Флотация сточных вод: Флотация воды что это

Флотация сточных вод: Флотация воды что это

Содержание

Флотация воды что это

С каждым годом ухудшение экологической обстановки в целом и сокращение запасов чистой воды в частности заставляет человечество изобретать новые способы улучшить воздух, воду, утилизировать отходы производства и потребления. Для обеспечения качественной очистки отработанных вод с возможностью дальнейшего их использования в технологическом процессе применяют разные методы. Флотация для очистки воды занимает среди них не последнее место, помогает эффективно избавлять промышленные промывные воды от загрязнителей наряду с обратным осмосом, флокуляцией и коагуляцией водных растворов.

Очистка воды методом флотации

В переводе с английского флотация означает «плавание на поверхности воды». В основе процесса флотации воды лежит явление избирательного смачивания. Молекулярные силы действуют специфически и способствуют прилипанию взвешенных веществ к пузырькам мелкодиспергированного в воде воздуха. На поверхности водного раствора образуется пенный слой, насыщенный извлекаемыми примесями.

После механической фильтрации и отстаивания сточных вод, в растворе остаются взвешенные примеси. Флотация для очистки сточных вод направлена на удаление из водных растворов таких взвесей. Кроме суспензированных твердых примесей методом флотации можно освобождать воду от продуктов нефтепереработки, масел, ПАВ и других эмульгированных жидких веществ. В некоторых случаях возможно удаление ионов, растворенных в воде, в том числе радиоактивных. В таком случае используемые реагенты должны образовывать поверхностно-активные комплексы с извлекаемыми ионами. Такая очистка носит название пенной сепарации.

Механизм флотационной адсорбции

В водный раствор, подлежащий очистке, подают высокодиспергированный воздух. Мельчайший газовый пузырек сближается с гидрофобной поверхностью взвешенной частички. Разделяющая их тонкая граница постепенно уменьшается, теряет устойчивость и при достижении критического значения разрывается. Это есть элементарный акт пенной флотации сточных вод.

Время соприкосновения ничтожно мало (0,001 — 0,002 с). Вероятность слипания определяет кинетика формирования краевого угла смачивания. Масса флотируемых частиц должна быть меньше силы их притяжения к воздушным пузырькам и силы, выталкивающей агломерат на поверхность. Подходящий размер удаляемых частичек варьируется в пределах 10-3 — 10-1 см. Мелкодисперсные примеси (диаметром меньше 4 — 9 мкм) плохо поддаются флотации и уменьшают степень извлечения более крупных примесей.

Для интенсификации флотационного процесса повышают гидрофобность поверхности частиц вводом специальных реагентов. Избирательно адсорбируясь на частичках примесей, они уменьшают их смачивание. В результате процесс прилипания к газовым пузырькам идет быстрее и качественнее.

Виды флотации при очистке воды

Способов добавления в очищаемый раствор воздуха множество, среди которых по размерам получаемых газовых пузырьков можно выделить следующие методы.

  1. Флотация с образованием воздушных пузырьков из раствора происходит в вакуумных, эрлифтных, напорных системах. Это пневматические методы насыщения раствора воздухом, где его диспергирование осуществляется за счет изменения давления. При напорной флотации сточных вод в промывную воду сначала нагнетают под давлением воздух. Когда давление вновь возвращается к атмосферному, внутри водной массы образуется множество пузырьков. В случае вакуумного метода насыщение воздухом проходит в аэрационной емкости. При попадании в камеру флотации с критически низкой величиной давления, в растворе происходит бурное газообразование. Эрлифтные установки флотации сточных вод работают за счет перепада высот, на которых расположены емкости.
  2. Механическое измельчение воздуха в импеллерных, пневматических, безнапорных системах. Сущность механических способов насыщения заключается в перемешивании водного раствора с применением турбины, центробежного насоса. Образующиеся водные завихрения насыщаются воздухом. Изменять размер газовых пузырьков можно скоростью работы турбины. При безнапорной схеме флотации сточных вод пузырьки образуются более крупные, которые неэффективны для извлечения мелкодисперсных взвесей. Пневматический метод флотации сточных вод применяется, когда очищаемые воды агрессивно воздействуют на материал турбины или рабочую часть насоса. Воздух подают через специальные трубки, размещенные на дне флотационной емкости.
  3. Барботажная флотация с использованием пористых материалов предполагает пропускание воздуха перед попаданием в рабочий раствор через материал с мелкими отверстиями. Чем меньше поры, тем более диспергированный газ попадает в воду. Плюсы такой флотации по очистки воды — в простоте конструкционного исполнения, отсутствии сложных механизмов, минимальных энергозатратах. Недостатки — загрязнение пор, сложности в выборе мелкопористых материалов, которые обеспечат образование мельчайших и одинаковых по диаметру пузырьков.

В установках электрофлотации очищаемый водный раствор пропускают в поле между электродами, на поверхности которых выделяются газовые пузырьки водорода и кислорода. Электроды могут быть растворимыми и нерастворимыми. При использовании растворимых электродов электрофлотационный процесс сопровождается электрокоагуляцией, которая повышает эффективность флотации.

Реагенты для очистки сточных вод методом флотации

Повышение гидрофобности сорбируемых загрязнений проводят катионоактивными, анионоактивными, неионогенными ПАВ. Полярной группой они сорбируются на линии разделения твердая фаза — вода, а неполярная часть обращена в воду. За счет этого происходит гидрофобизация взвешенной частицы. При флотации оксидов и солей щелочно-земельных металлов используют щелочные мыла, высшие жирные кислоты, натриевые сульфаты высших спиртов, алкиларилсульфонаты с цепочками из 11 — 17 углеродных атомов. В случае флотации кислотных минералов, песка применяют катионоактивные соединения — высшие алифатические амины и соли четвертичных аммониевых оснований с 13 и более атомами С. Аполярные вещества (графит, уголь) флотируют углеводородными маслами.

Другой группой флотореагентов являются вспениватели. Они адсорбируются на границе воздух — вода и умеренно стабилизируют пену. В качестве стабилизаторов применяют соединения терпеновых, одноатомных алифатических спиртов с 5 — 7 углеродными атомами, ксиленолы, крезолы, монометиловые и монобутиловые эфиры пропиленгликолей. Для изменения щелочности водного раствора используют CaCO3, H2SO4, HCL, NaHCO3.

Преимущества и недостатки технологии флотации сточных вод

Флотация как процесс очистки сточных вод имеет свои плюсы и минусы. В качестве преимуществ можно назвать:

  • низкозатратность метода;
  • относительно простое устройство флотаторов всех видов, не требующее особых усилий и средств в обслуживании;
  • эффективность очищения водных растворов;
  • высокая скорость флотационного процесса;
  • возможность удаления из раствора продуктов нефтепереработки.

При всех достоинствах избирательное действие пузырьков воздуха во флотационном методе напрямую зависит от показателей гидрофобности загрязняющих веществ. Постоянный контроль работы флотаторов для получения газовых пузырьков нужного размера, добавление гидрофобизирующих реагентов, вспенивателей можно отнести к недостаткам данного способа очистки промывных вод.

Флотация и коагуляция при очистке сточных вод

Методы флотации и коагуляции сточных вод различаются по механизму агрегирования частиц примесей из раствора.

При коагуляции образуются агрегированные структуры примесей под действием специально введенных веществ — коагулянтов, нарушающих равновесие в коллоидной системе и вызывающих слипание частиц. Крупные агломераты удаляются из раствора осаждением и отстаиванием.

В процессе флотации воды главным собирателем загрязнений является высокодиспергированный воздух. Образование пузырьков внутри раствора вызывают разными методами. Пузырьки сорбируют вокруг себя мельчайшие частички примесей, которые имеют меньшую массу, чем сила, выталкивающая воздух на поверхность. Загрязнители всплывают вместе с воздухом, образуя флотационную пену. Она содержит максимальную концентрацию удаляемых соединений и постепенно выводится из системы.

Эффективность очистки сточных вод флотацией

Флотация — это способ очистки воды, который не является самостоятельным способом очистки загрязненных водных растворов. Ее используют как метод доочистки после избавления от примесей фильтрацией, коагуляцией, отстаивания в отстойниках. Процесс флотации сточных вод позволяет убрать мельчайшие неосаждаемые частицы загрязнений, дает отличные результаты при малых вложениях. Флотацию воды сопровождает аэрация промывных вод, снижение содержания в растворе ПАВ и легкоокисляемых элементов, патогенных бактерий. Эти процессы улучшают протекание следующих этапов очистки воды.

