Big Encyclopedia of Oil and Gas

Ett av de mest effektiva sätten att rena avlopp från de minsta föroreningarna är flotationsmetoden, som utförs av en flotator för avloppsrening. Denna artikel kommer att beskriva vad den här metoden är och hur den utförs.

Vad är det

Principen om operation och vad du behöver veta

Flotation är en metod för att rengöra förorenat avloppsvatten från papperskorgen, utförs genom uppstigning till ytan.

Under denna process tillsätts speciell dispergerad luft till utflödet, under påverkan av vilken alla minsta partiklar av föroreningar uppvisar hydrofila eller hydrofoba egenskaper.

Operationsprincipen för flotationscellen är som följer:

  • I en speciell anordning (elektrofloater) passerar avlopp genom arbetskammaren;
  • samtidigt är avloppet mättat med dispergerad luft;
  • föroreningar kommer i kontakt med syrebubblor (hydrofoba partiklar närmar sig en luftbubbla, vattenskiktet mellan dem blir gradvis tunnare och försvinner, varigenom ett komplex av en hydrofob partikel med en gasbubbla bildas);
  • som ett resultat av interaktionen bildas ett skumskikt på vattenytan;
  • När den bildas avlägsnas skumskiktet från vätskans yta som rengörs med en särskild rakeanordning.

anordning

Ett ungefärligt diagram över flotationsanordningen ser så här ut:

  • en behållare med en pump för att blanda syre med vatten och reagenser (luft tvingas in i det, som mättar vattnet med bildandet av lämpliga bubblor)
  • från blandningstanken destilleras en blandning av vatten och luft i huvudtanken (flotokamer eller flotationstank), utrustad med en ventil för att släppa ut överflödig luft;
  • I huvudreservoaren finns avlopp som har genomgått mekanisk rengöring;
  • På grund av injektionen av en vatten-luftblandning i tanken startas flotationsprocessen (blandningen sprider sig genom volymen och samlar föroreningar);
  • bubblor stiger till ytan, bildar ett skum;
  • Renat avloppsvatten utmatas genom excretörrör;
  • när det ackumuleras, avlägsnas skummet med mekaniska medel;
  • Efter uttagningen går det renade vattnet i avgasaren med ett bubblande vätskelagret för att avlägsna överskott av syre (som släpps ut i blandningstanken via ett "retur" -rör).

Fördelar och nackdelar

Liksom alla andra metoder för avloppsvattenbehandling har flotationsmetoden både dess fördelar och nackdelar.

Fördelarna med flotationsmetoden innefattar:

  • låg kostnad;
  • enkel design;
  • hög grad av rening
  • hög rengöringshastighet;
  • möjligheten att rening av vatten från petroleumprodukter.

Flotationsmetod

Effektivitet: viktiga parametrar

Effektiviteten av flotationsmetoden för rening av avloppsvatten beror på vissa parametrar:

  • desto mer föroreningar i utflödet är benägna att hydrofobicitet, ju högre rengöringseffektivitet;
  • luftbubblor måste vara resistenta mot förstöring, vilket beror på tillsats av reagens;
  • Storleken på luftbubblan ska inte vara för stor (snabbt dyker upp) eller för liten (snabbt spränga);
  • Antalet bubblor och fördelningens likformighet påverkar också effektiviteten i denna rengöringsmetod.

Effektiviteten av flotationsrengöringsmetoden beror till stor del på enhetens konfiguration, prestanda och automation.

Det är viktigt att förstå att flotationsenheter inte används som fristående verktyg för avloppsrening. Användningen är lämplig i kombination med andra rengöringsanordningar. Vid rengöringsprocessen fungerar flotatorerna endast efter bearbetningsenheterna.

Typer av flotationsenheter

Flotationsenheter

För att förbättra reningens effektivitet används flotationsanläggningar, utformade på grundval av vissa strukturella principer.

De flesta installationer är indelade i tre kategorier:

  • enheter baserade på skapandet av små bubblor;
  • tryck anordningar;
  • gravitation enheter.

Flotatorernas arbete i vilken kategori som helst är baserad på den allmänna metoden för skumflotation, men var och en av systemen är mest effektiv för rening av avloppsvatten av olika grad av förorening.

Moderna flotationsenheter tillverkas som en enkammar eller tvåkammare apparat.

I enkelkammaranordningar utförs bildandet av flotationskomplex i samma skala som fasseparationen. Denna typ av design är mest effektiv vid flotation med stora bubblor, när fytokomplex flyter i takt med hastigheten på den enklaste flotationslagen.

Vid flotation med små bubblor anses en tvåkammarkapacitet vara mer progressiv. Villkor för samverkan av partiklar skapas i den första kammaren, och i det andra - tillhandahålles en fördelaktig hydrodynamisk miljö, fokuserad på fullbordandet av flotationsprocessen och skumackumuleringen.

Vätskens riktningsriktning i anläggningen har stor inverkan på rengöringseffektiviteten. För tillfället tillgängliga enheter med horisontell, vertikal och vinkelrörelse av avloppsvatten.

Vid horisontella installationer kan flödet antingen vara direkt eller tangentiellt. I vertikal kan vätskan riktas uppåt (dra flotationskomplexen bakom den) eller nedåt (sakta ner från stigningen).

För installationer med en vinkelriktning är en direkt, motströms- eller tvärflödesrörelse karakteristisk med avseende på skumrörelsens riktning.

Elektroflotator

Elektroflotator är en komplex process för rening av avloppsvatten från tungmetaller, mineralolja och ytaktiva genom electroflotation med ytterligare tillbakadragande av det renade vattnet i dränerings eller matning av filterenheten. En egenskap hos denna enhet är skapandet av en sluten cykel av cirkulerande vattenförsörjning i organisationen.

Elektroflotatora Principen för operationen är baserad på den elektrokemiska processen av syre och väte i elektrolysprocessen och flotationen effekten av föroreningar på ytan av uppstigningsavfallsvätska.

Elektroflotationsmodulen består av följande element:

  • elektroflotter med olösligt elektrodblock;
  • skumuppsamlare;
  • DC-strömförsörjning;
  • Extra lagringstankar för reagens, avloppsvatten och behandlat vatten;
  • pumputrustning.

Denna apparat rekommenderas att användas för avloppsrening som en produktionsprodukt och en blandad komposition.

Mekanisk flotationsmaskin

Denna metod för berikning av avloppsavlopp med luft kan utföras med någon av följande metoder:

  1. blanda avloppsvatten i en speciell centrifug med en turbin;
  2. blanda vatten med en speciell pumphjul utrustad med blad;
  3. avloppsanrikning med speciella rör.
  • I det första fallet tillåter installationen (pumphjul) bildandet av luftbubblor av den önskade diametern. I regel används pumphjulet för att rena avloppet från petroleum och fetter. Den största fördelen med denna installation är möjligheten till variation i bubblans storlek som ett resultat av flotationsmönstret. Med andra ord, desto högre rotationshastighet av turbinen desto mindre är bubblans diameter.
  • Den andra metoden är icke-tryck och är mest lämplig för avlägsnande av grova och fibrösa föroreningar (ull, hår, trådar och liknande). Med flödesflotationsmetoden är bubblorna ganska stora i storlek.
  • I den tredje metoden används speciella rör som ligger i botten av mottagarbehållaren för att berika utflödet. Denna metod kallas även pneumatisk och används i fall där det är nödvändigt att rengöra avfallet, vilket är aggressivt och osäkert för bearbetning i ett trycklöst hjul eller pumphjul.

Vattenmättnad med poröst material

Metoden för mättnad av utflödet består i att leda ett luftflöde genom en speciell porös struktur, som kan vara en speciell tunnplåt med tunna slitsar längs hela omkretsen. I det här fallet desto mindre är gapet desto mindre är storleken på de bildade bubblorna.

