ФЛОТАЦИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Способ извлечения из водных дисперсий (суспензий, эмульсий) и растворов частиц механических примесей, молекул и ионов, имеющих гидрофобные свойства, всплывающими пузырьками воздуха (газа), прилипающими (адсорбирующимися) и концентрирующимися на их поверхности. Отделяя пузырьки от воды, обеспечивают ее очистку. Процесс флотации природных и сточных вод зависит от многих факторов, в т.ч. от физико-химических свойств компонентов воды, условий образования пузырьков воздуха, гидродинамической обстановки, создаваемой в аппарате. Необходимые для извлечения частиц условия могут быть искусственно созданы путем применения специальных реагентов.
Элементарный процесс флотации многостадиен: вначале происходит сближение пузырька и частицы, затем закрепление ее на поверхности пузырька и, наконец, отделение их от жидкости. В реальных условиях процесс флотации природных и сточных вод происходит в более сложных условиях.
Применение флотации для разделения высокодисперсных частиц (размер 10—20 мкм и менее) особенно перспективно при очистке сточных вод и обработке осадков.
флотацию природных и сточных вод широко применяют в нашей стране и за рубежом. Ее используют для извлечения из воды различных загрязняющих механических примесей, масел, жиров, нефти, нефтепродуктов, металлов, поверхностно-активных веществ, ряда растворенных веществ, концентрация которых колеблется в значительных пределах. Флотоустановки используют также в сочетании с другими сооружениями механической, биологической и физико-химической очистки природных и сточных вод. В зависимости от способов образования пузырьков (газа) в воде флотация природных и сточных вод может быть: напорной (компрессионной), когда насыщение воды воздухом (газом) производится при избыточном давлении, а образование пузырьков при снижении давления; пневматической, когда воздух (газ) вводят в воду через перфорированные устройства; механической, когда воздух (газ) подают в зону разрежения, образующуюся при вращении механических устройств в слое жидкости, например импеллеров; вакуумной, когда пузырьки воздуха образуются при снижении давления ниже нормального; биологической и химической, при которых происходит образование пузырьков газа. Кроме того, существует виброфлотация — образование пузырьков вследствие наложения силового поля; электрофлотация, когда газ выделяется на электродах с последующим переходом пузырьков в жидкость (воду); ионная флотация — извлечение растворенных веществ из воды и ПАВ; микрофлотация — разделение высокодисперсных систем (частицы размером 0,1 — 10мкм); центробежная флотация — извлечение частиц под действием центробежных сил; селективная флотация — извлечение из воды только одного компонента.
Из перечисленных способов в отечественной и зарубежной практике получила распространение напорная флотация природных и сточных вод как наиболее простая, экономичная и эффективная. Ее установки включают насос для подачи воды, сатуратор для насыщения воды воздухом, работающий при избыточном давлении, компрессор и эжектор для ввода воздуха, флотокамеру. Эти установки подразделяют на: прямоточные с подачей всего объема воды в сатуратор, частично-прямоточные с подачей части воды в сатуратор и смешением ее с пенным потоком воды для совместной очистки во флотокамере; рециркуляционные, когда для насыщения воды воздухом в сатураторе используют осветленную флотацией сточную поду. Установки напорной флотации природных и сточных вод имеют в своем составе реагентное хозяйство, смесители воды и рабочего раствора реагента, камеры хлопьеобразования и флокуляции, пеносборники. Каждый способ флотации природных и сточных вод характеризуется образованием пузырьков воздуха определенного размера. Для пневматической флотации диаметр пузырька составляет около 1500, импеллерной — около 100—500, напорной — 20—100 и электрофлотации — 10—20 мкм. Процессом флотации природных и сточных вод управляют путем контроля за количеством воздуха, подаваемого во флотокамеру, и растворенного кислорода в очищенной воде, за остаточным содержанием механических примесей и значением рН.