Принципы флотационной очистки

Очистка практически любого вида сточных вод методом флотации довольно распространенный сегодня способ утилизации канализационных сбросов и применяется повсеместно в тех местах, где его применение является наиболее выгодным с технической точки зрения.

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) — это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

  • гидрофобные
  • гидрофильные


Гидрофобные — это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые. Суть флотации состоит в том, что при использовании данного метода пузырьки воздуха и выделяемые масляные капли быстро поднимаются к границе раздела фаз и, тем самым уносят вместе с собой гидрофобные частицы. Более того, именно этим методом и очищаются сточные воды многих современных предприятий и заводов от различных взвесей и органических веществ.

Существует ещё один метод очистки сточных вод — это метод пенной флотации. Его отличие от первого метода в том, что вначале частицы проходят обработку реагентами. Затем воздушные пузырьки выталкивают данные реагенты на поверхность воды, в результате чего образуется слой пены, который и уносит различные органические соединения. Более того, кроме реагентов производители добавляют туда ещё и пенообразователь, который повышает устойчивость пены.

Принцип явления флотации и его использование

Гидрофобные частицы сближаются с пузырьками воздуха в воде, в результате чего образуется небольшая прослойка. Эта прослойка становится всё меньше и меньше, и, в итоге, наступает критический момент, когда она неизбежно рвётся. После этого обычно происходит полное смачивание гидрофобной частицы.

Далее пузырёк воздуха прилипает к данной частице, и поднимаются к границе раздела фаз, это происходит за счёт того, что плотность пульпы (жидкой среды) гораздо выше плотности пузырька с частицей. Иными словами, они флотируют, в результате чего образуется слой пены, который автоматическии удаляется из флотатора. Также существует небольшой нюанс в данном процессе. На устойчивость связи пузырька с гидрофобной частицей влияют такие факторы как: размер пузырька и частицы, их физико-химические свойства, а также водной среды, в которой они находятся.

Теперь же мы можем рассмотреть конструкцию флотационной установки. Во-первых, струя воздуха и струя воды располагаются друг от друга на очень небольшом расстоянии. Во-вторых, они направлены в одну сторону, что и позволяет частицам воздуха слипаться с частицами воды. Более того, во флотационную камеру подаются частицы определённого размера, которые установлены неоднократными опытами, что позволяет сделать работу установки оптимальной. Иначе, если пузырёк будет иметь слишком большой объём, то изменится скорость потока и, соответственно, частицы не будут успевать прилепляться друг к другу. Ещё одной причиной, по которой частицы должны иметь определённый размер это то, что при перемешивании воды происходит разрыв соединений между гидрофобными частицами и пузырьками воздуха.

В чём различие между импеллерной и напорной флотацией, которые используют пористые материалы для очистки постоянно поступающих в систему сточных вод?

При применении напорной флотации воды насыщается воздухом, который подаётся под большим давлением. Если при применении данного метода в воду не добавляются реагенты, то этот метод очистки сточных вод называется физическим. Большим плюсом напорной флотации является то, что при её использовании есть возможность регулировать размер и объём пузырьков, а также количество воздуха, которое растворяется в период работы.

Существует ещё один метод флотации – это метод импеллерной флотации, который широко используется в нефтеперерабатывающей промышленности. Данный метод отличается от всех остальных тем, что обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются хлопьевидной формы. Чтобы получить лучший результат при использовании импеллерной флотации, во флотатор добавляются поверхностно-активные вещества.

Для получения пузырьков небольшого размера производители используют пористые материалы, которые понижают скорость истечения воздушной струи, в результате чего и образуются небольшие пузырьки.

Также эффективность флотации повышается благодаря использованию коагулянтов, помогающие удалять те или иные загрязнения в виде весьма стойких эмульсионных соединений.

Обезвоживание в отстойниках-сгустителях, сушилка и гидроциклоны являются следующими этапами очищения сточных вод от различных взвесей и органических соединений. Но это уже совсем другой разговор и об этом в следующий раз.

В заключение хочется сказать, что благодаря методу флотации наши озёра и пруды сохраняют свою первозданную прозрачность и красоту, что, конечно же, очень приятно обычным людям. И не будь этого метода, возможно, многие прекрасные пруды и реки превратились бы в болота, заполненные отходами с различных предприятий.

Применяемое оборудование компании Argel:

— Flotomax S — напорный флотатор из стеклопластика;

— Флотатор ФДП — флотационная установка.

Напорная флотация сточных вод | My project

За последние годы метод напорной флотации, применяемый ранее в отраслях горнодобывающей промышленности как флотационный процесс обогащения руды и угля, прочно укрепился в сфере очистки сточных вод и постепенно стал привычным и доступным техническим решением, как на муниципальных, так и на промышленных очистных сооружениях. «МАЙ ПРОЕКТ», как инженерный центр по очистке воды, разработала технологические решения под общим названием «MY DAF+» (процесс напорной флотации), которые объединяют мировой опыт лучших производителей установок напорных флотаторов с нашим четверть вековым опытом инжиниринга и работы на отечественном рынке.

Под напорной флотацией сточных вод понимается вынос на поверхность воды как твердых, так и жидких нерастворимых веществ, осуществляемый за счет всплытия пузырьков газа из предварительно насыщенной газом воды и их сцепления с данными веществами. Флотирующие загрязнения образуют на поверхности плавающий слой, который удаляется при помощи специальных очистительных приспособлений и далее утилизируется.

Сегодня напорные флотаторы для очистки сточных вод успешно применяется как на городских очистных сооружениях, в процессах илоразделения и сгущения, так и при очистке стоков различных производств включающих в себя масла, жиры, нефтепродукты, волокнистые вещества и т.д. При необходимости предварительного окисления органических загрязнений сточных вод может использоваться напорная флотация с озоном, где вместо воздуха или инертных газов используется озон.

Качество очистки, достигаемое на напорных флотаторах при условии использования реагентов:

  • Удаление БПК, ХПК до 80%;
  • Удаление взвешенных веществ до 98%;
  • Удаление жиров и нефтепродуктов до 98%;
  • Удаление фосфатов до 90%.

Преимущества технологии

  • минимальная занимаемая площадь;
  • широкий спектр применения;
  • стабильно высокое качество очистки;
  • эффективная очистка высококонцентрированных сточных вод;
  • возможность извлечения ценных веществ из сточных вод;
  • низкая влажность флотошлама;
  • относительно невысокие капитальные и эксплуатационные затраты;
  • простота обслуживания;
  • полная автоматизация процесса очистки.

Технология флотации MY DAF+

В флотационной технологии «MY DAF» используется 2 основных типа флотации, которые реализовываются на прямоугольных и/или радиальных флотационных установках в зависимости от типа промышленности, загрязненности стока, наличия свободной площадки и т. д.:

  • Флотация без использования реагентов применяется для разделения ила и очищенной воды вместо вторичных отстойников;
  • Флотация с использованием реагентов используется для улучшения седиментационных свойств веществ, а также для дополнительных процессов коагуляции и флокуляции загрязнений, что существенно увеличивает эффективность очистки сильно загрязненных сточных вод.

Флотационные установки для очистки сточных вод, Промсток


Флотация – эффективный способ очистки сточных вод, который является очень простым и экономичным, и в то же время имеет высокую производительность и характеризуется качественной очисткой стоков.

Флотационные методы лучше других справляются с удалением из стоков:

• поверхностно активных веществ;

• белки;

• жиры;

• нефтепродукты.

Цели обуславливающие применение флотаторов

Для целей очистки стоков применяют специальные флотационные машины, устройства напорного типа, механические, электрофлотационные и другие аппараты.

Зачастую механический флотационный способ очистки используют для стоков содержащих легкофлотируемые гидрофобные загрязнения, к которым относятся жиры, масла, нефтепродукты и другие вещества.

Если следует очистить сточные воды от загрязняющих веществ, которые перед флотацией следует агрегировать, то применение таких устройств без предварительных этапов очистки является неэффективным.

Турбулентные потоки внутри камеры разрушают агрегаты загрязнителей, чем усложняют процесс очистки. Поэтому флотационные аппараты очищающие стоки механическим путем зачастую применяют для очистки нефтесодержащих и жиросодержащих стоков. В таких водах загрязнители являются легко флотируемыми, что обеспечивает высокую степень очистки.