Extraktion av luftbubblor från en speciell lösning

I denna metoden för mättnad av avlopp kan luft frisättas både tryck och vakuummetod.

När det gäller tryckmetoden införs högtrycksluft i vattnet, vilket resulterar i att luftbubblor bildas på alla lager av vätskan.

Flotationsmedel

För att förbättra kvaliteten på avloppsrening med hjälp av flotationsmetoden används ofta speciella kemiska reagenser, vars huvuduppgift är att öka nivån av partikelfragment och orenheter i hydrofobicitet. Experter identifierar två typer av reagens för flotation:

  • för att förbättra hydrofobiciteten (mest använda: petroleumprodukter, oljor, ammoniumsalter, merkaptan);
  • för att stabilisera skummet (oftast används: kresol, fenoler, tallolja).

Hur man gör en beräkning?

Flotationsmaskinens effektivitet beror främst på enhetens överensstämmelse och konfiguration av uppgifterna. I detta avseende bör beräkningen av flotationscellen göras med hänsyn tagen till sådana indikatorer som:

  • volymer av inkommande avloppsvatten;
  • koncentration av suspenderade element;
  • Sammansättningen av utflödet
  • närvaron av oljiga produkter.

Baserat på dessa parametrar kan ett flotationsschema beräknas: dimensioner av tankar, rör och andra element.

Kostnaden för elektroplatorer beror på många faktorer, och kan variera från några hundra tusen till miljoner rubel.

Var kan man köpa en flotator för avloppsrening?

I Moskva

Du kan köpa en flotationscell för avloppsrening i sådana företag som:

  • Ekoservice: Moskva, Belozerskaya street, 11;
  • "Utrustning för hjälpmedel": Moskva, Perovskaya street, 21;
  • Ekolos: Moskva, Volokamskoye shosse, 88k8, kontor 224.

I St. Petersburg

Flotationsförsäljningen i St Petersburg är engagerad i:

  • Ekoservice: St. Petersburg, Engels Prospect, 34;
  • Ekolos: St Petersburg, Yuri Gagarin Street, byggnad 1, byggnad A, kontor 542 B;
  • "Galvancomplex": St Petersburg, Kalininsky-distriktet, Komsomola Street, hus 1/3.

Således är flotationsanläggningen för avloppsrening trots den höga kostnaden en ganska populär enhet som kan rena avlopp från de minsta föroreningarna.

Flotationsenheter

"Flotation" (från engelska till flytande - att flyta) - processen med uppstigning av föroreningar som är förorenade med avloppsvatten tillsammans med gasfraktionen av en fin dispersion.

Vid ytterligare rening av avloppsvatten kan rengöring av industri- och stormavlopp och tätningar användas flotationsenheter.

Utformningen av dessa växter möjliggör flotationsprocessen med en retentionstid på 3-5 minuter i flotationscellen. Detta garanterar minsta installationsstorlek och underlättar deras genomförande.

Enheten innehåller en mättningsenhet, en cirkulationspump och en kompressor. Startarbete vid installationen visade att utrustningen möjliggör separation av slamblandningar med en koncentration av upp till 11 g / l med en verkningsgrad som inte understiger 92%.

Kan vara användbar som ett botemedel:

- Slamkomprimering av avloppsslam och aktiverat slam,

- Efterbehandling, förbättra prestandan av gravitation sedimentering,

- Byt ut centrifuger och filter av olika konstruktioner, minska driftskostnaderna samt antalet tvingade och ganska frekventa reparationer av processutrustning.

En nedsänkbar pump används för att leverera avloppsvatten till installationen. Flotationsenheter kan utrustas med flockningsmedelberedning och doseringsstationer.

Jobbeskrivning flotation

Flotation med mekanisk och pneumomekanisk dispersion av luft. I pumphusflotationsmaskiner tillhandahålls luftdispersion av turbiner av pumptyp - impeller, som är en skiva med radiella blad som vänds uppåt. Sådana växter används i stor utsträckning vid anrikning av mineraler. Nyligen har de använts för behandling av avloppsvatten med högt innehåll av suspenderade partiklar (mer än 2 g / l). När pumphjulet roterar i en vätska uppstår ett stort antal små virvelströmmar, som bryts upp i bubblor av viss storlek. Graden av slipning och rengöringseffektivitet beror på rotationshastigheten hos pumphjulet. Ju högre hastighet desto mindre bubblan är och desto större effektivitet i processen. Det konstruktiva schemat hos en flotationsmaskin med en impeller visas i fig. 2,11.

Suspensionen kommer in i flotationsmaskinens mottagningsficka och går in i pumphjulet genom rörledningen, som roterar vid axelns nedre ände. Axeln är innesluten i ett rör genom vilket inloppet

Fig. 2,11. Konstruktionsschema av en mekanisk flotationsanordning med pumphjul:

1 - kameran; 2 - rör; 3-axel; 4 - pumphjul

luft blåses in, eftersom när pumphjulet roterar bildas en zon med reducerat tryck. Flotation kräver en hög grad av vattenmättnad med luft (0,1-0,5 volymer luft per 1 volym vatten). Vanligtvis består en flotationsmaskin av flera kamrar kopplade i serie. Diameteren på pumphjulet 600-700 mm.

Som ett exempel kan mekaniska flotatorer citeras (fig 2.12, tabell 2.3).

Pneumatiska flotationsmaskiner med fingeravlastare visas i fig. 2,13. Pumphjulet i dessa maskiner är en skiva med vilken runda eller kvadratiska fingrar är fastsatta runt omkretsen. Luften i maskinen tvingas från blåsarna. Pumphjulet används för att sprida luften och blanda massan [55, 56].

Dessa maskiner uppnår fin luftdispersion. Luftningsgraden är lätt att justera. Effekten som förbrukas av fingeravlastare är lägre än för maskinmaskiner av mekanisk typ.

Vid provning av pneumomekaniska maskiner på olika malmer (koppar, järn, etc.) visade sig att deras användning kan öka flotationshastigheten med 1,3-1,5 gånger och minska den specifika energiförbrukningen med 16-20% jämfört med mekaniska maskiner med få jämn eller högre kvalitetsindikatorer.

I fig. 2.14 presenterar den pneumatiska mekaniska flotationsmaskinen "Mineralseparation" (USA) - en av de första konstruktionerna av pneumatiska mekaniska maskiner, som hittills har använts i fabriker i USA, Tyskland, England och andra länder som bearbetar icke-järnmalmmalmer och kol. Maskinen är en serie kvadratkammare installerade på samma nivå och utrustad med en pumphjul stängd på toppen. Massan träder in i maskinens huvudkammare genom mottagningsfickan, som är förbunden genom utrymmet under falsk botten till hålet i kammarens mitt, genom vilket det sugs in i avloppszonen som skapas av den roterande pumphjulet. Luft i pumphjulszonen matas genom ett rör under ett tryck av 0,1-0,15 atm. Massa- och luftblandningen från pumphjulszonen matas ut mot kammarens väggar och stiger sedan upp genom gallret, vilket minskar virvelbildningen och massan av massan. Bubblor stiger upp genom en relativt lugn massa och bildar ett skumlager på ytan. Skumbaffel rubrik till skumgränsen, där skumsamlaren avlägsnas i rännan. Massan från gallrets yta genom hålet i bakväggen sugs av impelleren i nästa kammare.

