Системы флотации растворенным воздухом

Материал подготовлен инженером-технологом Кириллом Кондратьевым. Если вы нашли неточности в переводе, свяжитесь, пожалуйста, с Кириллом. Вы можете написать Кириллу, какие темы в области ЦБП вам интересны, и мы о них напишем. Связаться с Кириллом можно по адресу 84991599935k@gmail.com и телеграмму.

Также мы ищем редакторов направлений Целлюлоза, Лайнеры, Другие картоны (специальные виды картонов).

Если бы вы хотели писать и редактировать статьи на технические темы, свяжитесь с Ириной Летягиной.

Современная очистка сточных вод

Система флотации растворенным воздухом — это передовая очистка сточных вод, используемая в основном в промышленном секторе страны для очистки сточных вод от водорослей, органических веществ, масла и жира. Она очень эффективна для снижения химического потребления кислорода (ХПК), присутствующего в жире, смазке, масле, биологическом иле, цветных органических веществах и коллоидных материалах. Она также отлично подходит для удаления масла и жира из промышленных сточных вод, как уже упоминалось. Система флотации используется как для очистки питьевой воды, например, в Великобритании и США, а также в промышленных целях, например, в Индии.

Флотация растворенным воздухом: теория

Процесс флотации заключается в отделении загрязняющих веществ и взвешенных частиц от жидкостей, таких как масло и смазка, путем их выведения на поверхность жидкости. Таким образом, эти легкие частицы легко удаляются с помощью физических методов.

Система флотации также способствует эффективной очистке сточных вод и технологической воды посредством флотации с микропузырьками.

Поступающие в систему флотации сточные воды обычно требуют предварительной очистки. Обычно добавляются химические коагулянты и/или флокулянты, а также может потребоваться корректировка pH для обеспечения оптимальных условий эксплуатации.

Виды систем флотации растворенным воздухом

Существует три вида: вакуумная флотация, микрофлотация и напорная флотация. Все они работают по схожей системе с небольшими изменениями. Напорная флотация является наиболее важной и широко используемой в очистке воды и сточных вод сегодня.

Напорная флотация. Флотация является чрезвычайно важной частью очистки сточных вод. При напорной флотации происходит следующее: воздух растворяется в воде под высоким давлением и выпускается при атмосферном давлении через сопло или игольчатый клапан, образуя мелкие пузырьки воздуха. Затем эти пузырьки воздуха заставляют более легкие загрязняющие вещества и взвешенные частицы в сточных водах всплывать на поверхность воды во флотационном резервуаре, и их можно легко удалить с помощью скуммера (устройства для снятия пены).

Вот почему флотация растворенным воздухом широко используется для очистки промышленных сточных вод от нефтехимических, нефтеперерабатывающих и химических заводов, где сточные воды состоят из более легких твердых веществ.

При общей очистке воды также используется система флотации для удаления красителя и органических частиц, таких как водоросли.

Флотация с использованием газа, процесс, похожий на флотацию под давлением, также довольно широко используется для очистки сточных вод. Пенная флотация также широко используется при переработке минеральных руд.

Описание процесса

Флотационный резервуар для введения пузырьков

Флотационный резервуар разделен на две зоны: переднюю зону, где происходит контакт растворенных загрязняющих веществ с флокулянтами, которые вводятся для их улавливания, ее также называют зоной реакции. Другая зона — это зона разделения. Между ними закреплена «перегородка» для управления потоком.

В зону реакции вводятся небольшие пузырьки воздуха. Эта часть флотационного резервуара фактически предназначена для образования агрегатов пена-сгусток. Размер пузырьков играет важную роль в образовании агрегатов. В системе флотации растворенным воздухом для достижения эффективного разделения твердого вещества и жидкости требуются небольшие пузырьки. Фактически, размер пузырьков в диапазоне 50–100 мкм является наиболее подходящим для процесса. Если пузырьки больше, они могут создавать турбулентность во флотационном резервуаре и одновременно уменьшать площадь поверхности прикрепления частиц к пузырькам. Для получения желаемого размера пузырьков воздух деликатно растворяется в сатураторе под давлением. Давление контролирует общее количество воздуха, вводимого в зону контакта в любой момент времени.

После того как пузырьки и частицы загрязняющих веществ вступают в контакт посредством процесса улавливания, адгезии или абсорбции в зоне контакта, агрегаты пена-сгусток перемещаются в зону разделения, чтобы можно было очистить технологическую воду.

Зона разделения

Эта зона предназначена для облегчения подъема агрегатов пена-сгусток на поверхность флотационного резервуара и всплывания в виде толстого слоя шлама, чтобы его можно было извлечь. Очищенная и обработанная вода/сточные воды извлекаются со дна разделительного резервуара. Этот процесс заставляет агрегаты пена-сгусток, которые не достигают поверхности, вымываться осветленной водой, а затем повторно направляться в другой флотационный резервуар для разделения.

(A) Сточные воды поступают в камеру очистки флотационного резервуара.

(B) Мельчайшие пузырьки воздуха выпускаются из диффузорных сопел в эту камеру перед входом сточных вод.