Также оправданным является использование механических флотаторных машин в тех случаях, когда напорные устройства применять нецелесообразно (например, для очистки стоков с температурой 30-60°С). Обуславливаются такие ситуации ухудшением показателей растворяемости газов в воде, что влечет за собой снижение эффективности работы напорных машин.

Использование для очищения стоков электрофлотационных машин и устройств повышает энергоемкость процедуры очистки, что ограничивает сферы применения этого метода. Известны случаи, когда используют флотационные пневматические машины, но отметим, что эффективность этого способа не высока. По сравнению с этими двумя видами флотационных аппаратов механические флотаторы имеют множество преимуществ.

Процесс флотации

Флотатором называют устройство, которое разделяет смесь воды и загрязнителей за счет использования воздушного потока. Флотационные установки включают систему смешивания с реагентами (такими как флокулянт и коагулянт), и pH-контроллер.

Система смешивания с реагентами работает автоматически, в зависимости от поступаемого в устройство потока, происходит регулирование подачи реагентов. Также флотаторы имеют скребки, с помощью которых удаляют пену с поверхности стоков.

Процесс флотации – сложный физико-химический процесс, который заключается в создании комплекса «пузырек-частица». Когда этот комплекс всплывает на поверхность, он образует пенный слой, в котором содержание загрязнителей намного выше, чем в исходных стоках.

Виды флотаторов


Флотационные очистки можно разделить на три вида, в зависимости от способа получения пузырьков:

• флотация с помощью пузырьков, образованных путем механического разделения воздуха. Делают это каскадным методом или с помощью механических турбин-импеллер, пористых пластин, форсунок;

• флотация с помощью пузырьков, которые образовываются от пересыщенных растворов воздуха в стоках, может быть напорной и вакуумной;

• электрофлотация.

Этапы флотационной очистки

Процесс флотации, а именно непосредственного образования комплекса из загрязнителя и пузырька, происходит в три этапа:

1. Приближение пузырька к загрязняющей частице;

2. Соприкосновения пузырька и частицы;

3. Прилипание загрязняющей частицы к поверхности пузырька.

На прочность и длительность соединения этих элементов влияют:

— размер частицы загрязнителя и пузырька;

— веса загрязнителя;

— физико-химических особенностей частицы, воздуха и сточной воды;

— гидродинамических условий и т.д.

Непосредственно процесс флотации происходит следующим образом. Зачастую и поток жидкости, и воздушный поток движутся в одном направлении. Взвешенные загрязняющие частицы распределены по всему объему стоков, и во время совместного движения с пузырьками они сталкиваются и соединяются. В том случае, если размер воздушного пузырька слишком велик, по сравнению с размерами частицы, то и скорость движения у него будет намного ниже, что делает процесс соединения этих элементов практически невозможным. А еще крупные пузырьки нередко становятся виновниками разрыва уже существующих связей между пузырьком и частицей. Поэтому во флотаторах должны находиться пузырьки не больше определенного размера.

Вакуумная флотация


Процесс вакуумной флотации основывается на понижении давления во флотаторной камере. Этот процесс сопровождается выделением воздуха, который содержится в стоках. Вакуумная флотация происходит в спокойной среде, а значит связь между комплексом «пузырек-частица» будет прочнее и долговечнее. Иными словами эта связь разрушается уже тогда, когда частица достигла поверхности.

Напорная флотация


Напорная флотация протекает в две стадии.

Первая – насыщение стоков воздухом под давлением, данный процесс происходит в специальной камере — сатураторе. Атмосферный воздух закачивается с помощью специальных компрессоров и воздуходувок. Сточная жидкость, попадающая в камеру насыщения, поступает фактически после предварительной обработки в самом корпусе флотатора. Можно смело говорить что это фактически рециркуляция очищаемого стока. 

Вторая – отделение пузырьков воздуха подходящего размера и подъем на поверхность взвешенных и эмульгированных веществ. Необходимо понимать что всплывающая шламовая масса в постоянном режиме удаляется специальными механическими устройствами.

В том случае, когда этот процесс не сопровождается добавлением реагентов, напорную флотацию считают механическим способом очистки стоков.

Импеллерная флотация


Импеллерные флотаторы зачастую используются для очистки нефтесодержащих стоков, но могут применяться и для очистки других промышленных сточных вод. Но следует сказать, что такой способ флотации является не очень распространенным.

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы


Чтобы пузырьки воздуха имели небольшие размеры, часто используют специальные пористые материалы, которые имеют определенное расстояние между отверстиями, и не пропускают пузырьки большего размера в систему. Также на размер пузырьков влияет скорость подачи воздуха, чем выше скорость, тем больший размер будут иметь пузырьки, что является нежелательным.

Электрофлотация


Стоки насыщаются воздухом за счет пузырьков, которые образовываются на катоде. Электрический ток при этом влияет на химический состав жидкости, состояние и особенности нерастворимых в воде примесей. Эти изменения могут носить как положительный, так и отрицательный характер. Очень важно: при работе электрофлотатора происходит постоянное выделение кислорода и водорода, это взрывоопасная смесь. Для эффективной работы необходимо обеспечить постоянную вентиляцию оборудования, с применением вентиляторов в взрывобезопасном исполнении. 

Подводя итоги, отметим, что флотация – широко применяемый, недорогой и простой способ очистки сточных вод. Сам процесс очистки протекает быстрее, чем, например, обычное отстаивание. А степень очистки может достигать 95-98%.

Флотация сточных вод. Подробнее

Флотация – один из способов очистки сточных вод для удаления и расщепления твердых частиц. Такой метод подходит для удаления взвесей и органических веществ. В разных интерпретациях он используется даже в химической, пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности.

Принцип флотации базируется на существовании гидрофильных и гидрофобных частиц: смачиваемых и несмачиваемых. При взаимодействии воды и пузырьков воздуха частицы всплывают на поверхность. Для этого могут использоваться специальные пенообразующие реагенты.

Станция приготовления раствора коагулянта

Насос-дозатор

Образование и удаление флотопены

Водная и воздушная струи во флотационной установке направлены в одну сторону. Частицы, которые распределены по всему объему воды, сбиваются с воздушными пузырьками, и вместе с ними движутся к поверхности. На устойчивость соединения взвесей с пузырьком влияют разные факторы: размеры, свойства жидкой среды, другие нюансы.

Флотатор

Чтобы добиться максимальной эффективности, в камеру пропускаются только пузырьки определенного размера, иначе скорость потоков не совпадает и сцепления не происходит.

Эффективность флотации

Эффективность флотации зависит от разных параметров:

  • Чем больше гидрофобных частиц, тем качественнее очистка. Для этого используются специальные флотирующие реагенты, которые меняют свойства примесей.

  • Воздушные пузырьки должны быть устойчивы к разрушению. Для этого нужны проверенные пенообразователи.

  • Слишком крупные пузырьки быстро всплывают и не захватывают с собой твердые частицы, а мелкие – не справляются с нагрузкой и лопаются. Оптимальный размер подбирается экспериментально.

  • Значение также имеет равномерность распределения пузырьков в потоке и их количество.

Помимо того, существует три вида флотации:

  • Напорная. Вода насыщается воздухом под давлением. Можно регулировать количество воздуха и размер пузырьков. Если в процессе не используются реагенты, это физическая очистка.

  • Импеллерная. Используется в нефтепереработке, но не слишком эффективна в остальных случаях. Высокая турбулентность потоков разрушает хлопьевидные примеси. Для эффективности используются поверхностно-активные вещества.

  • С использованием пористых материалов. Позволяет получать пузырьки минимального диаметра, но и скорость подачи воздуха должна быть минимальной.

Отходы, полученные в результате флотации, идут в отстойники на дальнейшее осушение и переработку, а сточные воды переходят на следующий этап очистки.

Преимущества и особенности флотации

Преимущества флотации обусловлены спецификой процесса:

  • Для очистки используется максимально простое оборудование, которое легко обслуживать.

  • Низкая стоимость сочетается с высокой эффективностью.

  • При работе с определенными видами примесей флотация – самое практичное и эффективное решение.

  • Флотация практически не имеет аналогов при фильтрации молекул нефтепродуктов и других специфических примесей.

  • На очистку не нужно много времени.

  • Метод флотации легко комбинируется с другими очистными системами.