_- / skumprodukt ^ l-

Fig. 2,12. Mekaniska flotationsmaskiner med dubbelsidig avlägsnande av skumprodukt:

och_fM-04; b - FM-6,3: 7-axel; 2-skum; 3 - pumphjul; i - FMU-6,3: 7 - skumdämpande enhet; 2 - kameran; 3 blockluftare;

4 - körskydd; 5 - elmotor; 6 - spjäll g - FMU-12: 7-axel; 2 skum skum, 3 block luftare

område, m 2 D av slam

Den övre gränsen för storleken av det berikade slammet, mm

specifika, t / (m 3 • h)

el kW • h / t

luft, m 3 / (m 3 • min)

Fig. 2,13. Pneumatisk flotationsmaskin

med fingerluftare:

a - tvärsnitt av kammaren; b - luftningsblock i snitt och plan 7 - kameran; 2-finger luftare; 3 - ihålig axel; 4-håls; 5 - radiella dämpare; b - statorblad; 7-remskiva; 8 - ett glas; 9 - skumsamlare drivenhet; 10 - skumsamlare; 71 - luftgrenrör 12 - luftrör 13 - ventil; 14 - skumdynor

Flotation med utsläpp av luft från lösningen. Kärnan i flotationsmetoden med utsläpp av luft är att skapa en övermättad lösning av luft i vätskan. När trycket minskar frigörs luftbubblor från lösningen, vilket flyter föroreningen. Beroende på metoden för att skapa en övermättad lösning av luft i vatten, skiljer sig vakuum, tryck och luftlyftflotation.

Vakuumflotation. Under vakuumflotation är vatten förmättat med luft vid atmosfärstryck i luftningskammaren och skickas sedan till flotationscellen, där en vakuumpump upprätthåller ett vakuum på 225-300 mm Hg. Art. De minsta bubblorna som släpps ut i kammaren tar bort smuts. Flotationsprocessen tar cirka 20 minuter.

Fördelarna med denna metod för flotation: bildandet av gasbubblor och deras klibbning med partiklar förekommer i en tyst miljö

Fig. 2,14. Flotationsmaskin "Mineralseparation":

7 - kameran; 2 - galler; 3 - zon för bildande av bubblor; 4-omrörare; 5 - brytplatta; b-skumavlägsnare; 7 - skumrännan; 8 - yttervägg 9 - slot; 10 - hjälpkammare; 11-flik; 12 - botten av hjälpkammaren; 13 - konisk ventil; 14 - matningskanal;

15 - luftkanal; 16 - enhet; 17-axel

sannolikheten för förstöring av partikelpartikelaggregaten minimeras); energiförbrukningen per process är minimal.

Nackdelar: En liten grad av mättnad av vätskan med gasbubblor, därför kan denna metod inte användas med hög koncentration av suspenderade partiklar (högst 250-300 mg / l). behovet av konstruktion av hermetiskt tillslutna flotationsceller och placering av skrapmekanismer i dem.

I undersökningen av utsläpp av upplösta gaser från vatten i förhållande till vakuumförhållandena och kompressionen fastställdes flotation [57]:

1) med en ökning av övermättnaden av en lösning av gaser (med ökande vakuum) ökar mängden gaser som frigörs från lösningen. Att tillsätta tallolja till en vattenlösning ökar dramatiskt graden av gasutveckling från lösningen. Med ett vakuum på 700-725 mm Hg. Art. och floteringskoncentrationen av tallolja i en vattenhaltig lösning från den ger 90-96% av upplösta gaser;

2) volymen av gaser som frigörs från lösningen beror på graden av sällsynthet, och när vakuumet är 700-725 mm Hg. Art. är 200-400 ml per 1 liter vatten. Det bör noteras att volymen av gasfasen i mekaniska flotationsmaskiner inte överstiger 20% av den totala massvolymen, medan det under vakuumflotation kan variera inom mycket vida gränser (fig 2.15);

3) storleken på bubblor av gaser som frigörs från lösningen ökar med ökande vakuum och minskar med ökande koncentration av skummetern i lösningen. I närvaro av flotationskvantiteter av tallolja under vakuum från 625 till 725 mm Hg. Art. bubbla storleken varierar från 0,1 till 0,3 mm. Storleken på bubblor i mekaniska flotationsmaskiner i närvaro av ett skummedel är i genomsnitt 0,9 mm. I pneumatiska typmaskiner har huvudmassan av bubblor en storlek på 2,5-3 mm (fig 2.16);

Vakuum, mm Hg Art. om

Fig. 2,15. Påverkan av vakuumets storlek på volymen av gaser som frigörs från lösningen:

1 - innehåll i den ursprungliga lösningen; 2 - ska stå ut teoretiskt 3-6 - frigörs faktiskt från lösningen när koncentrationen av jäsmedlet är 100, 30, 15 mg / 1 respektive utan jäsmedlet

Vakuum, mm Hg Art.

Fig. 2,16. Effekten av övermättnad av lösningen och skummedlet på den genomsnittliga diametern av gasbubblor som frigörs från lösningen:

7 - blåsmedelkoncentration av 100 mg / 1; 2 - utan jäsmedel

4) den stora volymen och den höga dispersionen av bubblor som frigörs från lösningen gör det möjligt att erhålla ett stort totalt gas-vätskegränssnitt, vilket uppgår till 3-7 m 2 per 1 liter vatten med ett vakuum av 625-725 mm Hg. v.;

5) frisättningen av upplösta gaser förbättras i närvaro av fina hydrofoba partiklar.

Bildandet av gasbubblor på grund av utsläpp av gaser upplösta i vätskan används i vakuum- och kompressionsflotationsmaskiner. Detta fenomen sker delvis i andra maskinstrukturer där signifikanta tryckfall inträffar i massaflödena.

Analys av forskning visar att i förhållande till flotationsbetingelser bildas gasbubblor med en minskning av trycket över massan på ytan av hydrofoba partiklar på grund av att tillväxten av "germinal" bubblor alltid förekommer på sådana ytor eller på grund av den selektiva bildandet av nya. Möjligheten att effektivt använda den selektiva bildandet av gasbubblor på ytan av hydrofoba partiklar för flotation av fina partiklar förstod teoretiskt i [58, 59].

Design av vakuumflotationsmaskiner. Som ett exempel på utformningen av en vakuumflotationsmaskin presenterar vi Kopp-maskinen för kolflotering (Figur 2.17) [60].

Kammaren / maskinen, som har formen av två stympade koner, slutar i toppen med en cylindrisk sektion 12, runt omkretsen av vilken en ringformad rännan är belägen. Cylinder och rännor

De är stängda med lock, från vilken luft pumpas ut av en vakuumpump tills ett vakuum på 500-680 mm släpps ut. Art. Massan går in i kammaren från sump 2 genom rör 3. Även om sumpen är belägen 6-7 m nedan uppstår massan på grund av tryckskillnaden - atmosfärisk och vakuum under huven. Röret expanderar gradvis och slutar på toppen med en fördelare 4. När massan stiger genom röret minskar trycket ovanför det. Därför emitteras gasbubblor från lösningen på ytan av kolpartiklar framställda för flotation. Det mineraliserade skumet avlägsnas från ytan av skumuppsamlaren i rännan 5, röret 7 är 8-11 m i längd och koncentratuppsamlingen 9. Avlägsnandet av skum styrs genom tillsats av färskt vatten.

Svansar faller ner till kammarens botten. För att förhindra att de härdar tangentiellt, levereras färskvatten till kammarens yta, vilket ger en långsam rotationsrörelse av massan. Sandfraktionen avlägsnas genom ett sandrör 8, 7-10 m långt, i en samling av utmatningar 10, utmatningshastigheten hos svansarna regleras av en ventil 13. Uppslamningsfraktionen hälls i tåglinjen 6 och uppsamlingen 11.

Kammardiametern är 1,5-2,0 m. Produktiviteten hos en sådan anordning är 15-20 t / h vid flotation av kol med 2 mm storlek. Strömförbrukning - 3-4 kW per enhet. Vid drift av vakuum

Smarta maskiner har en bra flotation av kolpartiklar upp till 5 mm utan användning av ett jäsmedel. Under flotationsprocessen erhålls ett aggregerat skum, som enkelt kollapsar i luft. Teknologiska resultat erhålls: vid ett askinnehåll av det initiala kolet med 15,2% erhålls ett ashkoncentration på 6,8% vid utgången av 84,3% - ashalten i svans är 60,4%.

