Problemet med spildevandsrensning har været aktuelt i mange årtier. Vanskeligheden ligger i forældelse af metoder og udstyr samt fremkomsten af nye kemikalier i husholdningskemikalier og i produktionen, hvilket kræver helt nye tilgange til deres fjernelse fra spildevand. En af de universelle spildevandsbehandlingsmetoder er flotation. Afhængigt af det forurenende stofs egenskaber kræver det kun udskiftning af reagenser og korrektion af procesbetingelser.
spildevandsbehandling
Denne metode er med succes blevet brugt til at behandle spildevand, der indeholder fibre, olieprodukter, olier og fedtstoffer og andre stoffer, der er dårligt opløselige i vand. Spildevand overføres først til suspension og emulsion ved hjælp af specielle stoffer.
Flådeprocessen er afhængig af gasboblernes evne til at binde sig til partikler og hjælpe dem med at flyde til væskens overflade.
Generelle principper for metoden
Den enkleste flytning er vedhæftningenuopløselige partikler (for eksempel mineral, olie eller andre) til luftbobler. Succesen med oprensningen afhænger af den hastighed, hvormed en binding dannes mellem partiklen og boblerne, af styrken af denne binding og af varigheden af eksistensen af dette kompleks. Hvilket igen bestemmes af partiklernes natur, tendensen til befugtning med vand og egenskaberne ved deres interaktion med reagenser. Flotation er således en proces, der afhænger af mange faktorer.
En elementær handling kan udføres gennem en af følgende mekanismer:
- bobler dannes øjeblikkeligt i suspenderede partikler;
- Suspensionspartikler sætter sig fast på en gasboble, når de kolliderer med den;
- en lille boble dannes på overfladen af partiklen, som kombineres med en anden ved kollision og øges i volumen.
Komplekset, som dannes under flotationsprocessen, i et praktisk t alt ubevægeligt medium kan kun flyde under forudsætning af, at gasboblens løftekraft er større end partiklens vægt. Dette vil føre til dannelsen af et skumlag på overfladen af det behandlede vand.
Desuden skal overfladearealerne af bobler og partikler ved kontaktpunktet være i et bestemt forhold. Adhæsive kræfter stiger i forhold til størrelsen af partiklerne i kvadrat, da omkredsen af deres forbindelse er begrænset af størrelsen af den største af deres flader. Og separationskraften afhænger direkte af massen af den forurenende partikel (dvs. dens lineære dimensioner i en terning). Når en vis partikelstørrelse nås, overstiger løsgørelseskræfterne således klæbekræfterne. Så forVellykket spildevandsbehandling ved flotation er vigtig ikke kun for arten af suspensionens forhold til bobler, men også deres størrelse.
Måder at mætte vand med bobler
Der er mange teknikker, der sikrer forekomsten af gasbobler i spildevand. De vigtigste metoder, der bruges til flotation, er:
- Kompressionsmetode (eller tryk) baseret på at øge opløseligheden af luft i vand med stigende tryk.
- Mekanisk metode baseret på intensiv blanding af væske med luft.
- Leder spildevand gennem porøse materialer, der får dem til at spredes.
- Elektrisk metode baseret på elektrolyse af vand, ledsaget af forekomsten af gasbobler.
- En kemisk proces, der forårsager dannelse af bobler under kemiske reaktioner af visse reagenser med spildevandskomponenter.
- Vakuummetode karakteriseret ved trykreduktion.
Press flotation
Det er det mest effektive til ekstraktion af fine og kolloide suspensioner med lav koncentration. Renset vand er mættet med luft under tryk op til 7 MPa i en speciel reaktor - saturator. Efter frigivelse af vand fra det, falder trykket kraftigt til norm alt (atmosfærisk), hvilket fremkalder en intensiv proces med luftbobler.