А чтобы приобрести оборудование для обустройства очистных сооружений, обращайтесь к нашим специалистам. Компания «Акваполимер Инжиниринг» предлагает проверенные, надежные и экологичные технологии для объектов разного предназначения и сложности.

Флотатор, очистка стоков флотацией

НАЗНАЧЕНИЕ

Флотаторы предназначены для извлечения из воды диспергированных и коллоидных примесей, нефтепродуктов, масел и других эмульгированных жидких веществ, а также радиоактивных соединений.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Флотация является сложным физико-химическим процессом, заключающимся в создании комплекса частица-пузырек воздуха (газа), всплывании этого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Процесс флотации непрерывен и многостадиен. Вначале происходит сближение пузырька воздуха и частицы, затем закрепление ее на поверхности пузырька и отделение их от жидкости.

Центральным моментом процесса флотации является прилипание частиц к пузырькам воздуха (газа) с образованием флотационного агрегата пузырьки-частицы. Прилипание может осуществляться двумя путями: столкновением и закреплением частиц на пузырьках воздуха в водной среде и непосредственное формирование пузырька на поверхности частиц за счет выделения газа при снижении давления над поверхностью водной среды. Второй способ прилипания осуществляется в напорном флотаторе, который широко используется для очистки сточных вод во всех отраслях промышленности, благодаря простоте аппаратурного оформления, небольшим капитальным и эксплуатационным затратам.

Процесс очистки сточных вод при флотации заключается в следующем: поток жидкости и поток воздуха (мелких пузырьков) в большинстве случаев движутся в одном направлении. Взвешенные частицы загрязнений находятся во всем объеме сточных вод, и при совместном движении с пузырьками воздуха происходит агрегатирование частицы с воздухом и всплытие на поверхность с образованием пены, которую удаляются специальными скребками.

Для процесса флотации большое значение имеет размер пузырьков воздуха (газа). Если они значительного размера, то скорость воздушного пузырька и взвешенной частицы различаются настолько сильно, что частицы не могут закрепиться на поверхности воздушного пузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильно перемешивают воду, вызывая разрушение уже соединенных воздушных пузырьков и загрязненных частиц.

НАПОРНЫЕ ФЛОТАТОРЫ

НАЗНАЧЕНИЕ

Флотаторы предназначены для извлечения из воды диспергированных и коллоидных примесей, нефтепродуктов, масел и других эмульгированных жидких веществ, а также радиоактивных соединений.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Наиболее широкое распространение в процессах очистки сточных вод получили напорные флотаторы. Преимущество этого способа перед другими основано на том, что выделение пузырьков происходит непосредственно на частицах загрязнений, находящихся в сточной воде. Для этого 8–10% исходной воды, в которой под давлением растворен воздух (или газ), распределяют в обрабатываемой воде. Попадая в зону меньшего давления, из насыщенной воздухом воды выделяются мельчайшие его пузырьки, необходимые для флотации легкой взвеси. Способ напорной флотации позволяет путем регулирования давления легко изменять количество растворенного воздуха (газа) и размер пузырьков, вводимых в обрабатываемую воду, в зависимости от состава взвеси в исходной воде.

Установки напорной флотации просты и удобны в эксплуатации и обеспечивают более высокую скорость процесса очистки сточных вод по сравнению с отстойниками.

В технологии флотационной очистки наибольшее распространение получило принудительное насыщение жидкости воздухом с использованием сатуратора.

Использование озоно-воздушной смеси вместо обычного воздуха позволяет значительно повысить эффективность удаления нефтепродуктов из воды. Озон является очень сильным окислителем, который дополнительно разрушает некоторые нефтепродукты.

ИМПЕЛЛЕРНЫЕ ФЛОТАТОРЫ

НАЗНАЧЕНИЕ

Флотаторы импеллерного типа применяют главным образом для очистки сточных вод нефтяных предприятий от нефти, нефтепродуктов и жиров.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Отличительной особенностью флотатора такого типа является наличие импеллера, расположенного в центре флотационной камеры, — небольшой турбины насосного типа, представляющей собой диск с радиальными обращенными вверх лопастями. Импеллер обеспечивает энергичное перемешивание сточной воды, что способствует созданию в ней большого числа мелких вихревых потоков и позволяет получить пузырьки определенной величины.

Размеры пузырьков и эффективность очистки зависят от скорости вращения импеллера: чем выше скорость, тем меньше пузырьки и выше эффективность процесса. При этом необходимо учитывать, что при высоких скоростях резко возрастает турбулентность потока и возможно разрушение хлопьевидных частиц, что приведет, наоборот, к снижению эффективности процесса очистки.

Для максимально эффективной очистки сточных вод в импеллерном флотаторе в него добавляют поверхностно-активные вещества.

СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Особенности:

  • Непрерывность процесса
  • Широкий диапазон применения
  • Небольшие капитальные и эксплуатационные затраты
  • Простота аппаратуры
  • Селективность выделения примесей
  • Более высокая скорость процесса по сравнению с отстаиванием
  • Расположение на раме над уровнем пола, что позволяет осуществлять отвод осветленной воды и шлама самотеком
  • Герметичное исполнение, что снижает загазованность помещения
  • Выделение более мелких загрязнений по сравнению с напорными флотаторами
  • Компактные размеры, что облегчает монтаж, улучшает условия эксплуатации и снижает энергозатраты при эксплуатации
  • Стабильная работа в условиях колебания расхода очищаемой воды

метод очистки сточных вод: что это такое

Забота об окружающей среде выходит сегодня на мировой уровень. Особенно это касается очистки сточных вод, которые впоследствии сбрасываются в пруды и грунт. Чтобы обеспечить высокое качество очистки стоков и полностью нейтрализовать негативное воздействие патогенных микроорганизмов на окружающую среду, используют множество методов в зависимости от типа загрязнения вод. К наиболее эффективному относится флотационный метод или просто флотация стоков в электрофлотаторе.

Этот метод является дополнительным после механической очистки сточных вод, поскольку не все примеси имеют достаточный вес, чтобы поддаваться силе гравитации. В результате после механической обработки стоков и их отстаивания в серой воде остаются частички мусора, масса которых в разы легче молекул жидкости. Именно с целью удаления таких примесей и используется флотация как метод доочистки стоков.

О том, что же такое флотация и каковы бывают её виды, разбираемся в нашем материале.

Флотация стоков: определение и принципы действия метода

Флотация — это своеобразный способ очистки загрязненной воды, переводимый с английского как «плавание». То есть удаление примесей мусора из жидкой среды происходит за счет их всплытия на поверхность в результате добавления в стоки специального диспергированного воздуха. Под его воздействием все молекулы и частички мусора либо смачиваются водой (что является гидрофилией), либо не подвержены смачиванию (гидрофорбия).

Принцип действия и схема метода флотации сточных вод выглядит таким образом:

Официальное приложение от букмекерской конторы 1xBet, абсолютно бесплатно и скачать 1хБет можно перейдя по ссылке и делать ставки на спорт.

Рекомендуем к прочтению:

  • В специальной машине (электрофлотаторе) сточные воды проходят через рабочую камеру;
  • В этот момент стоки в зависимости от типа загрязнения обогащаются диспергированным воздухом;
  • Происходит контакт загрязняющих частиц с пузырьками кислорода;
  • В результате контакта происходит реакция в виде образования пенного слоя на поверхности воды. Именно эти плавающие частицы примесей и называются флотом. То есть плавающим мусором.
  • Пенный слой по мере образования удаляется с поверхности очищаемой среды специальными грабельными установками.

Важно: метод флотации используется в основном для очистки сточных вод с примесями растворимых жиров, продуктов нефтепроизводства, ПАВ, любых волокнистых примесей и пр.

Эффективность метода флотации: важные параметры

При проведении очистки серых вод с применением реагентов (флотация) может иметь различную эффективность. И зависит она от таких параметров:

  • Чем более примеси мусора в воде склонны к гидрофорбности, тем выше будет эффективность флотационного способа очистки воды. Но, к сожалению, не все примеси имеют повышенную или хотя бы оптимальную склонность к смачиванию. Чтобы изменить это свойство в воду в электрофлотаторе добавляют специальные реагенты, которые меняют уровень гидрофорбности мусора в большую сторону. Реагенты носят название флотирующие.
  • Все пузырьки воздуха должны иметь повышенную устойчивость к разрушению, чего также добиваются путем добавления в воду реагентов.
  • Размер пузырьков воздуха также имеет значение для эффективности флотационного способа очистки сточных вод. Так, слишком крупные пузырьки быстро всплывают на поверхность воды, не осуществив контакт с примесями мусора. А мелкие пузырьки, наоборот, просто лопаются. Пузырь кислорода должен иметь достаточный размер, чтобы успеть вступить в контакт с мусором и поднять его на поверхность сточной воды.
  • Общее количество пузырей воздуха и равномерность их распределения в стоках также имеют значение при очистке жидкости данным методом.