I Finland [61] konstruerades en enda kammareflotationsmaskin med en volym på 0,25 m 3 (figur 2.18).

I maskinens mittdel sugs massan genom ett rör. När det kommer in i apparaten, där ett vakuum av ett givet värde upprätthålles, frigörs den upplösta gasen intensivt från massan. Ytterligare luftning uppnås genom att tillföra luft underifrån genom en luftvattenutkastare.

Fig. 2,18. Semi-industriell vakuumflotationsmaskin:

7 - rör; 2 - luftvattenutkastare; 3-svans grind; 4 - rör

till vakuumpumpen; 5 - fönster

Koncentratet släpps ut i rännan och avlägsnas genom ett rör med en hydraulventil. Svansarna lossas delvis genom en justerbar svansgrind och delvis genom ett sandhål i kammarens botten. Svansarna avlägsnas sedan genom ett rör med en hydraulventil.

Tryckflotation. Tryckinstallationer är vanligare än dammsugare. De är enkla och pålitliga i drift. Med tryckflotering kan du rena avloppsvatten med en koncentration av suspensioner upp till 4-5 g / l. För att öka graden av rening tillsätts koagulanter till vattnet.

Jämfört med oljefångare ger tryckflödesanordningar 5-10 gånger mindre kvarvarande innehåll av föroreningar och har 5-10 gånger mindre dimensioner. Processen utförs i två steg: 1) vattenmättnad med luft under tryck; 2) frisättning av upplöst gas under atmosfärstryck. Schemat för tryckflotation visas i fig. 2,19.

Avloppsvatten tränger in i mottagarbehållaren, från vilken pumpen pumpas, till inloppsröret som luft sugs ut. Den resulterande vatten-luftblandningen sänds till trycktanken, där vid högt tryck (0,15-0,4 MPa) löses i vatten. När en vatten-luftblandning kommer in i flottionsenheten, vilken arbetar vid atmosfärstryck, släpps luften i form av bubblor och flytande suspenderade partiklar.

Fig. 2,19. Installation av tryckflotation:

7 - kapacitet 2 - pump; 3 - trycktank; 4-flotationscell

Skum med fasta partiklar avlägsnas från ytan av vattnet medelst en skrapmekanism. Det klarade vattnet kommer från botten av flotationsanläggningen. Vid användning av koaguleringsmedel sker flockning i trycktanken.

I det här systemet mättes allt avloppsvatten som kommer in i flotationen med luft. Det finns andra system (figur 2.20). I system med recirkulation och luftmättnad av en del av renat vatten (se fig. 2.20, a) resulterar partiell tillförsel av obehandlad avloppsvatten till mättnad med luft (se fig. 2.20, b) i mättnaden av endast en del av strömmen. En krets med arbetsvätska (se fig. 2.20, c) används med hög koncentration av föroreningar i avloppsvatten, när driften av en flotationsenhet enligt schemat visat i fig. 2,19, ineffektivt. Som arbetsvätska med naturlig eller behandlad avloppsvatten. Samtidigt överstiger volymen av arbetsvätska avsevärt volymen av behandlat avloppsvatten. Förbättring av flotation i detta fall uppstår på grund av bevarande av föroreningskvällar och deras snabbare uppstigning. Nackdelen med systemet är hög energiförbrukning för pumpning av arbetsfluiden.

Tryckflotationsanläggningar har en kapacitet från 5-10 till 1000-2000 m 3 / h. De arbetar när parametrar ändras inom följande gränser: tryck i ett tryckkärl - 0,15-0,4 MPa; uppehållstiden i tryckkärlet är 15 minuter och i flotationscellen 10-20 minuter. Mängden luft som tas in är 1,5-5% av volymen vatten som renas. Parametervärdena beror på koncentrationerna och egenskaperna hos föroreningarna.

Fig. 2,20. System för vattenförsörjning under tryckflotation: a - med recirkulation och luftmättnad av en del av renat vatten; 6 - med partiell tillförsel av obehandlat avloppsvatten för mättnad med luft; i - med en arbetsvätska; 7 - mottagningskontor 2 - flotationsenheter; 3 - suglinjer; 4 - pumpar; 5 - trycktankar

Använd i praktiken flotationsceller av olika mönster. Diagrammet för flotationskammaren "Aeroflotor" visas i fig. 2,21.

Avloppsvatten matas in i kammaren 7, där gasbubblor släpps, vilka flyter uppåt, fångst upphängda partiklar. Partikelskumskrapa 4

Fig. 2,21. Aeroflotor-flotationscell:

7 - kameran; 2 - skrapa; 3 - slamuppsamlare; 4 - ytskrapor

avlägsnas i uppslamningsmottagaren 3. Det klarade vattnet avlägsnas från kammaren. Fasta partiklar avsatta under verkan av gravitationskraften i kammarens botten, skiftas bottenskrapan 2 till mottagaren, avlägsnas genom rörledningen.

Andra cylindriska flotatorer används också, vilka har en annan diameter och följaktligen olika produktivitet. De skiljer sig i utformningen av inmatning och utmatning av avloppsvatten och skum.

Ett diagram över en flerkammareflotationsenhet med recirkulation av renat vatten visas i Fig. 2,22. I denna installation kommer förorenad avloppsvatten först in i hydrocyklonen, där en del av de suspenderade partiklarna avlägsnas. Sedan skickas den till den första kammaren, där den blandas med cirkulerande vatten mättat med luft. Luft släpps ut i kammaren och flotationsföroreningar. Vidare kommer avloppsvattnet in i den andra, och sedan in i de tredje kamrarna, där flotationsprocessen också äger rum.

Efter den tredje kammaren avlägsnas det renade vattnet från anläggningen. En del av det cirkulerande vattnet pumpas in i trycktanken, där luften löses upp. Skum avlägsnas genom skumavlägsnande medel.

Flygplansinstallationer är enkla i design; energikostnader för att genomföra processen i dem är 2-4 gånger mindre än i tryck

Fig. 2,22. Diagram över en flerkammareflotationsenhet med recirkulation:

7 - kapacitet 2 - pump; 3-flotationscell; 4-hydrocyklon; 5-skum

avdragare; 6 - trycktank; 7 - luftare

installationer. Nackdelen med dessa installationer är behovet att placera flotationsceller i hög höjd. Diagram över lufthissinstallationen visas i Fig. 2,23.

Avloppsvatten från tanken, belägen vid en höjd av 20-30 m, går in i luftaren. Det serverar även tryckluft, som löses under högt tryck. Rising längs luftledningsröret berikas vätskan med luftbubblor, som släpps ut i flottören. Det erhållna skummet med partiklar avlägsnas genom gravitation eller skrapa. Det klarade vattnet skickas för ytterligare rening.

Fig. 2,23. Schema för luftlyftinstallation:

7 - kapacitet 2 - rörledning; 3 - luftare; 4 - luftledningsrör; 5 - flotationscell

Kemisk flotation. När vissa ämnen införs i avloppsvattnet kan kemiska processer uppträda vid behandling med frisättning av 02, C02, C12 och andra gaser. Under vissa förhållanden kan bubblor av dessa gaser fästa vid olösliga suspenderade partiklar och bära dem in i skumskiktet. Ett sådant fenomen observeras exempelvis under behandlingen av avloppsvatten med blekmedel med införandet av koaguleringsmedel. Kammarens schema för kemisk flotation visas i fig. 2,24. Avloppsvatten går in i reaktionskammaren. Reagenser matas också där. För att undvika avgasning bör uppehållstiden för avloppsvatten i kammaren vara minimal. Efter mättnad kommer vattnet in i flotationscellen. Nackdelen med metoden är en hög förbrukning av reagens.

