очистка сточных вод

Под флотацией (от французского flotter — плавать) понимают расщепление твёрдых микрочастиц с разной смачиваемостью. Это несмачиваемые водой (гидрофобные) частицы, и смачиваемые (гидрофильные). Пузырьки воздуха или масляные капли поднимаются вверх к границе раздела фаз, унося за собой гидрофобные частицы. Метод флотации используют при очистки сточных вод от взвесей и различных органических веществ, при разделении веществ в таких отраслях промышленности как пищевая, нефтеперерабатывающая и другие.

Расширенно применяется метод пенной флотации. При этом первоначально частицы обрабатываются реагентами. Затем пузырьки воздуха выталкивают их на поверхность воды, и образуется слой пены. Для его устойчивости добавляют пенообразователи. Пена получается путём барботирования с перемешиванием жидкой среды (пульпы) либо без перемешивания.

Суть флотации: в воде пузырёк воздуха сближается с гидрофобной частицей, прослойка воды, которая их разделяет, уменьшается и в критический момент рвётся, происходит полное смачивание, и пузырёк плотно прилипает к частице; плотность пузырька с частицей меньше плотности пульпы, и они поднимаются на границу раздела фаз, то есть Флотируют, при этом образуется пена, которую затем из флотатора механически удаляют. На устойчивость пары пузырёк-частица влияют размеры как пузырька, так и частицы, физико-химические свойства жидкой среды, частицы и пузырька и другие факторы.

Рассмотрим же процесс очистки сточных вод флотацией. Во флотационной установке струя воды и струя воздуха идут в одном направлении. Частицы загрязнений разбросаны по всему объёму воды и при движении вместе с воздухом они слипаются с пузырьками. Для оптимальной работы в камеру флотации пропускают пузырьки не более определённого опытами размера, так как при большом размере пузырьков скорости воздушного потока и потока загрязнённых частиц отличаются, и частицы не успевают прикрепиться к пузырьку. И при этом они перемешивают воду, что влечёт за собой разрыв уже соединённых пар пузырёк-частица.

Различают напорную, импеллерную и флотацию с использованием пористых материалов.

При напорной флотации воду воздухом насыщают под давлением. Если при этом реагенты не добавляются, то такую флотацию относят к способам физической очистки. Напорная флотация позволяет регулировать количество растворяемого воздуха а так же размер пузырьков.

Для очистки вод в нефтеперерабатывающей промышленности используют импеллерную флотацию. Но этот метод не отличается высокой эффективностью из-за большой турбулентности потоков во флотаторе, которая разрушает хлопьевидные частицы. Для лучшего результата добавляют поверхностно-активные вещества.

Пористые материалы позволяют получать пузырьки воздуха небольших размеров, для этого скорость истечения воздуха из отверстия материалов должна быть минимальной.

Эффективность флотации повышает использование коагулянтов, которые помогают удалять загрязнения в виде стойких эмульсионных соединений.

После флотации продукты идут на дальнейшее обезвоживание в отстойники-сгустители и гидроциклоны, сушилки и так далее.