Плюсы и минусы использования флотации

Метод флотации как способ очистки сточной воды имеет как свои преимущества, так и недостатки. К первым относятся:

  • Низкая стоимость самого метода обработки жидкости с целью её очистки;
  • Максимально простая конструкция оборудования (электрофлотатора), что не требует повышенных трудозатрат на его обслуживание;
  • Высокая эффективность процесса в случае отделения от воды определенных примесей;
  • Высокая скорость очистки сточных вод в результате применения одного из способов флотации;
  • Возможность очистки воды даже от молекул нефтепродуктов.

К минусам метода флотации можно отнести:

  • Избирательное действие воздуха на частицы мусора ввиду их низкой гидрофорбности;
  • Необходимость дополнительного применения реагентов для повышения уровня гидрофорбности частиц мусора в сточных водах;
  • Необходимость точной настройки электрофлотатора с целью получения пузырьков воздуха определенного диаметра.

Виды и способы флотации

Очистка стоков методом флотации может производиться различными способами. То есть, именно образование пузырьков воздуха происходит с использованием различных методов. Рассмотрим все возможные.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

Причем здесь воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным. В первом случае в воду под высоким давлением запускают воздух, в результате чего на всех слоях воды образуются нужные пузырьки. В случае с вакуумной флотацией сточная вода проходит через аэрационную камеру, где усиленно насыщаются воздухом. После этого стоки поступают в дезаэратор, где из воды удаляется лишний воздух (не растворившийся). Затем серая жидкость переливаются именно во флотационную камеру, где давление падает до критической точки, от чего и происходит образование пузырьков воздуха.

Рекомендуем к прочтению:

Важно: такие способы отлично справляются с очисткой воды от мелкофракционных и мелкодисперсных примесей.

Механический способ насыщения воды воздухом

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в трех основных способах:

  • Перемешиванием сточных вод в специальной центрифуге при помощи турбины. В этом случае установка носит название импеллер и позволяет добиться образования пузырей небольшого диаметра. В основном импеллер используется для очистки воды от продуктов нефтепроизводства или от жиров. Импеллер хорош тем, что позволяет варьировать величину воздушных пузырей в результате схемы проведения флотации. То есть, чем выше скорость вращения турбины, тем мельче будут пузырьки в воде.
  • Перемешивание воды при помощи специального рабочего колеса с лопастями. Такой метод является безнапорным и хорош для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей, таких как волосы, нити, шерсть и пр. Пузыри при безнапорном способе флотации получаются достаточно крупными.
  • Обогащение стоков воздухом с использованием специальных труб, которые располагаются на дне приёмного резервуара для грязной воды. Этот способ носит название пневматический. Используется в том случае, если есть необходимость очистки стоков, которые являются агрессивными для обработки их в импеллере или безнапорном колесе.

Важно: при любом из способов схема заключается в проведении воды через стадию завихрения, в результате чего и образуются нужные воздушные пузыри.

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Этот способ заключается в проведении потока воздуха сквозь специальные пористые структуры. В качестве примера можно привести специальные тонкие пластины с тонкими щелями по всему периметру. Причем чем тоньше будет щель в пластине, тем мельче будут воздушные пузыри.

Электролиз

Этот способ образования пузырьков воздуха считается одним из наиболее эффективных. Схема действия метода заключается в помещении в воду специальных электродов, по которым в стоки проводят ток. В месте расположения электродов (в месте их контакта с водой) происходит формирование нужных пузырьков.

Важно: сейчас распространено использование специальных алюминиевых или железных электродов. Они, помимо функции проведения тока в воду являются еще и коагулянтами, что позволяет формировать в воде хлопья из взвешенных частиц мусора. В результате очистка становится более эффективной.

Реагенты во флотации

Для повышения качество очистки грязной жидкости методом флотации используют специальные реагенты. Они призваны увеличивать уровень гидрофорбности частиц примесей в воде. Различают два вида реагентов для проведения флотации:

  • Реагенты для усиления гидрофорбности примесей. Их еще называют собирателями. Таковыми являются различные нефтепродукты, соли аммония, масла или меркаптан.
  • Вещества для стабилизации пены на поверхности воды, то есть пенообразователи. Такие реагенты предупреждают преждевременное разрушение пузырьков воздуха. Чаще всего для пенообразования используют крезол, сосновое масло, фенолы и пр.

Важно: для флотационного способа очистки стоков электрофлотаторы монтируют исключительно после отстойников и камер фильтрации, поскольку флотация не является самостоятельным методом обработки грязной воды, а лишь являет собой дополнительный способ нейтрализации грязной жидкости.

 

Очистка: флотация растворенным воздухом обеспечивает альтернативу для очистки сырой воды легкими частицами

Джо Вонг

Хотя флотация растворенным воздухом (DAF) используется для очистки питьевой воды в Европе с конца 1960-х годов, она все еще в некоторой степени новые или неизвестные для многих специалистов по очистке питьевой воды в Северной Америке. Однако специалисты по очистке сточных вод признают DAF как хорошо зарекомендовавший себя процесс сгущения осадка, который также эффективен при удалении масел и жиров из промышленных сточных вод.

Первым заводом DAF по производству питьевой воды в США была система DAF Krofta на 1,2 мг в сутки, введенная в эксплуатацию в Леноксе, штат Массачусетс, в 1982 году. DAF не получил широкого распространения в индустрии питьевой воды США до начала 2000-х годов, когда была введена система высокого давления. Оцените технологии DAF. С 2000 года более 50 станций очистки питьевой воды (WTP) в Северной Америке использовали DAF с производительностью от 0,5 до 290 MGD.

DAF — это альтернативный процесс осветления, в котором используются микропузырьки воздуха для прикрепления и плавания флокулированных частиц и взвешенных твердых частиц на поверхности воды для удаления (см.рис.1). Напротив, седиментация удаляет осевшие твердые частицы со дна.

Рис. 1. Общая схема технологического процесса DAF

Перед тем, как флокулированная вода попадет в камеру осветления, миллионы крошечных пузырьков воздуха выходят из сопел диффузора в воду, которая прикрепляется к воде. и всплывают частицы хлопьев на поверхность воды. Пузырьки воздуха образуются в перекачиваемом рециркуляционном потоке воздушным компрессором и растворяются в воде с помощью сатуратора с насадочной колонной.Плавучий ил периодически удаляется в желоб для удаления шлама, а осветленная вода стекает на дно осветительной камеры, а затем в водослив, регулирующий сток для сбора. Сатуратор воздуха используется для растворения воздуха в воде и последующего образования пузырьков для всплывания хлопьевидных частиц.

Некоторые из основных преимуществ DAF включают лучшую производительность по удалению легких частиц, таких как водоросли, которые трудно оседать. DAF также обычно может достигать более низкой мутности сточных вод, чем при осаждении, обычно менее 0.5 NTU. Он не так чувствителен к температуре, особенно к низким температурам, как обычно при отстаивании, и время запуска очень короткое, примерно 30 минут. Кроме того, DAF не требует образования тяжелых хлопьев для осаждения, поэтому можно использовать более низкую дозировку коагулянта и более короткое время флокуляции. Процесс также может работать при гораздо более высоких скоростях поверхностной нагрузки (SLR), чем осаждение, особенно в процессах DAF с высокой скоростью, которые могут достигать 20 галлонов в минуту / фут2.