Fig. 2,24. Installationsschema för kemisk flotation:

7-omrörare; 2 - skrapa; 3 - slamuppsamlare; 4 - flotationscell;

5 - reaktionskammare

Biologisk flotation. Denna metod används för att komprimera sediment från primära sedimentationstankar vid behandling av hushållsavloppsvatten. För detta ändamål upphettas fällningen med ånga i en speciell behållare upp till 35-55 ° C och hålles under flera dagar under dessa betingelser. Som ett resultat av mikroorganismernas aktivitet frigörs bubblor av gaser, vilka bär sedimentpartiklar i skumskiktet, där de komprimeras och dehydreras. På så sätt kan i 5-6 dagar reduceras sedimentets fuktighet till 80% och därigenom förenkla vidare bearbetning av utfällningen.

Pneumatiska flotationsmaskiner. I vissa utföranden av flotationsmaskiner utföres dispersionen av luft som matas till massan när den pressas genom porerna (bubbling). Perforerat gummi, trasa, porös keramik, betong, etc. i en platt eller rörform används som porösa skiljeväggar.

I praktiken strävar de efter att upprätthålla sådant övertryck under en porös partition och välja en sådan porstorlek att det är möjligt att erhålla finfördelade luftbubblor.

Luftningsgraden i pneumatiska flotationsmaskiner sträcker sig från 15 till 35%. Med sådan luftning av massan kommer det genomsnittliga avståndet mellan bubblorna i massan att ligga inom bubblans radie eller diameter, vilket i själva processen leder till deras frekventa kollision och koalescens. Storleken på bubblor i pneumatiska flotationsmaskiner varierar vanligtvis från 3-4 mm [62].

Pneumatiska flotationsmaskiner är de enklaste i design och driftsprincip. Denna typ av flotationsmaskiner innefattar vanligtvis flotationsmaskiner i vilka luftfasen införs i massan genom fasta och rörliga porösa partitioner.

Flotationsmaskinen "Kellow" (figur 2.25) består av ett tråg med en lutande porös botten, under vilken det finns luftkammare. Luftning av massan i maskinen utförs genom blåsning

Fig. 2,25. Flotationsmaskin "kellou":

1 - tråg; 2 - porös botten; 3 - krockkuddar; 4 - ventiler; 5 - sifon;

6 - sandventil; 7 - mottagningsbox

tryckluft genom porösa skiljeväggar under ett tryck av 0,25-0,35 atm, luftflödeshastigheten är 2,5-3,3 m3 / m 2 per minut.

I "Kellow" -maskinerna monteras gjutjärnslådor på maskinens undersida, försedda med ett rör med en ventil för att tillföra luft. På ytan av järnboxen placeras metallnät med stora hål. Den innehåller en tygbeläggning impregnerad med olja, och ett metallnät placeras på toppen igen. Tygbeläggningen med galler täts tätt till en låda hårnålar.

Under drift rengörs tygbeläggningarna en gång i veckan med mekaniska trådborstar.

Kellouflotationsmaskinens huvuddimensioner: längd - 9 m, bredd - 0,75 m, djup vid laständen - 0,6 m och vid utloppsänden - 1 m.

Macintosh-pneumatiska flotationsmaskinen (figur 2.26) är i huvudsak en pneumatisk flotationsmaskin, men brukar kallas pneumatisk. Det är ett i-format bad, i sin nedre del längs tråget placeras en långsamt roterande rotor (rotationshastighet - 0,25-0,35 m / s) av tyg eller perforerat gummi. Tryckluft levereras under ett tryck av 0,1-0,2 kg / cm2 [63].

Fig. 2,26. Macintosh flotationsmaskin:

a - längsgående sektion; b - tvärsnitt; 7 - startbox; 2 - tråg; 3 - rotorn; 4 - sandrör; 5 - avloppsrör; 6-axel; 7 - luftkanal; 8 - dräneringsgräns 9 - skumdynor

Erlift flotationsmaskiner. Luftflöjtsflotationsmaskinen är en av de typer av pneumatiska flotationsmaskiner, i vilka massan blandas och mättas med luft med en luftlift (luftlift).

De första försöken att använda flyglyft i flotationsmaskiner misslyckades, eftersom blandning i sådana maskiner inte var tillräcklig för att säkerställa effektiv kontakt av partiklar med samlare, som vid den tiden användes tunga oljor. Men med införandet av lösliga reagens i flotationsförfarandet blev det möjligt att använda flyglyftmaskiner i industrin.

Små luftflöjtsflotationsmaskiner. Erliftmaskiner "Forrester", "Southwest", "Hunt", "Ushla" och andra [64, 65], med hänvisning till små, används för flotation av olika mineraler.

Forrester-flotationscellen visas i Fig. 2,27. Flotationsmaskinen "Hunt" skiljer sig åt endast genom att dess lyftkammare höjs något över massan i badet och har en reflekterande platta över lyftaren. I Ushla-bilen är toppen av lyftkammaren stängd så att eventuellt tryck inuti det kan skapas, vilket regleras av små klaffar som fungerar som ventiler. Southwest Machine är också liknande i design till Forrester. Alla flygplansmaskiner består av ett i-format bad (se fig. 2.27). Över badet finns en lågtrycksmottagare, från vilken munstyckena sträcker sig ner till massan och deras öppna nedre ändar når nästan till botten av tråget. Formen på tråget och maskinerna av olika slag är i princip detsamma som det visas i fig. 2,27 och den tvärsnittsarea som upptas av massan är ca 0,8 m 2.

De nedåtriktade munstyckena skruvas in i uttagskopplingarna belägna på mottagarens undersida med ett intervall på ca 100 mm. Diametern på rören sträcker sig från 18 till 32 mm i huvudflotationsmaskinerna och från 12 till 25 mm i förvärmningsflotationsmaskinerna. De når inte botten av tråget ca 150 mm. Luftlyftkammaren är formad av två vertikala skiljeväggar, en på vardera sidan av en rad rör. Skiljeväggar passerar från ena änden av tråget till den andra, vilket bildar en separation mellan 150 och 200 mm bred. Nedre kanterna på skiljeväggarna ligger 25-30 mm ovanför rörens ändar och övre kanterna ligger på samma nivå som skumgränsen, med undantag för jakten, där de ligger lite över massan. På sidan av luftliften finns två perforerade bafflar som är öppna i Forresters bil ovanifrån. I bilar från andra

Fig. 2,27. Erlift maskin "Forrester":

7 - badkar; 2 - lufttillförselrör; 3 - airlift; 4 - baffelplattor; 5-skum trösklar; 6 - Mottagare

Typerna av skiljeväggar är täckta på toppen med en deflektor, som styr det stigande flödet av massa ned och ut i två perforerade skiljeväggar. Perforerade skiljeväggar sträcker sig hela längden på tråget parallellt med luftlyftkammarens väggar och deras nedre kanter ligger under massans nivå. Utrymmet mellan skiljeväggarna och maskinernas väggar bildar två zoner där bubblorna säkert kan stiga upp.

Massans rörelse i maskinen sker i en dubbelhelikix med en horisontell axel.

Massan cirkulerar i maskinens bad under luftliftens verkan och strömmar längs maskinen under trycket av flödet som kommer in i maskinen.

Maskinens höjd är ca 900 mm, avståndet mellan skumgränserna är ca 1300 mm, avståndet mellan luftens väggar är 160-200 mm. Luft levereras till maskinen under tryck, beroende på massans densitet från 0,12 till 0,3 atm. Luftflödet sträcker sig från 3 till 4 m 3 / min per 1 m längd på maskinen. Effekten av blåsaroperationen är cirka 33 kW per 100 m 3 / min.

I Ryssland används små flyglyftmaskiner vid koncentratorer (koppar, svavel) [64]. Deras nackdelar är låg specifik produktivitet (0,75-3 t / m 2 h), lågt luftutnyttjande och låg effektivitet vid drift på granulära tunga massor.

