd z ropných produktov.

Tlaková flotácia

V tomto prípade sú flotátory na čistenie odpadových vôd vybavené zariadením na nasýtenie a farma na reagencie. Naturátor je komora, do ktorej sa vstrekuje vzduch pri tlaku nad atmosférickým tlakom. Médium, pripravené v saturátore, sa nazýva zmes vody a vzduchu. Toto je najbežnejší typ flotácie a najčastejšie sa používa. Proces čistenia prebieha vďaka predbežnému spracovaniu vody činidlom (koagulant alebo flokulant) a následným spracovaním s hlavou zmesi voda-vzduch. Každá plynová bublina pripevňuje nečistoty na seba, pretože má veľkú príťažlivosť vďaka rozhraniu medzi fázami (voda-vzduch). Predbežná príprava vody činidlom zlepšuje čistenie, pretože vytvára flokuly (micely), ktoré majú aj určitú atraktívnu silu. Hlavná časť vody sa odvádza cez potrubie čistenej vody na ďalšie čistenie alebo na vypúšťanie. Zhora špeciálny škrabák odstraňuje flotačné bahno - kontaminácie odvzdušnené vzduchovými bublinami nahor v koncentrovanej forme.

Hlavnou výhodou tlakovej flotácie je široká škála aplikácií. Nevýhody zahŕňajú prítomnosť ďalších zariadení (úspornosť činidla, saturátor, čerpadlá), ktoré zaberajú veľa priestoru a musia byť automatizované (napríklad výber dávky činidiel). Stanovenie množstva činidla hrá veľkú úlohu, pretože malá dávka bude mať za následok nedostatočné čistenie (nie všetky malé rozpustené častice sa zväčšujú) a veľká dávka môže spôsobiť, že bubliny nedosiahnu hmotnosť vločiek a rozpadnú sa, čo tiež zníži čistiaci účinok.

Elektroflotator

Tento typ flotátora na čistenie odpadových vôd je lakonický a užívateľsky prívetivý. Podstata metódy je elektrolýza kvapaliny, ktorá sa má čistiť, a uvoľňovanie plynov z elektród. Proces elektrolýzy prebieha v flotátore: na katóde sa vyrába vodík, na anóde sa umiestni kyslík. Ak sa používajú rozpustné elektródy (napríklad hliník alebo železo), voda je navyše nasýtená kovovými iónmi s vysokým stupňom oxidácie, ktoré zohrávajú úlohu činidiel na vytvorenie vločiek kontaminantov. Tento proces pomáha izolovať a zlikvidovať ešte viac znečisťujúcich látok z vody. Keďže priestor flotátora nie je veľký, v takýchto podmienkach je dobrá priľnavosť vločiek a vzduchových vreciek, čo poskytuje najvyšší čistiaci účinok.

Hlavnou výhodou takého zariadenia je neprítomnosť chovu činidiel a iné ťažkopádne zariadenia s vysokým stupňom čistenia vody. Nevýhody zahŕňajú vysokú spotrebu energie a potrebu zariadení na odoberanie vodíka.

Flotácia trysiek

V tomto prípade sa používajú špeciálne trysky na zavádzanie vzduchu do procesnej vody, ktorá sa privádza do flotátora, kde sa rozbije do dvojfázovej zmesi. Výhodou tejto metódy bude menšie opotrebenie častí inštalácie a tým aj dlhšia životnosť.

Reagentová farma

V niektorých metódach flotácie sa na zlepšenie čistiaceho efektu používajú nasledujúce činidlá:

• Reagencie na úpravu pH sú kyseliny a zásady, ktoré sa pridávajú do vody na zabezpečenie normálnych pracovných podmienok koagulantu a flokulantu;
• Koagulanty - činidlá, ktoré podporujú vločkovanie a sú soli železa a hliníka;
• Flokulanty sú činidlá, ktoré vytvárajú väčšie a stabilnejšie flokuly (flokuly) a sú to polyakrylamidové zlúčeniny.

Hlavné nevýhody spôsobu úpravy vody činidlami sú potreba prítomnosti personálu, ako aj priestory, ktoré sa musia prideliť cisterám a reaktorom. Je tiež veľmi dôležité vybrať správnu dávku činidiel, čo je možné len empiricky.