При механическом удалении осадка осадок DAF может быть довольно густым (от 2 до 5 процентов твердых частиц), что устраняет необходимость его загущения перед обезвоживанием.Из-за присоединения воздуха полимер не требуется для стабильной работы, в отличие от процессов осаждения с высокой скоростью, которые должны использовать полимер для прикрепления частиц к балласту. Использование полимера является серьезной проблемой, если процесс осветления используется для предварительной обработки мембранной фильтрацией. Однако DAF не подходит для сырой воды с твердыми частицами высокой плотности или мутностью выше 100 NTU, поскольку требуемый процент рециркуляции перекачиваемой жидкости выше, что делает процесс более энергоемким и менее экономичным, чем у конкурирующих технологий.Как правило, DAF использует больше энергии, чем осаждение, из-за требований к перекачиванию оборотной воды и сжатию воздуха, и обычно ему требуется защита от замерзания и дождя, чтобы предотвратить осаждение плавающих твердых частиц.

High-Rate Daf Technologies

Традиционно SLR DAF находилась в диапазоне 4-6 галлонов в минуту / фут2. С появлением высокопроизводительных технологий DAF, которые могут работать при SLR 12–20 галлонов в минуту / фут2, DAF становится очень конкурентоспособным по капитальным затратам и снижает требования к занимаемому пространству, особенно на крупных очистных сооружениях.В настоящее время существует три основных высокопроизводительных технологии DAF — AquaDAF®, Clari-DAF® и Enflo-DAF ™. Эти технологии и их приложения кратко описаны в этой статье.

Aqua-DAF
Действующий бассейн AquaDAF® на станции Nick de Groot WTP, SSJID, Калифорния.
Фотография любезно предоставлена ​​Брауном и Колдуэллом.

Компания Rictor разработала систему AquaDAF в Финляндии в середине 1990-х годов. Он лицензирован Infilco Degremont Inc.(IDI) и был завезен в Северную Америку в 2000 г. (см. Рис. 2). Этот процесс аналогичен обычному процессу DAF, с ключевыми отличительными чертами, являющимися наклонной стенкой и дном диафрагмы на дне резервуара DAF, которые улучшают распределение потока в зоне разделения и на выходе через дно пластины. Эти особенности позволяют AquaDAF работать при высоких SLR 12-20 галлонов в минуту / фут2. Таблица 1 показывает типичные критерии проектирования процесса системы.

Рис. 2. Схема технологического процесса AquaDAF®

С 2000 года во всем мире было установлено более 40 установок AquaDAF.Первая система в США была введена в эксплуатацию в 2003 году на водопроводной станции DeForest Lake DeForest 20-MGD в Найаке, штат Нью-Йорк. Большинство установок использовалось для предварительной обработки обычных фильтров при очистке питьевой воды; некоторые использовались в качестве предварительной обработки для мембранной фильтрации или опреснения морской воды; и два — для доочистки сточных вод. AquaDAF, используемый в качестве предварительной обработки для опреснительных систем для борьбы с красной волной, находит все большее распространение во всем мире. IDI также провела пилотные испытания по очистке отработанной воды обратной промывки из систем мембранной фильтрации.

Clari-DAF

Система Clari-DAF была первоначально разработана в Англии в 1990-х годах и была усовершенствована Leopold (бренд Xylem) в США в начале 2000-х годов (см. Рис. 3). Этот процесс аналогичен обычному процессу DAF, с основным отличием в том, что очищенная сточная вода отводится со дна резервуара DAF с помощью ряда боковых отводных труб, которые обеспечивают равномерное распределение по дну ячейки DAF. Таким образом, система Clari-DAF может работать на SLR до 20 галлонов в минуту / фут2.В таблице 3 показаны типичные критерии проектирования для Clari-DAF.

Рис. 3. Схема технологического процесса Clari-DAF®

С 1990-х годов во всем мире было установлено более 40 заводов Clari-DAF с производительностью от 0,5 до 108 мегаватт в сутки. Большинство из них были установлены в качестве предварительной обработки для традиционной фильтрации, а некоторые — для мембранной фильтрации в питьевых ВС. Две установки предназначались для переработки отработанного фильтра с обратной промывкой для вторичного использования.Leopold предлагает различные модели для различных применений, и предварительная очистка воды от солей является одним из целевых рынков.

Сатуратор воздуха для системы Clari-DAF® на станции Уильям Оливер, Папиллион, Небраска.
Фотография любезно предоставлена ​​Леопольдом.
Enflo-DAF
Система Enflo-DAF ™ на водоочистных сооружениях Барроу, Бристоль, Великобритания.
Фотография любезно предоставлена ​​Enpure Doosan.

Процесс Enflo-DAF был разработан Enpure, Ltd. (Enpure) из Великобритании. Ранее он назывался DAFRapide в Великобритании, а Roberts Filter лицензировал процесс в США. В процессе Enflo-DAF используются пластинчатые пластины или трубки в резервуаре DAF для улучшения распределения гидравлического потока и увеличения зоны разделения для улучшения отделения хлопьев. -пузырьковые агрегаты и свободные пузыри (см. рис. 4). Результирующий SLR может достигать 20 галлонов в минуту / фут2. Процесс Enflo-DAF имеет значительное количество установок в Европе и Азии для очистки воды, но он все еще относительно новый в Северной Америке.Однако на почти завершенной 290 MGD Croton WTP в Нью-Йорке будет использоваться многослойный процесс DAF / фильтрации, аналогичный процессу Enflo-Filt ™. Робертс Фильтр провел успешное высокопроизводительное пилотное исследование Enflo-DAF в Беллингхэме, Вашингтон. Кроме того, Роберт Фильтр недавно продал несколько систем Enflo-DAF (10 MGD и ниже) в США, но в этих системах используются обычные SLR (2,4 -7,5 галлонов в минуту / фут2).

Рис. 4. Технологическая схема Enfo-DAF ™

После использования системы 275-MGD Enflo-DAF от Enpure в качестве предварительной обработки для опреснительной установки морской воды Рас-Аз-Заур в Саудовской Аравии, Doosan Heavy Industries (Doosan) купила Enpure в 2012 году, и компания стала Doosan Enpure, Ltd.Поскольку Doosan продолжает оставаться крупным глобальным игроком в области опреснения морской воды, ожидается, что использование Enflo-DAF для предварительной очистки морской воды будет процветать.

Заключение

Флотация растворенным воздухом — это альтернативный процесс очистки, идеальный для обработки сырой воды легкими частицами, такими как водоросли или вызывающие окраску органические вещества, и при низких температурах, когда осаждение не столь эффективно. Широко используется для очистки питьевой воды в Европе с конца 1960-х годов, первая система DAF для такого применения в США.S. не был установлен до 1982 года. Только в начале 2000-х годов DAF стал более широко использоваться в США. С этого времени DAF стал основным процессом очистки питьевой воды, особенно там, где также широко распространены водоросли. как популярный процесс предварительной обработки для систем опреснения морской воды для борьбы с красными приливами или цветением водорослей во всем мире.

Об авторе: Джозеф Вонг, P.E., BCEE, является главным инженером Brown and Caldwell с более чем 30-летним опытом консультирования / инжиниринга в области очистки и повторного использования промышленных и муниципальных вод / сточных вод.Он имеет степени бакалавра и магистра в области химического машиностроения Вашингтонского университета и является зарегистрированным профессиональным инженером в Калифорнии, Флориде и Вашингтоне. Он разработал и спроектировал первый в мире крупный проект повторного использования воды в нефтехимической промышленности с использованием мембранных технологий UF / RO. Он также является активным членом комитетов AWWA по проектированию и строительству мембранных процессов, опреснителей и водоочистных сооружений. В настоящее время он является председателем комитета по подготовке нового руководства M62: Применение мембран для повторного использования воды.


Пример: Южный Сан-Хоакинский ирригационный район Поверхность WTP

Проектирование ВС Ника К. ДеГрута было завершено в начале 2003 года, и установка была открыта 14 июля 2005 года. Технологическая линия обработки включала коагуляцию, флокуляцию и AquaDAF в качестве предварительной обработки для удаления взвешенных твердых частиц и растворенных материалов, влияющих на цвет, вкус и запах; химическая стабилизация известью и углекислым газом; мембранная фильтрация (ZW-1000) для удаления микробных частиц и более крупных частиц; и хлорирование (гипохлорит) для дезинфекции.Критерии проектирования полномасштабной системы AquaDAF представлены в таблице 2.