Djupflygplansmaskiner. Principen för drift av djupa luftlyftmaskiner (bild 2.28) liknar principen om drift av små flyglyftmaskiner. Deras skillnad ligger i ett större djup (2-3 m) och en något ökad bredd (upp till 1,5-1,6 m), vilket medför att produktiviteten hos sådana maskiner ökar flera gånger.

Den relativa effektförbrukningen i en djup maskin minskar, produktionsområdet som används av maskiner reduceras, kapital och driftskostnader minskas i jämförelse med små maskiner.

Deep airlift flotationsmaskiner används i ett antal utländska flotationsfabriker vid berikning av malmer (Britania, Morency och andra) [66-68].

Djup airlift flotation maskin "Mekhanobr" [69] (fig. 2,29) skiljer sig från de kända typerna av flygtransport lastbilar och luftflygtransport mönster med de nedre luftarna med förslutningar slitsade gummi vozduhoprovodyaschih garantera skyddssystemet från att komma in i massan. Dessa egenskaper hos lyftmaskinen "Mekhanobr" gjorde det lätt att använda. Maskinen har testats på malmerna i Kounrad, Kafan och Olenegorsk.

Fig. 2,28. Djup lyftmaskin:

7 - badkar; 2 - lufttillförselrör; 3 - airlift; 4 - baffelplattor; 5-skum trösklar; 6-mottagare; 7-mottagande fickan; 8 - lossning

Fig. 2,29. Deep Airlift Flotation Machine "Mekhanobr":

1 - badkar; 2 - airlift; 3 - slitsförslutningar; 4 - baffelplattor; 5 - lufttillförselrör; 6-mottagare; 7 - ventiler; 8 - luftutlopp; 9 - reflektor

Tester har visat att med hjälp av denna maskin kan högre tekniska och ekonomiska indikatorer erhållas i jämförelse med små flyglyftmaskiner och maskiner av mekanisk typ.

Till exempel, under flotationen av Kounradskaya malm, uppnåddes liknande tekniska parametrar på en lyftmaskin, som på en mekanisk maskin med samma produktivitet (Figur 2.30) och energiförbrukningen var 0,55 kWh / t mot 1 kWh / t i den mekaniska maskinen "Mekhanobr-7".

Denna maskin, med prestanda och tekniska indikatorer på samma sätt som de små sydvästra maskinerna, säkerställde en besparing i produktionsutrymmet med 5 gånger, en ökning av den specifika produktiviteten med 1,5 gånger och en minskning av energiförbrukningen med 2 gånger.

Tekniska egenskaper hos flyglyftmaskiner "Mekhanobr" ges i tabell. 2,4.

Flotationstid, min

Fig. 2,30. Utvinning av koppar i luftlyften (-) och mekanisk maskin

"Mekhanobr-7" (-) under förhållandena med samma specifika produktivitet [69]:

1, T - 90 t / m 3 • dag; 2, 2 '- 45 t / m 3 dag; 3, 3 '- 30 t / m 3 dag

Tekniska egenskaper hos djupluftsflotationsmaskiner "Mekhanobr"

Schema för flotationsenhet

Denna metod används för att klargöra vätskor som innehåller mycket små partiklar, till exempel i avloppsreningsprocesser från finfördelade fasta eller flytande inklusioner (emulgerade petroleumprodukter). Analys av olika metoder för luftning av vätskor klassen [1] teoretiskt underbyggde möjligheten att förbättra flotationsprocessen av fina partiklar när gas frigöres från en vätska, eftersom bubblor i detta fall bildas direkt på partiklarnas yta. Detta uppnås enligt Henrys lag genom att minska lösligheten hos en gas i en vätska med minskande tryck. Kärnan i metoden är att skapa en övermättad gaslösning
i vätska. När trycket minskar frigörs gasbubblor från lösningen, som flyter de dispergerade partiklarna. Beroende på tryckfallstillstånden skiljer sig vakuum och tryckflotation.

Under vakuumflotation är avloppsvattnet förmättat med luft vid atmosfärstryck i luftningskammaren och skickas sedan till flotationscellen, där en vakuumpump hålls vid ett vakuum av 30 ^ 40 kPa (225 ^ 300 mmHg). De minsta bubblor som släpps ut i kammaren bär en del av den dispergerade fasen till ytan. Flotationsprocessen tar cirka 20 minuter. Fördelarna med vakuumflotation över andra metoder är att bildandet av gasbubblor, deras klibbning med partiklarna och flytningen av bubblans aggregat och partikeln förekommer
I en lugn miljö minimeras sannolikheten för att aggregaten förstörs, och energiförbrukningen för mättnad av vätskan med luft är liten. Nackdelarna med vakuumflotation inkluderar den låga mättnadsgraden av en vätska med gasbubblor, vilken begränsas av ett litet tryckfall. Det är inte möjligt att applicera det på separation av suspensioner och emulsioner med en koncentration av suspenderade partiklar på mer än 250 ^ 300 mg / l (0,25 ^ 0,30 kg / m ^). En annan signifikant nackdel med vakuumflotering är behovet av att konstruera hermetiskt tillslutna tankar, i vilka du kan skapa ett partiellt vakuum med skrapmekanismer inuti dem, vilket är förknippat med vissa strukturella och, framför allt, operativa svårigheter.

Tryckflotationsanläggningar är vanligare än dammsugare. De är enkla och pålitliga i drift. Med tryckflotering kan du rengöra vätskor med en koncentration av suspensioner upp till 4 5 kg / m 3. För att öka graden av separation tillsätts koagulanter till vätskan.

Suspensionen eller emulsionen mättas med gas (oftast med luft) vid förhöjda tryck som pumpen skapar som regel i trycktankar och injektionsledningar som leder till flotationscellen. I en flotationsapparat som arbetar vid atmosfärstryck minskar lösligheten hos gasen och findispergerade bubblor börjar fälla jämnt över hela volymen, vilka är fasta till partiklarna och flyter dem.

Installationsschema för tryckflotation visas i Fig. 10.5.5.1. Från uppsamlarens 1 behållare genom sugröret 2 upptas suspensionen eller emulsionen av pumpen 3 och genom trycktanken 4 och tryckregulatorn (tryckreducerande ventiltryckstryck "till sig själv") pumpas 5 till mottagarrummet hos flottionscellen 6. Det finns ett sugkopplingsrör i sugröret av luften. Efter att ha gått in genom pumpen i tryckhuvudtanken, löser sig luften i vätskan vid förhöjt tryck.

Volymen av trycktanken beräknas för den önskade varaktigheten av flytande mättnad med gas (från 30 till 300 s). Om pumparna ligger långt ifrån flotationscellen, vilket är typiskt för högkapacitetsanläggningar, kan den erforderliga varaktigheten av fluidmättnad med luft tillhandahållas i urladdningsledningarna; då är trycktankenheten överflödig. Under alla omständigheter bör uppehållstiden för suspensionen eller emulsionen anses att minska volymen av trycktanken.
i utloppsröret.

Pumpen skapar ett övertryck på 0,15 till 0,4 MPa och högre. Med detta tryck och temperaturen 20 ° C 25 ° C upplöses 1,03 m3 av vätskan från 0,03 till 0,05 m3 luft. Denna mängd är tillräcklig så att efter en kraftig minskning av trycket i flotationscellens mottagande del bildas en luft-flytande "emulsion" på grund av mikrobubblor som frigörs från lösningen. Klibbar på partiklarna, bubblorna bär dem i skumskiktet. Att samla på ytan av flotationscellskumrörtransportören 7 drivs till utmatningsbrickan. Den blekta ölen tas bort från kamerans undersida.

Om volymen av luft som passerar genom pumpen överstiger 2 ^ 3% av volymen hos den pumpade vätskan, påverkar detta då dess funktion. I detta fall utförs införandet av luft i vätskan med en luftinjektor installerad antingen på tryckröret eller på en bro som förbinder tryckledningen till sugröret.

