Priemyselné flotačné stroje na čistenie odpadových vôd: typy, zariadenie, princíp činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Dnes sú otázky životného prostredia na čele stola takmer na každom stretnutí svetových vlád. Nie je žiadnym tajomstvom, že ekológia sa stala novým náboženstvom 21. storočia. Rok 2017 bol v Rusku vyhlásený za rok ochrany životného prostredia, a preto je environmentálna výchova jednou z úloh na tento rok.

Prečo by sa mala voda čistiť?

Z celkovej zásoby svetového oceánu tvoria iba 3 % sladká voda, z toho 68 % tvoria ľadovce (nevhodné na pitie), 30 % podzemné zdroje (často znečistené pôdou) a iba 2 % tvoria pozemné zdroje zásobovania vodou. Z globálneho obrazu sveta je jasné, že dostupnosť čistej sladkej vody nie je len nevyhnutnosťou, ale niekedy aj luxusom.

Odpadová voda vznikajúca pri ekonomických činnostiachpodniky obsahujú veľké množstvo znečisťujúcich látok v koncentráciách prekračujúcich prípustné a normatívne hodnoty. Spravidla hovoríme o ťažkých kovoch (železo, nikel, meď, olovo, ortuť, kadmium a pod.), ropných produktoch, nerozpustných látkach, hliníku, tenzidov (syntetické tenzidy, pre laikov to je všetko, čo pení). Tieto látky, ktoré sa dostávajú do vodných útvarov, narúšajú normálne fungovanie vodných biogeocenóz, otravujú pôdu, vyvolávajú rast modrozelených rias a sú toxické pre zvieratá. Tieto kontaminanty sú toxické aj pre ľudí.

Ľudské aktivity v obytných viacbytových a súkromných domoch tiež vytvárajú veľké množstvo znečisťujúcich látok. V podstate ide o povrchovo aktívne látky a organický odpad, no do kanalizácie sa dostávajú aj soli kovov.

Čo je zberač odpadovej vody?

Floater je zariadenie určené na odstraňovanie jemných nečistôt z vody fyzikálnou a chemickou metódou. Relatívne povedané, ide o mechanizmus jedného z hlavných spracovateľských modulov v inžinierstve a technológii čistenia odpadových vôd. Na flotátore prebieha hlavná separácia rozpustených látok a čistenie vody na štandardné indikátory.

Priemyselné skimmery môžu byť navrhnuté pre veľké továrne aj autoumyvárne, líšia sa veľkosťou a materiálom.

Hlavnou úlohou flotátora je izolovať a vyzrážať z vody v nej rozpustené znečisťujúce látky a preniesť ich donerozpustná forma. To vháňa vzduch do spotrebiča, aby sa zvýšil čistiaci účinok.

Princíp činnosti stroja na flotáciu odpadových vôd

Princíp činnosti flotátora je založený na prechode vzduchových bublín cez médium, ktoré sa má čistiť, aby sa vytvorila pena. Táto pena sa nazýva flotačný kal, ktorý sa odstraňuje a vypúšťa do špeciálnych dehydratačných zariadení. Aby bubliny zachytávali a odnášali nečistoty, je potrebné najskôr pridať špeciálne látky – koagulanty a flokulanty. Tieto látky sú vysoko adhezívne, čo znamená, že pomáhajú znečisťujúcim látkam priľnúť k sebe navzájom a k vzduchovým bublinám, pričom vytvárajú takzvané vločky.

Bublina, ktorá prechádza z trysky alebo trysky dávkovača nahor, zachytáva lepkavé nečistoty. Tento proces sa vykonáva, kým voda nedosiahne požadovaný čistiaci účinok.

Zložitosť procesu je presne vybrať dávku koagulantu a flokulantu tak, aby adhézna sila bola dostatočne vysoká na to, aby sa prilepila na bublinu, ale aby výsledné vločky neboli príliš ťažké, aby nepoškodili vzduch bublina.

Schéma zahŕňajúca stroj na flotáciu odpadových vôd

Technológia, ktorá predpokladá flotačný stroj ako hlavný modul spracovania, vždy zahŕňa reagenčnú farmu a zariadenie na vzduchové bubliny. Reagenčným zariadením je nádoba s činidlami (koagulanty, flokulanty, alkálie na úpravu pH) a reaktor na miešanie činidla s vodou.

Ako zariadenie na vytváranie vzduchových bublín sa spravidla používa saturátor, čo je komora na miešanie vzduchu s vodou za účelom vytvorenia zmesi voda-vzduch. Táto zmes sa potom odošle do skimmeru. Saturačné zariadenie je vybavené výkonným vzduchovým čerpadlom.

Skimmer sa nikdy nepoužíva samostatne, vždy je zahrnutý v celkovej schéme čistenia vody. Kompletná schéma spravidla pozostáva z fáz predbežného usadzovania, fyzikálneho a chemického spracovania (flotácia alebo koagulátor) a následného mechanického čistenia na filtroch.

Inými slovami, skimmer nedokáže zabezpečiť celé čistenie, je to len samostatná jednotka, ktorá vyžaduje predúpravu a následnú úpravu. Ak sa do flotátora dostane piesok alebo iné hrubé nečistoty, zariadenie sa pokazí. Taktiež toto zariadenie nedokáže zabezpečiť dezinfekciu a úplné čistenie od ropných produktov. Preto je po ňom nevyhnutná ultrafialová inštalácia a sorpčné (alebo mechanické) filtre.

Schéma zapojenia je založená na procese flotácie. Flotácia je úprava odpadovej vody vzduchovými bublinami za účelom extrakcie rozpustných a emulgovaných látok. Voda vstupuje do hlavného modulu spracovania. Tam sa v tlakovom (alebo beztlakovom) režime dodáva do reaktora vopred pripravené činidlo. Vzduchové bubliny sa tiež privádzajú do flotátora pomocou saturačného zariadenia. Vo vodnej flotačnej nádrži sa odpadová voda čistí pomocou činidiel a vzduchových bublín a podobnečasti vločiek vo forme flotačného kalu. Plávajúci kal sa odstraňuje z hladiny vody škrabkovým dopravníkom do zberača kalu.

Tento kal je veľmi nestabilný voči mechanickým vibráciám, preto sa z povrchu vody zhromažďuje opatrne, aby sa pena nerozbila.

Flotačné zariadenie

Slootator je otvorená nádoba vyrobená z ocele alebo plastu, vybavená škrabkovým mechanizmom na zber flotačného kalu a má na dne kužeľovitý tvar. Flotačná nádrž predpokladá prítomnosť dýz v nej na dodávanie zmesi vzduchu a vody zo saturátora, na vypúšťanie flotačného kalu a núdzové vyprázdnenie, na dodávanie odpadových vôd a vypúšťanie vyčistenej vody. Inštalácia skimmeru sa pre pohodlie zvyčajne nachádza na mieste údržby.

Typy skimmerov

Plávače na čistenie odpadových vôd sa vyznačujú tým, ako je voda nasýtená bublinkami a povahou bublín. Najbežnejšie metódy sú mechanické, tlakové a elektroflotačné. Tlaková flotácia predpokladá prítomnosť saturačnej komory a čerpacej skupiny. Okrem toho sa v tejto metóde často používajú činidlá. Elektroflotácia nepotrebuje reagenčné zariadenie a saturátor, pretože je založená na rozpustení elektród vo vode.

Mechanická flotácia

Mechanické (alebo obežné koleso) predpokladá prítomnosť miešadla, ktoré pri vysokej rýchlosti otáčania rozbíja vzduchové bubliny vo vode. Tento typ úpravy vody je vhodný pre vodu náchylnú na penenie a nasýtenú plynmi. Pri mechanickej metóde nie je možné použiť činidlá, pretože sú turbulentnéprúdy vytvorené miešadlom jednoducho rozbijú vločky kontaminantov. V súčasnosti nie je mechanická flotácia bežná, pretože len zriedka poskytuje dostatočný čistiaci účinok.

Tento segment čistenia spravidla zahŕňa flotačné stroje na čistenie odpadových vôd z ropných produktov.

Tlaková flotácia

V tomto prípade sú flotátory na čistenie odpadových vôd vybavené saturačným zariadením a zariadením na činidlo. Saturátor je komora, do ktorej sa vstrekuje vzduch s tlakom vyšším ako je atmosférický. Médium pripravené v saturátore sa nazýva zmes vody a vzduchu. Toto je najbežnejší a najčastejšie používaný typ flotácie. Proces čistenia nastáva v dôsledku predbežnej úpravy vody činidlom (koagulantom alebo flokulantom) a následnou úpravou tlakom zmesi vody a vzduchu. Každá bublina plynu na seba viaže znečistenie, pretože má veľkú príťažlivú silu v dôsledku fázového rozhrania (voda-vzduch). Predúprava vody činidlom zlepšuje čistenie, pretože vytvára vločky (micely), ktoré majú tiež určitú príťažlivú silu. Hlavná časť vody sa odvádza cez vyčistené vodovodné potrubie na ďalšie čistenie alebo vypúšťanie. Zhora špeciálne škrabacie zariadenie odstraňuje flotačný kal - nečistoty prenášané nahor vzduchovými bublinami v koncentrovanej forme.

Hlavnou výhodou tlakovej flotácie je široká škála aplikácií. Nevýhody zahŕňajú prítomnosť ďalších zariadení (reagenčné zariadenia, saturátor,čerpadlá), ktoré zaberajú veľa miesta a je potrebné ich automatizovať (napríklad výber dávky činidiel). Stanovenie množstva činidla zohráva veľkú úlohu, pretože malá dávka povedie k nedostatočnému čisteniu (nie všetky malé rozpustené častice zhrubnú) a veľká dávka môže viesť k tomu, že bubliny nevydržia hmotnosť vločiek. a kolaps, čo tiež povedie k zníženiu čistiaceho účinku.

Elektroflotačný stroj

Tento typ stroja na flotáciu odpadových vôd sa vyznačuje stručnosťou a jednoduchosťou obsluhy. Podstata metódy spočíva v elektrolýze čistenej kvapaliny a uvoľnení plynov z elektród. Proces elektrolýzy prebieha vo flotátore: vodík sa uvoľňuje na katóde, kyslík sa uvoľňuje na anóde. Pri použití rozpustných elektród (napríklad hliníka alebo železa) je voda navyše nasýtená kovovými iónmi s vysokým stupňom oxidácie, ktoré zohrávajú úlohu činidiel na vytváranie vločiek znečistenia. Tento proces pomáha izolovať a vyzrážať ešte viac kontaminantov z vody. Keďže priestor skimmeru nie je veľký, za takýchto podmienok sa vločky a vzduchové bubliny dobre zlepia, čo zaisťuje najvyšší čistiaci účinok.

Hlavnou výhodou takéhoto zariadenia je absencia reagenčných zariadení a iných objemných zariadení s vysokým stupňom čistenia vody. Medzi nevýhody patrí vysoká spotreba energie a potreba zariadenia na odstraňovanie vodíka.

Flotácia trysky

V tomto prípade špeciálnedýzy na privádzanie vzduchu do upravovanej vody, ktorá sa privádza do skimmeru, kde sa rozkladá na dvojfázovú zmes. Výhodou tejto metódy bude menšie opotrebenie častí zariadenia a tým aj dlhšia životnosť.

Reagenčné zariadenia

Niektoré flotačné metódy používajú na zlepšenie čistiaceho účinku nasledujúce činidlá:

• reagenty na úpravu pH sú kyseliny a zásady, ktoré sa pridávajú do vody na zabezpečenie normálnych pracovných podmienok pre koagulant a flokulant;
• koagulanty – činidlá, ktoré podporujú flokuláciu a sú to soli železa a hliníka;
• flokulanty sú činidlá, ktoré vytvárajú väčšie a stabilnejšie vločky (vločky) a sú to polyakrylamidové zlúčeniny.

Hlavnými nevýhodami metódy úpravy vody pomocou činidla je potreba prítomnosti personálu, ako aj priestor, ktorý musí byť vyčlenený pre nádrže a reaktory. Je tiež veľmi dôležité zvoliť správnu dávku činidiel, čo je možné len empiricky.