(C) Эти микропузырьки прикрепляются к твердым загрязняющим веществам или флокулянтам. Это заставляет такие загрязнения, как масло и жир, всплывать на поверхность, а затем они улавливаются и удаляются с помощью механического скуммера.

(D1) Скуммер состоит из ряда лопастей или пластин во флотационном резервуаре. Они счищают непосредственно под поверхностью флотационного резервуара, удаляя всплывший шлам, содержащий загрязняющие вещества, в отдельный желоб для восстановления.

Очищенная вода поступает на дно камеры флотационного осветления, а затем в водослив для контроля стоков для разделения и сбора.

(D2) Осевшие твердые частицы собираются в бункере, а затем удаляются с помощью ручного или автоматического клапана.

(E) Окончательно очищенные и очищенные стоки сбрасываются в канализацию или на дальнейшую очистку по мере необходимости.

Преимущества применения системы флотации растворенным воздухом при очистке сточных вод

Система флотации является предпочтительным вариантом по сравнению с седиментацией и другими традиционными методами осаждения, которые используют гравитацию для удаления частиц низкой плотности, которые имеют тенденцию всплывать, таких как масло и жир.

Система флотации имеет несколько преимуществ, таких как:

- Эффективность при удалении мелких частиц и мутности, что приводит к более экономичным конструкциям фильтров.

- Позволяет сократить время задержки всего до 10 минут или меньше в баке флокуляции.

- Можно использовать более высокие скорости гидравлической нагрузки по сравнению с большинством процессов осаждения.

- Более эффективна по сравнению с седиментацией при удалении хлопьев загрязняющих веществ низкой плотности, образующихся в результате коагуляции общих органических соединений.

- Процесс требует меньших доз коагулянта, что приводит к меньшим объемам ила.

- Системы многоярусной флотации занимают меньше места по сравнению с системами простой фильтрации.

- Лучше удаляет легкие частицы, такие как водоросли, которые не оседают легко на дно бака.

- Имеет лучшие характеристики в холодной воде.

- Менее чувствителен к изменениям потока.

- Поддерживает хорошую гибкость процесса за счет воздушной нагрузки.

- Также может достигать более низкой мутности сточных вод, т. е. менее 0,5 NTU.

- Не нужно генерировать тяжелые химические сгустки для осаждения, и это означает, что дозировка коагулянта низкая, а время флокуляции также короткое.

- Может работать при гораздо более высоких скоростях поверхностной нагрузки по сравнению с осаждением (до 20 галлонов в минуту/фут2).

- Осадок может быть довольно густым (2–5 процентов твердых веществ). Это устраняет необходимость в сгущении.

- Благодаря использованию пузырьков воздуха полимер не требуется.

- Обеспечивает гораздо лучшее качество конечной воды.

- Обеспечивает более качественные сточные воды, которые можно безопасно сбрасывать в канализационную систему, соблюдая при этом требования для промышленных сточных вод. Объем шлама уменьшается, а содержание сухих веществ увеличивается. Шлам также становится гуще.

- Легко использовать для восстановления и переработки неэмульгированных масел. Никакой другой обработки не требуется.

Другие заметные преимущества DAF включают в себя:

- Низкие эксплуатационные расходы и техническое обслуживание&

- Обеспечивает энергоэффективную очистку сточных вод.

- Его армированные пластиковые компоненты снижают износ и коррозию.

- Полностью автоматизированные системы управления устраняют необходимость в ручном управлении.

- Полный интегрированный мониторинг окончательного сброса.

- Модульная система.

- Полностью интегрированный пакет очистки.

- Его можно легко адаптировать к существующим процессам.

- Несколько систем флотации можно устанавливать параллельно для повышения эффективности.

- Индивидуальные системы флотации можно транспортировать и устанавливать на месте.

- Имеют быстрый запуск — примерно 30 минут.

- Компактная конструкция и гораздо меньшая площадь по сравнению с другими технологиями/системами очистки сточных вод.

- Требует меньше места по сравнению с обычными осветлителями и системами очистки сточных вод.

- Благодаря своей модульной конструкции и компонентам, обеспечивает простую установку и настройку.

- Обеспечивает гибкость нескольких точек отбора проб и впрыска химикатов, которые должны быть использованы в соответствии с требованиями к сточным водам.

-Блоки флокуляции и коагуляции прочны, поскольку они изготовлены из нержавеющей стали для длительного срока службы.

Применение системы флотации растворенным воздухом в очистке сточных вод

Процесс флотации растворенным воздухом — это физический процесс, который широко используется в очистке сточных вод по всему миру. Он используется как комбинированный процесс, как правило, вместе с коагуляцией.

Отрасли, которые используют системы флотации растворенным воздухом для очистки сточных вод:

- Бумажные фабрики

- Химико-механическая полировка (ХМП)

- Мясная промышленность

- Производство средств личной гигиены

- Производство морепродуктов

- Скотобойни, мясная и птицеводческая промышленность

- Пивоваренная, винодельческая и производство безалкогольных напитков

- Хлебопекарная и кондитерская промышленность, производство готовых блюд и овощей

- Производство упаковки

- Коммерческие прачечные

- Производители косметики