Scheman för fluidtillförsel till flotationscellen kan skilja sig från det som visas i fig. 10.5.5.1, där hela strömmen av suspension eller emulsion som kommer in i flotationen mättas med luft under tryck. Endast en del av det ursprungliga klargörda flödet (Fig. 10.5.5.2, a) eller en del av flödet av renad vätska (krets med recirkulation) som blandas med huvudflödet i mottagningskammaren (Fig. 10.5.5.2, b) kan passera genom trycktanken.

Direktflödesprogrammet (se fig 10.5.5.1) är det enklaste. Dess fördel ligger i att behandla hela avloppsvattenströmmen med luft i en mättare. Vid användning av koaguleringsmedel och flockningsmedel sker flockningsprocessen i trycktanken. Sedan passerar avloppsvattnet genom en tryckreduceringsventil, där trycket faller till atmosfären och går in i flotationskammaren, där luft frigörs från vätskan i form av gasbubblor, aggregat bildar bubblor och partiklar som förorenar avloppsvattnet, enheterna avlägsnas i skum och skum avlägsnas till skumsamlaren.

Nackdelar med ett direktflödesprogram är sönderdelning av flytande partiklar av avloppsvatten, såsom oljeprodukter, när de pumpas av centrifugalpumpar och förstörelsen av de bildade flikarna av förorenande partiklar i reduktionsventilen, liksom behovet att pumpa hela volymen av avloppsvatten [6, 22].

Enligt recirkulationsschemat (se fig 10.5.5.2, b) matas en del av den behandlade avloppsvattnet från flotationskammaren in i mättaren medelst en centrifugalpump och passerar efter mättnad med luft reduceringsventilen, blandar med den ursprungliga avloppsvattnet och går in i flotationskammaren. Recirkulationsschemat är mindre energiintensivt än direktflöde och möjliggör bättre användning av de använda koagulanterna och flockningsmedel, eftersom dess användning inte förstör de bildade flingorna i reduktionsventilen och sönderdelar de flytande partiklarna av förorening under pumpning av centrifugalpumpar. Nackdelarna med recirkulationsschemat är den ökade volymen av flotokamer på grund av intaget av cirkulationsvattenflöde
och mer komplext drift av installationen [6, 22].

Delvis direktflödesplan (Fig. 10.5.5.2, a) jämfört med direktflöde och recirkulation möjliggör att minska kostnader och volymer av anläggningar och rekommenderas för lokal avloppsrening [22].

Konstruktioner av huvudenheter
tryckflotationsanläggningar

Injektorer och kompressorer används för att tillföra luft till avloppsvatten. Injektorn är installerad på bygeln mellan sug- och tryckledningarna eller på centrifugalpumpens tryckrör [23]. Lufttillförseln till saturatorn av kompressorn är att föredra, eftersom den förhindrar inlopp av luft i centrifugalpumpen, men detta kräver installation av dyr utrustning.

Utformningar av saturatorer, som säkerställer mättnad av avloppsvatten med luft, presenteras i fig. 10.5.5.3 [22].

I saturatorer med en cirkulation av vatten-luftblandning genom cylindern (b) och lastning från Raschig-ringar uppnås en högre effektivitet av vattenmättnad med luft. Raschigringarens munstycke har en höjd av 0,5 ½ m och ligger på en falsk perforerad botten. Vätska tillförs munstycket genom ett perforerat system av rörledningar eller munstycken med öppningar på 5 30 30 mm. Avloppsförsörjningssystemet är beläget ovanför munstyckskiktet i en höjd av 0,3 ^ 0,7 m. I detta fall kan mättnadstiden reduceras till 0,5 ^ 1 min [22].

Mätare är utrustade med säkerhetsventiler, tryckmätare, nivåmätare och anordningar för avlägsnande av luft som inte är upplöst i vatten [6].

Övertryck i saturatorer är 0,15 ^ 0,7 MPa. De bästa flotationsresultaten uppnås med ett tryck större än 0,3 ^ 0,4 MPa och en grad av mättnad av avloppsvatten med minst 70% luft [24]. Uppehållstiden för avloppsvatten i mättaren är vanligtvis 1 ½ min, mängden luft som tillförs mättaren ?? 1 5% av volymen av avloppsvatten.

Trycket i saturatorn tillhandahålls av en strypningsreduceringsventil installerad mellan saturatorn och fotocellen. Bubbelbildning uppstår när trycket i tryckreduceringsventilen faller till atmosfären.

Blandning av vattenflödet, mättat med luft, med det totala flödet av avloppsvatten i återcirkulationen och delvis direktflödesplaner utförs framför flödeskamrarna i en blandningsanordning av röret i röret, vilka är placerade efter tryckreduceringsventilen. Hastigheten hos vattenflödena i blandningsanordningen bör inte överstiga 0,3 ^ 0,6 m / s för att undvika förstöring av flingorna av förorenande partiklar [22].

Koagulanter och flockningsmedel laddas i blandarna, där avloppsvattnet blandas med reagens. Reagenser kan matas in i avloppsströmmen eller i specialtankar utrustade med omrörare för mekanisk omröring. Som koagulanter är det mest använda aluminiumsulfattekniskt (renat) Al2(SO4)3 18H2Åh, aluminiumoxid (rå), järnklorid FeCl3 6H2O, järnvitriol FeSO4 7H2O, som flockningsmedel ?? polyakrylamid, katjoniska flockningsmedel av UPU- och VPK-typerna. För att skapa de önskade pH-värdena används kalk-, svavelsyra- och saltsyror.

Avfallsströmmen behandlad med reagens kommer in i flockningskammaren, där flakor av föroreningar bildas och förstoras med svag omröring.

I fig. 10.5.5.4 visar ett diagram över en typisk flotationsmaskin "Soyuzvodokanalproekt" som används för avloppsrening vid raffinaderier. Flotationsenheternas prestanda med en höjd av 3 m och en diameter av 9, 12 och 15 m är 300, 600 och 900 m 3 / h.

Avloppsvattnet tillförs flotationsenheten genom en ledning som ligger under botten och riktas längs mittröret till vattenfördelaren som arbetar enligt Segner-hjulets princip. Den har åtta fördelningsrör med munstycken riktad i en vinkel på 60 ° till distributionsrörets axel och i samma vinkel mot vertikalaxeln, vilket säkerställer enhetlig fördelning av flödet av vatten-luftblandning över tvärsnittet av zonen belägen i mitten av flotationscellen. Under rörelsen av vatten-luftblandningen uppåt och sedan i radiell riktning och mot flotationscellens periferi frigörs gasbubblor från avloppsvattnet och flotation av förorenande partiklar äger rum. Det renade vattnet avlägsnas genom den halvdungerbara ringformiga partitionen, och skumet bildas på ytan av flotationscellen? radiell skrapa i sumpen och sedan in i slambehållaren.

Enligt [22] är nackdelarna med en typisk konstruktion den låga utnyttjandegraden för flottionsvolymen (20-30%) och ackumulering av tungt sediment i botten vilket gör det nödvändigt att periodiskt avaktivera flotationsenheterna för rengöring.

I en annan utformning av flotationsenheten som föreslagits av Soyuzvodokanalproekt (fig 10.5.5.5) tillhandahålls en skrapmekanism för avlägsnande av sediment och avloppsvatten tillförs i flotationscellens övre del. I avgivningszonen rör sig avloppsströmmen ner mot de stigande bubblorna, dvs backflödet av rörelsen av avloppsvatten och gasbubblor är anordnad. Det antas att denna design ger en mer fullständig användning av sedimenteringsvolymen och därmed en högre effektivitet av avloppsrening [22].

