Один из самых распространенных способов разделения взвешенных фракций - флотация. Принцип флотации основан на физических принципах смачивания частиц. Мелкие частицы в жидкости стремятся скапливаться на границе раздела фаз. Частицы образуют скопления в виде пены, поэтому такой способ часто называют пенной сепарацией.
Первое применение методов флотации - обогащение руды при добыче полезных ископаемых. Непрерывно перемешиваемая пульпа разделяется на фракции с помощью воздушных пузырьков в специальной машине - флотаторе.
В общем случае флотатор состоит из камеры, представляющей собой прочную емкость, изготовленную из нержавеющей стали или стеклопластика; устройства, перемешивающего жидкость и взвешенные в ней примеси; систему подачи воздуха; устройство для удаления скапливаемых на поверхности сепарированных фракций; насосов, откачивающих очищенную воду.
Еще одна сфера применения флотаторов - очистка сточных вод. Легко заметить, что бурный поток воды в ручьях создает на поверхности воды пену, притягивающую всевозможные взвеси.
Например, взвешенные в воде частицы прилипают к пузырькам воздуха или масла и поднимаются с ними на поверхность, образуя грязную пену или смесь маслянистую смесь. На этом свойстве основаны различные виды флотаторов.
Воздушные пузырьки можно получить с помощью турбулентного потока, подачи сжатого воздуха, изменения давления, пропускания электрического тока. Таким образом, типы флотаторов различаются по способу газообразования в жидкости:
- Напорные или вакуумные
- Механические
- Пневматические
- Электролитические
Напорные флотаторы
Напорный флотатор применяется для удаления из жидкости масел, смол, жиров, нефтепродуктов и органики. Мелкодисперсные включения вместе с микроскопическими пузырьками газа поднимаются и скапливаются на поверхности. Пузырьки образуются в результате подачи жидкости в водную среду под большим давлением. Когда поток расширяется и давление падает, в жидкости образуются пузырьки очень малых размеров, консолидирующие взвешенные частицы загрязнений. Такой же эффект можно достичь при создании вакуума. При понижении давления в жидкости идет активный процесс высвобождения растворенных газов.
Механические флотаторы
Механические флотаторы представляют собой емкости, оборудованные перемешивающим устройством - импеллером. При активном перемешивании воды, содержащей большое количество включений, воздух захватывается потоком и разбивается на множество пузырьков, поднимающихся на поверхность, образуя пену.
Пневматические флотаторы
При подаче сжатого воздуха через пористый материал, воздушный поток превращается в мелкие пузырьки газа. Чаще всего для этой цели используют керамические мембраны или специальные фильтры из пористого материала.
Электролитические флотаторы
Процесс газообразования в электролитических флотаторах происходит в результате электролиза при прохождении электрического тока через жидкость. Такой метод применяется как правило для обогащения руды.
Выбор того или иного типа флотационной установки для очистки сточных вод зависит от типа и размера частиц взвеси, от которой приходится очищать стоки. В очистных сооружениях возможно использование двух схем флотационной очистки:
- Прямоточная.
- Рециркуляционная.
В прямоточной схеме жидкость последовательно проходит стадии очистки, не перемешиваясь с входящим потоком. Рециркуляционная схема предполагает многократное циклическое прохождение стоков через флотатор. Таким образом можно достичь более высокой степени очистки - до 90-95%.
Для более эффективной очистки сточных вод во флотаторах применяют различные химические реагенты. К ним относятся коагулянты и флокулянты. Эти реагенты способствуют объединению мелких диспергированных частиц загрязнений в большие по размеру агрегаты, которые легко удалять механическим способом
Промышленные флотаторы представляют из себя устройства, состоящие из множества компонентов. В их состав входят мешалки, воздуходувки, механические удалители пены и шлама, датчики содержания кислорода, обезвоживатели и дозаторы реагентов.
Работой всего оборудования управляет программируемый контроллер, размещенный в шкафу управления. Показания датчиков служат сигналом для включения или изменения мощности устройств системы.
Как правило, флотатор не является самостоятельным устройством очистки сточных вод. Он входит в комплекс очистных сооружений, обеспечивающих доочистку. Перед флотатором устанавливают пескоотделители, а после флотатора устройства, обеззараживающие стоки. Благодаря низким энергозатратам и высокой производительности, промышленные флотаторы находят широкое применение в очистке сточных вод предприятий и перерабатывающих заводах. Флотатор - обязательный компонент в очистке стоков масложировых комбинатов.
Расчет и изготовление флотатора - сложная инженерная задача. Специалисты Компании Флотенк помогут рассчитать состав оборудования, изготовить и установит флотатор, оптимально соответствующий требованиям вашего производства.