Эффективность очистки полномасштабной системы AquaDAF была аналогична показателям пилотной установки. Мутность выходящего потока составляет приблизительно 0,5-0,6 NTU, при этом мутность входящего потока варьируется от 1,11-7,17 NTU. Концентрации ТОС в сырой воде были выше, чем в период пилотных испытаний, и находятся в диапазоне от 2,0 до 3,1 мг / л. Средняя эффективность удаления ТОС полномасштабным AquaDAF составила около 34 процентов, что хорошо по сравнению с показателями пилотной установки.Система хорошо работает в пределах SLR 8-15 галлонов в минуту / фут2. Эта водопроводная станция с производительностью 40 МГД является первой установкой для мембранной фильтрации, в которой используется предварительная обработка, а также крупнейшей мембранной установкой в ​​Калифорнии на момент ввода в эксплуатацию. Процесс очень компактен и обеспечивает отличное удаление твердых частиц без использования полимера.


Обработка обратной промывкой фильтра

ВС Уильяма Р. Оливера в Папиллионе, Небраска, обрабатывают в среднем 4 МГД перманганатом калия (KMnO4) и диоксидом хлора (ClO2) для окисления растворенного марганца.Коагулянт Sternpac и полимерный коагулянт помогают удалять твердые частицы в процессе осветления с балластом песка. Сточные воды проходят через восемь фильтров и затем хранятся в прозрачном колодце, куда добавляется хлорсодержащий дезинфицирующий агент. Фильтры имеют среднее время работы 20 часов между обратными промывками и используют воздух / воду в своей последовательности обратной промывки. Поскольку вода для обратной промывки использовалась повторно, на заводе требовалось установить процесс очистки, чтобы предотвратить накопление потенциальных загрязняющих веществ в процессе очистки.Было решено установить систему Clari-DAF BWT (очистка воды с обратной промывкой) для очистки этого потока, чтобы обеспечить максимальную защиту здоровья населения и оптимизировать процессы очистки.

Система Clari-DAF BWT была разработана для работы с максимальным потоком 1310 галлонов в минуту с одним флокулятором, обеспечивающим 12 минут перемешивания при скорости загрузки 7 галлонов в минуту / фут2 и скорости рециркуляции 10 процентов. С момента запуска установки расход колеблется от минимума 400 галлонов в минуту до максимума 1000 галлонов в минуту. Персонал завода скармливал эмульсионный полимер акриламида Applied Specialties AS-1430PW при 0.2 мг / л. Мутность на входе достигала 800 NTU, а сток Clari-DAF BWT постоянно был ниже 1 NTU.

(PDF) Флотация при очистке воды и сточных вод

Процессы 2018,6, 116 15 из 16

31.

Matis, K.A .; Zouboulis, A.I .; Malamas, F.B .; Рамос Афонсу, доктор медицины; Хадсон, М.Дж. Удаление As (V)

флотацией на гетит. Environ. Загрязнение. 1997,97, 239–245. [CrossRef]

32. Лепковски, В. Мышьяковый кризис в Бангладеш.Chem. Англ. Новости 1998,76, 27–29. [CrossRef]

33.

Dzombak, D.A .; Морель, Ф. Моделирование поверхностного комплексообразования — водный оксид железа; Wiley: New York, NY,

USA, 1990.

34.

Lehmann, M .; Zouboulis, A.I .; Matis, K.A .; Громанн, А. Сорбция оксианионов мышьяка из водного раствора

на гетите: исследование моделирования процесса. Microchim. Acta 2005, 151, 269–275. [CrossRef]

35.

Deliyanni, E.A .; Кызас, Г.З .; Триантафиллидис, К.S .; Матис, К. Активированные угли для удаления тяжелых ионов металлов

: систематический обзор недавней литературы, посвященной ионам свинца и мышьяка. Откройте Chem.

2015

, 13,

699–708. [CrossRef]

36.

Zouboulis, A.I .; Kydros, K.A .; Матис, К. Флотация порошкового активированного угля с адсорбированным комплексом

Золото (I) -тиомочевина. Гидрометаллургия 1994,36, 39–51. [CrossRef]

37.

Matis, K.A .; Зубулис, А.Я.; Лазаридис, Н. Дисперсный воздух против флотации растворенного воздуха: сравнение

было применено к гетиту, содержащему металл. В материалах 34-й конференции МОК по горнодобывающей и металлургической промышленности, озеро Бор,

Сербия, 30 сентября — 3 октября 2002 г.

38.

Deliyanni, E.A .; Lazaridis, N.K .; Пелека, Э.Н .; Матис, К. Удаление металлов из водного раствора связующими веществами на основе железа

. Environ. Sci. Загрязнение. Res. 2004, 11, 18–21. [CrossRef]

39. Бакояннакис Д.N .; Deliyanni, E.A .; Zouboulis, A.I .; Matis, K.A .; Налбандян, Л .; Кехагиас, Т. Акаганеит

и нанокристаллы типа гетита: синтез и характеристика. Micropor. Мезопор. Матер.

2003

, 59, 35–42.

[CrossRef]

40.

Deliyanni, E.A .; Пелека, Э.Н .; Матис, К. Моделирование сорбции ионов металлов из водного раствора

адсорбентами на основе железа. J. Hazard. Матер. 2009, 172, 550–558. [CrossRef] [PubMed]

41.

Peleka, E.N .; Gallios, G.P .; Lazaridis, N.K .; Матис, К. Моделирование сорбционной флотации Zn (II) и Cr (VI) гетитом

. В трудах 8-й Федерации европейских химических обществ, Афины, Греция, 2002.

42. Эдзвальд, Дж. Флотация растворенного воздуха и я. Water Res. 2010,44, 2077–2106. [CrossRef] [PubMed]

43.

Oliveira, G.A .; Carissimi, E .; Monje-Ramírez, I .; Velasquez-Orta, S.B .; Rodrigues, R.T .; Ледесма, M.T.O.

Сравнение коагуляции и озонирования для биомолекулы микроводорослей Scenedesmus

восстановление и удаление питательных веществ из сточных вод в водоеме с высокой интенсивностью водорослей.Биоресурсы. Technol.

2018

, 259,

334–342. [CrossRef] [PubMed]

44.

Matis, K.A .; Zouboulis, A.I .; Gallios, G.P .; Лазаридис, Н. Загрузка металлов на сорбенты и их разделение.

В усовершенствованном восстановлении подземных вод — активные и пассивные технологии; Simon, F.G., Meggyes, T., McDonald, C.,

Eds .; ESF, Томас Телфорд: Лондон, Великобритания, 2002; С. 103–113.

45.

Zouboulis, A.I .; Lazaridis, N.K .; Карапанциос, Т.D .; Матис, К. Удаление тяжелых металлов из промышленных сточных вод

методом биосорбции. Int. J. Envir. Англ. Sci. 2010,1, 57–78.

46.

Карапанциос Т.Д .; Лукиду, M.X .; Матис, К. Кинетика сорбции. В водной энциклопедии; John Wiley & Sons,

Inc.: Хобокен, Нью-Джерси, США, 2005 г .; Том 4. С. 564–569.

47.

Loukidou, M.X .; Карапанциос, Т.Д .; Zouboulis, A.I .; Матис, К. Кинетическое исследование диффузии биосорбции хрома (VI)

Aeromonas caviae.Ind. Eng. Chem. Res. 2004,43, 1748–1755. [CrossRef]

48.

Etchepare, R .; Oliveira, H .; Nicknig, M .; Azevedo, A .; Рубио, Дж. Нанопузырьки: Генерация с использованием многофазного насоса

, характеристики и особенности флотации. Шахтер. Англ. 2017, 112, 19–26. [CrossRef]

49.

Sarkar, M.S.K.A .; Donne, S.W .; Эванс, Г. Использование водорода в электрофлотации кремнезема. Adv. Порошок

Технол. 2011, 22, 482–492. [CrossRef]

50.

Рю, Б.-ГРАММ.; Kim, J .; Han, J.-I .; Kim, K .; Kim, D .; Seo, B.-K .; Kang, C.-M .; Ян, Ж.-В. Оценка процесса электрофлотации-окисления

для сбора биомассы биомассы водорослей и одновременной очистки

остаточных загрязняющих веществ в сточных водах кокса после процесса водорослей и бактерий. Водоросль. Res.

2018

, 31, 497–505.

[CrossRef]

51.

Gallios, G.P .; Матис, К. Удаление жирных кислот из воздействия на минеральные частицы. Environ.Technol.

1990

, 11,

811–820. [CrossRef]

52.

Романов, А.М. Электрофлотация в очистке сточных вод: итоги и перспективы. В переработке полезных ископаемых

и окружающей среде; Галлиос, Г.П., Матис, К.А., ред .; Клювер: Дордрехт, Германия, 1998; С. 335–360.