For at øge effektiviteten af vandbehandling markant, kombineres flotation med koagulering og flokkulering. Begge disse tilgangebidrage til en stigning i størrelsen af uopløste partikler. Koagulanter er både uorganiske forbindelser, sædvanligvis s alte af ferri-jern eller aluminium, og nogle organiske stoffer. Flokkuleringsmidler er specielle polymerer, hvis molekyler i et vandigt medium danner et ladet netværk, der er i stand til at tiltrække forurenende partikler, hvilket fører til fremkomsten af flokkulerende aggregater.
Installationer og flowdiagrammer
Installationer, der udfører trykflotation, kan placeres ikke kun indendørs, men også udenfor. Så førstnævnte er velegnet til små mængder, hvis vandforbruget ikke er mere end 20 m3/h, mens sidstnævnte har en meget større kapacitet. Kombineret placering af strukturer arrangeres ofte, når store genstande, f.eks. en saturator og en flydecelle, er udendørs, og pumper er indendørs.
I tilfælde af installationer under forhold med et muligt fald i lufttemperaturen til negative værdier, er det nødvendigt at sørge for et skumvarmesystem. Et klassisk kompressionsflodeanlæg består af følgende udstyr:
- Pumpe til væskeforsyning.
- Kompressor til at levere luft (eller anden gas) til vandbehandlingssystemet.
- Saturator (det andet navn er en tryktank), hvori luft er opløst i spildevand.
- Flotationskamre, hvis processen sørger for trin med forgrovning af suspenderede partikler.
- Reagensenhed, inklusive enheder til dosering ogblanding af reagenser med væsken, der skal renses.
- Rengøringsprocessens kontrolsystem.
Teknologiske ordninger, der involverer spildevandsrensning ved trykflotation, kan være:
- Medstrøm, når det fulde volumen af væsken, der skal renses, passerer gennem saturatoren.
- Recirkulerer, når kun 20 - 50 % af den klarede væske passerer gennem saturatoren.
- Delvis direkte flow, når omkring 30 -70 % af råvandet kommer ind i saturatoren, og resten ledes direkte ind i flotationskammeret.
Ved valg af en af disse ordninger tages der hensyn til det rensede spildevands fysiske og kemiske egenskaber, kravene til rensningsgrad, lokale forhold og økonomiske indikatorer.
Elektroflotation
Denne metode begyndte at blive brugt i anden halvdel af det 20. århundrede. Så blev det fundet, at elektrolysegasser er meget mere effektive end inerte gasser eller luft til at øge flotationens intensitet. Dette gør det muligt at isolere vanduopløselige olieprodukter, smøreolier, dårligt opløselige forbindelser af tunge og ikke-jernholdige metaller, som danner stabile emulsioner i spildevand. Men udover elektrolysegasser påvirkes fjernelsen af nogle urenheder af et kunstigt skabt elektrisk felt, hvor ladede partikler bevæger sig mod modsat ladede elektroder.
Væsentlige ulemper ved elektroflotation er lav produktivitet, høje omkostninger til elektroder, slid og forurening og eksplosionsfare.
Skumfraktioneringsmetode
Det koger ned til adsorption af opløste overfladeaktive stoffer (overfladeaktive stoffer) på gasbobler, der stiger op gennem opløsningen. I dette tilfælde dannes der intensivt skum, beriget med det adsorberede stof.
Et vigtigt anvendelsesområde for denne type flotation er rensning af vand fra vaskemidler, der bruges i vaskerier. Den er også velegnet til at separere aktiveret slam fra biokemisk behandling.
malmdressing
Flotationsprocessen anvendes med succes i den primære forarbejdning af alle slags malme, hvilket gør det muligt at adskille en værdifuld fraktion med et højt indhold af metal eller dets forbindelser. Den er baseret på forskelle i egenskaberne af overfladen af de adskilte mineraler.
Malmflotation er en trefaset proces:
- fast fase er et knust mineral;
- væskefase er papirmasse;
- gasfasen dannes af luftbobler, der passerer gennem pulpen.
Flotation kan være skummende, filmagtig eller olieagtig, afhængigt af formen af produktet dannet på overfladen af væskefasen.