I utformningen av VNIIVodgeo-flotationsenheten (Fig. 10.5.5.6) matas avloppsvattnet till en fördelare belägen vid halvflödet av flotationscellen, och flödet fördelas över hela flotationscellens sektion. Arbetsvolymen för flotationscellen ovanför fördelaren och under den är uppdelad av koaxialcylindriska skiljeväggar som förhindrar bildandet av cirkulerande flöden vilket bidrar till en mer fullständig användning av flotationskammarens volym. Studier av industriella flotationsanläggningar av VNIIVodgeo-strukturen med en diameter av 6 och 13 m visade att utnyttjandegraden för volymen i dem är omkring 80-90% och motströmmönstret för rörelse av luftbubblor och arbetsflödet av vatten bidrar till en ökning av rengöringseffektivitet. Deras specifika hydrauliska belastning kan ökas med 1,5-2 gånger [22].

Soyuzvodokanalproekt utvecklade (enligt rekommendationerna från VNIIVodgeo) en tunna skiktlösningsflator med en kapacitet på 300 m 3 / h, vilket kombinerar sedimentations- och flotationsprocesserna med förberedande koagulering (bild 10.5.5.7) [22]. Det är en armerad betongtank delat med skiljeväggar i fyra zoner: sedimentering, blandning, flockning och flotation. Avvecklingszonen är utrustad med tunna skivhylsor som arbetar i motströmsmönster. Avvecklingszonen är konstruerad för att behålla droppar oljeprodukter med en hydraulisk storlek på 0,2 mm / s. Det antas att den kombinerade strukturen kommer att få vatten förorenad med oljeprodukter och fina tunga mekaniska föroreningar, vilket i huvudsak kommer att frigöras genom flotation. Därför är den första zonen sedimenteringen huvudsakligen avsedd för separation av petroleumprodukter, det sediment som väljs i zonen skickas till flotation.

Arbetsflödet genom gapet mellan botten och den halvdämpbara partitionen faller in i blandningszonen. Reagenset matas genom ett system av rörhöjare med en diameter av 20 mm, belägen över blandningskammarens bredd. Blandningen av arbetsflödet av vatten med reagenset utförs av mekaniska omrörare på en vertikal axel (6 st), med en autonom elektrisk drivenhet. Varaktigheten av blandningsprocessen antogs 2 minuter Rotationshastigheten hos omröraren kan ändras (25, 35, 50 och 75 min ^ 1). Blandningszonens längd är 1 m. Arbetsflödet blandat med reagenset från blandningszonen genom vätskan faller in i flockningszonen, beräknat för flödet av det i 20 minuter, därför är zonlängden 9 m. Kammaren har tre rader blandare på en horisontell axel med autonoma elektriska enheter. Rotationshastigheten hos omrörarna kan ändras med hjälp av utbytbara remskivor (5, 7, 9 och 11 min ^ 1). Under processen med justering kan du välja det optimala blandningsläget.

Från flockningskammaren genom en proportionell vattenfördelningsanordning riktas arbetsflödet till en flotationscell av den horisontella typen. Före vattenfördelningsanordningen blandas arbetsflödet med en recirkulationsström (50%) mättad med luft. Återvunnet vatten används som har rengjorts i flottören. Designen möjliggör möjligheten för en differentierad tillförsel av recirkulerande vatten-luftblandning både i början och längs flotationscellens längd. Flotationscellen är utrustad med en skrapmekanism för att avlägsna skum och utfällt sediment [22].

En flotationsenhet som utvecklats vid Järnvägsministeriets centrala forskningsinstitut (figur 10.5.5.8) används i stor utsträckning för att rengöra små oljiga avloppsvattenbehandlingskostnader. Funktionerna i denna installation är en blandningskammare av cyklontyp, belägen vid apparatens början och en dispergerad tillförsel av återcirkulerande vattenluftavloppsflöde [22].

Enligt [22] grupperar flotationsenheter vid inhemska raffinaderingsanläggningar två, tre eller fyra tillsammans med distributionskammare i kombination med blandningskamrar (recirkulationsschema). Installationssystem med 50% återvinning används. Den totala hydrauliska belastningen på dem är
i genomsnitt 3 5 m 3 / (m 2 h) och volymen av luft som dragits in av ejektorn för att mätta vattnet är 3% av den recirkulerade volymen vatten. För koagulering används i allmänhet aluminiumsulfat, vars koncentration är 80 ° 100 mg / l (av teknisk produkt) för avloppsvatten från det första avloppssystemet och 100 ^ 150 mg / l för det andra systemet. När koncentrationen av petroleumprodukter i källvattnet i det första systemet varierar inom 120-200 mg / l (enligt eterutdragbarhet) varierar deras halt i renat vatten i växter inom 30-100 mg / l vilket motsvarar en rengöringseffektivitet på 50-60 %. Effektiviteten av utvinning av petroleumprodukter (eterbaserad) från avloppsvattnet i det andra avloppssystemet är något lägre och uppgår till 40-50%. Det finns dock växter där flotation uppnår en högre effektivitet för raffinering av petroleumprodukter. Detta beror på att flotationsenheten är bättre organiserad och i vissa fall ?? underbelastning av behandlingsanläggningar. Studier utförda i laboratoriet visar att vid raffinering av oljebaserad avloppsvatten från ett raffinaderi med användning av flotation med koagulering med aluminiumsulfat är det möjligt att uppnå ett eterhalt av 15 25 mg / 1 i renat vatten och med användning av polyelektrolyter 10 15 mg / l [22 ].

Enligt [6] har huvudparametrarna för tryckflotationsenheter vid ett raffinaderi följande betydelser:
?? tryck i trycktanken 0,2 ^ 0,5 MPa;
?? uppehållstiden för avloppsvatten i trycktanken 1 ^ 3 min, i flottören 15 ^ 30 min;
?? mängden återvunnen vätska från volymen renat vatten 30 ^ 50%;
?? luftvolym för mättnad av vatten 1 ^ 3% av volymen av avloppsvatten;
?? koncentrationen av ammoniumsulfatkoagulanter, järnklorid 25 mg / l och mer;
?? Innehållet av olja i avloppsvattnet i det första systemet efter rengöring 20 ^ 25 mg / 1, det andra systemet 20 ^ 40 mg / 1, halten av mekaniska föroreningar ?? 15 ^ 20 och 25 ^ 40 mg / 1;
?? rengöringseffektivitet av mekaniska föroreningar 80 95%.

Elförbrukningen är 0,47 kWh per 1 m 3 avloppsvatten [6].

Enligt [23] används tryckflotation för att rengöra tankfartyg från oljeprodukter, suspenderade ämnen, krom, sulfider, fetter och ytaktiva ämnen från garverier. Enligt [6] lovar användningen av tryckflotering för rening av avloppsvatten från ytaktiva ämnen (skumfraktionering).

Kända tryckflotationsanläggningar, konstruerade för prestanda från 5 till 2000 m 3 / h. Typiskt är uppehållstiden för vatten i trycktanken 1 ^ 2 minuter. Inlagd luft är från 1,5 till 5% av volymen av den uppdelade suspensionen eller emulsionen (beroende på koncentrationen och egenskaperna hos föroreningar).

Om det är nödvändigt att samtidigt utföra flotationsprocessen och oxidationen av föroreningar är det nödvändigt att mätta vattnet med luft, berikat med syre eller ozon. För att eliminera oxidationsprocessen i stället för luft, bör inerta gaser matas till flotationen.

Processen för flytande mättnad med gas i trycktanken eller rörsystemet hos flotationsenheten fortskrider i tid och vid t → uppnår koncentrationen av den upplösta gasen jämviktvärdet x * bestämt av Henriks lag. För den reala tiden t för vätskans uppehåll i anläggningens trycksystem blir koncentrationen av den upplösta gasen

var är KT ?? upplösningshastighet konstant vid temperaturen T.

Ekvivalenskoncentrationen av luft i vatten, i enlighet med Henriks lag [16, 25],

var p? tryck när upplöst; mT ?? fasjämviktskoefficient som, beroende på temperaturen, har följande värden: