Флотация — что это и зачем она нужна

Флотация — это физико-химический процесс, основанный на удалении загрязнений из жидкости путём всплытия частиц на поверхность под действием микропузырьков воздуха. Процесс активно применяется в очистке сточных вод, на промышленных, коммунальных и энергетических объектах.

Основной задачей флотации является удаление взвешенных частиц, масел, жиров, органических соединений, а также продуктов коагуляции и флокуляции. Благодаря высокой эффективности, метод находит применение как на первичных стадиях очистки, так и на завершающих этапах.

Метод флотации: классификация и разновидности

Выделяют несколько методов флотации:

• Импеллерная флотация — создаёт микропузырьки за счёт вращения импеллера.

• Напорная флотация — насыщение воды воздухом при повышенном давлении с последующим резким снижением давления.

• Электрофлотация — образование пузырьков при электролизе воды.

• Аэрационная флотация — насыщение потока воздухом при помощи компрессоров.

Напорный флотатор является наиболее распространённым типом флотационной установки благодаря простоте эксплуатации, высокой производительности и широкому спектру применения.

Флотационная установка: конструкция и принцип работы

Флотационная установка для очистки сточных вод включает:

• Сатуратор — устройство для насыщения воды воздухом под давлением.

• Флотатор (резервуар) — где происходит отделение загрязнений.

• Тонкослойный модуль — для увеличения площади осаждения.

• Скребковый механизм — удаляет всплывшие фракции с поверхности.

• Отстойник с выгрузкой осадка — для удаления осадка со дна.

• Флокулятор и дозаторы реагентов — обеспечивают предварительное агломерирование частиц.

• Панель автоматического управления — регулирует работу всей системы.

Принцип работы флотационной установки:

1. Сточная вода подаётся в зону флокуляции, где с помощью коагулянтов и флокулянтов (например, полиакриламида) формируются хлопья загрязнений.

2. Смесь поступает в сатуратор, где насыщается микропузырьками воздуха.

3. В флотаторе происходит всплытие загрязнённых хлопьев на поверхность.

4. Скребки собирают образовавшуюся пену и направляют её в шламовые ёмкости.

5. Очищенная вода отводится через нижние отсеки и подаётся на дальнейшую фильтрацию или сброс.

Флокулянт и коагулянт: химия флотационного процесса

Флокулянты — это вещества, которые способствуют объединению мельчайших частиц в более крупные агломераты, ускоряя осаждение и улучшая процесс флотации. Чаще всего используются анионные и катионные полиэлектролиты.

Коагулянты — соединения, вызывающие нейтрализацию зарядов частиц, их агрегацию. Наиболее популярны соли алюминия и железа.

Совместное применение коагулянтов и флокулянтов существенно повышает эффективность флотации, снижает мутность и БПК воды.

Типы флотационных установок и их особенности

Флотаторы из нержавейки

Используются на пищевых и фармацевтических производствах. Обеспечивают гигиеничность, коррозионную стойкость и долгий срок службы.

Флотационные установки из полипропилена

Идеальны для агрессивных сред, отличаются лёгкостью монтажа и дешевизной производства.

Модульные и мобильные установки

Подходят для временных объектов, удалённых площадок, станций обезвреживания промышленных стоков.

Флотационно-фильтрационные установки

Комбинируют флотацию и фильтрацию, обеспечивая двойную степень очистки.

Монтаж фильтровального оборудования: этапы и особенности

Монтаж флотационных установок проводится поэтапно:

1. Подготовка фундамента и подводящих коммуникаций

2. Установка флотационного блока, насосов, сатураторов, баков

3. Прокладка трубопроводов и кабельных линий

4. Пуско-наладочные работы, настройка автоматики

5. Обучение персонала эксплуатации

Компания, занимающаяся монтажом фильтровального оборудования, должна обладать лицензиями, опытом в водоочистке и инженерными ресурсами.

Расчёт флотационной установки: технические параметры

При проектировании флотационной установки учитываются:

• Расход сточной воды (м³/час)

• Концентрация загрязнений (БПК, ХПК, взвешенные вещества)

• Температурный режим

• Требуемая степень очистки

• Пространственные ограничения площадки

Также необходимо проводить расчёт сатуратора, выбор насоса, мощности компрессора, объёма флотатора и подбор химических реагентов.

Пример расчётных формул:

Где:
Qфл — необходимая производительность флотатора,
Vсток — суточный объём сточных вод,
Tконт — время контакта с микропузырьками,
Pнас — мощность насоса.

Схема флотационной установки

Типовая схема включает:

• Емкость приёма сточных вод

• Флокулятор с мешалкой

• Напорный сатуратор

• Флотатор с тонкослойным модулем

• Систему скребков

• Емкости для шлама

• УЗО или датчики уровня

• Систему автоматической промывки

• Насосную станцию

Обслуживание флотационной установки

Обслуживание флотационных систем включает:

• Ежедневную проверку работы скребков, уровня пеносъёма

• Промывку сеток, модулей, сатураторов

• Контроль расхода коагулянтов и флокулянтов

• Тестирование качества очищенной воды

• Сезонную замену расходников

Для объектов ТЭС, где концентрация загрязнений высока, требуется усиленная очистка системы от масел и ПАВ, регулярная промывка трубопроводов и калибровка оборудования.

Преимущества использования флотационных установок

• Высокая степень очистки при низких энергозатратах

• Быстрая адаптация к различным загрязнителям

• Модульность и мобильность решений

• Автоматизация и минимальное участие оператора

• Экономия реагентов за счёт точного дозирования

Заключение

Флотация — это эффективное, надёжное и современное решение для очистки сточных вод любой сложности. Она позволяет добиться соответствия экологическим нормам, снизить эксплуатационные затраты и повысить ресурсную эффективность производств.

Мы рекомендуем тщательно подбирать оборудование, исходя из реальных характеристик сточных вод, и доверять монтаж и обслуживание профессиональным организациям.