53.

Matis, K.A .; Пелека, Э. Альтернативные методы флотации для очистки сточных вод: акцент на электрофлотации.

сен. Technol. 2010,45, 2465–2474.[CrossRef]

Флотация растворенным воздухом — обзор

7.18 Флотация растворенным воздухом

Флотация растворенного воздуха работает по принципу переноса хлопьев на поверхность воды посредством прикрепления пузырьков воздуха к хлопьям. Флок, скопившийся на поверхности, известный как «поплавок», снимается как ил (Раздел 7.19). Осветленная вода удаляется со дна, и ее иногда называют вспомогательной или «плавающей» водой. Поскольку дождь, снег, ветер, заморозки могут вызвать проблемы с поплавком, флотомашины должны быть полностью закрыты в здании; некоторые пользователи также закрывают резервуары для флокуляции.Этот процесс особенно подходит для обработки эвтрофных, накопленных низинных вод или вод, загрязненных другими водорослями, и мягких, низкощелочных вод с окраской в ​​горных районах (Longhurst, 1987; Rees, 1979). Как и все процессы осветления, производительность флотации зависит от эффективности коагуляции и флокуляции. Дозирование полиэлектролита часто включается, чтобы компенсировать снижение производительности при низкой температуре воды или если хлопья хрупкие. Хотя этот процесс успешно использовался для некоторых непосредственно забираемых вод, другие методы осветления, как правило, более подходят для обработки таких вод, особенно когда мутность постоянно превышает примерно 100 NTU (Gregory, 1999).В таблице 7.4 показаны некоторые типичные результаты при обработке вод, содержащих водоросли.

Таблица 7.4. Сравнение клеток водорослей в неочищенной воде и% удаления после коагуляции осветлителями на основе соли трехвалентного железа и осадка при 1 м / ч или флотации при 12 м / ч (Parr, 1991)

Alga Сырая вода Седиментация Флотация
Aphanizomenon 179 000 87% 98%
Microcystis 102 000 76.5% 98%
Stephanodiscus 53000 58,7% 82,8%
Хлорелла 23 000 84,3% 90,4%

Есть однако имеется некоторый опыт работы с эвтрофными водами с очень большим количеством водорослей, где флотация растворенным воздухом не увенчалась успехом, поэтому при выборе процесса необходимо соблюдать осторожность. Следует отметить, что с помощью седиментации можно достичь степени удаления, сравнимой с флотацией, если водоросли сначала дезактивировать хлорированием.Однако это может привести к образованию DPB под действием хлора на продукты метаболизма водорослей.

Флотации предшествует стадия флокуляции гидравлического или механического типа, обычно предназначенная для каждой флотационной камеры. Резервуар для флокуляции должен иметь как минимум два последовательно соединенных отсека (раздел 7.12). Флотация обычно осуществляется в прямоугольных резервуарах, рассчитанных на скорость поверхностной загрузки от 8 до 12 м 3 / час 2 , но с низкой скоростью до 5 м 3 / час.м 2 или на высоте 15–20 м 3 / час 2 использовались на некоторых растениях (Pfeifer, 1997; Nickols, 1997). При таких высоких скоростях существует риск вовлечения воздуха в осветленную воду, вызывая такие проблемы, как отрицательный напор из-за связывания воздуха в процессах фильтрации ниже по потоку (Раздел 8.2). Этого можно избежать, установив ламели в секции очищенной воды, как в DAFRapide ® . Использование ламелей улучшает физическое разделение пузырьков воздуха (Edzwald, 2007).Подобного эффекта можно достичь, минимизировав высокую скорость, которая может вызвать унос пузырьков на выходе DAF.

При флотации загрузка твердых частиц может варьироваться в диапазоне 4–15 кг сухих веществ / ч.м 2 . Типичная глубина резервуара составляет 2–3 м, а предпочтительное соотношение длины к ширине — 1,33–2,5: 1 при длине до 15 м при подаче воздуха из конца или 20 м при подаче воздуха из центра. Ширина ограничена примерно 6 м для резервуаров со скатом. Время удерживания во флотационном резервуаре составляет 10–20 минут. Скорость в субнатентном отверстии не должна превышать 0.05 м / с. Расход через водослив осветленной воды должен быть менее 100 м 3 / ч на 1 м длины водослива.

Для эффективной флотации необходимое количество воздуха составляет около 6–10 г / м 3 или 4–6 л / м 3 очищенной воды и требует скорости рециркулирующего потока около 6–15% (обычно 8– 10%) в зависимости от температуры и концентрации растворенного кислорода в поступающей воде (Edzwald, 1992). . Рециркулирующий поток должен быть включен в поток, используемый для расчета скоростей для флотационной установки и последующих фильтров.Оборотная вода предпочтительно должна быть фильтрованной. Если используется осветленная вода, ее следует процедить, чтобы предотвратить засорение форсунки рециркуляции. Безмасляные компрессоры предпочтительны, но не обязательны для подачи воздуха. Воздух растворяется в оборотной воде под давлением либо в сосудах высокого давления, оборудованных эжектором на входной стороне для добавления воздуха, либо в насадочной колонне; рабочее давление двух соответствующих систем сатуратора составляет 6–7 бар и 3,5–6 бар. В насадочных колоннах глубина насадки от 0,8 до 1,2 м составляет 25–37.Используются кольца Палла или Рашига диаметром 5 мм из полипропилена (непригодного для хлорированной воды) или ПВДФ. Скорость гидравлической нагрузки воздухорастворяющих устройств находится в диапазоне 50–90 м 3 / час 2 . Эффективность сатуратора для насадочной колонны составляет около 90–95%, в то время как для неупакованного типа — около 65–75% (Amato, 1997). Эффективность сатуратора равна 100-кратному количеству воздуха, измеренному в оборотной воде, деленному на количество воздуха, которое может быть растворено теоретически. Насыщенная воздухом вода возвращается во флотационный резервуар через ряд сопел или игольчатых клапанов, чтобы обеспечить внезапное снижение давления и выпуск пузырьков воздуха в белой водяной завесе.Обычно размер пузырьков составляет от 10 до 100 мкм при среднем диаметре 40 мкм (Забель, 1984). Выходные отверстия обычно расположены на расстоянии 0,3–0,6 м для игольчатых клапанов и 0,1–0,3 м для форсунок (Dhalquist, 1997). Типичная плотность сопла составляет около 10 на м. 2 , предусмотренные в 2 или 3 коллекторах, которые могут быть изолированы независимо для облегчения большего отклонения рециркуляционного потока без потери давления. Время контакта в секции стояка должно составлять около 100–120 секунд.

На заводах, где есть потребность в озонировании сырой воды и флотации, эти два процесса могут быть объединены с заменой воздуха в процессе флотации смесью озон-воздух или озон-кислород (Boisdon, 1994).

Процессы высокопроизводительной флотации находят применение, поскольку требуют меньшей занимаемой площади. К ним относятся патентованные разработки DAFRapide ® (см. Выше) AquaDAF ® (таблица 12 (а)) и Clari-DAF ® . AquaDAF представляет собой предварительно изготовленный перфорированный фальшпол с распределением отверстий разного размера по полу, предназначенный для равномерного отвода потока по всей площади резервуара, который, как утверждается, также поддерживает более глубокое пузырьковое покрытие по всей площади поплавка.Считается, что отверстия также действуют как коллекторы пузырьков и позволяют слипаться пузырькам, предотвращая их перенос на фильтры. Считается, что комбинация этих эффектов обеспечивает производительность, сравнимую с обычной флотацией (где осветленная вода собирается на одном конце, а пузырьковая пленка концентрируется на входном конце и становится мельче по длине резервуара), но с гораздо более высокими скоростями. Скорость поверхностной нагрузки составляет 25–50 м 3 / час 2 . Ширина резервуара больше длины в соотношении 1.5–2: 1 и глубина около 4 м. Другие параметры конструкции (такие как требования к флокуляции, размер пузырьков, коэффициент рециркуляции и доза воздуха) аналогичны традиционной флотации. Геометрия резервуара Clari-DAF аналогична конструкции обычного флотационного резервуара, но более глубокая и осветленная вода удаляется через боковую систему труб, расположенную на дне резервуара. Скорости нагружения с поверхности до 50 м заявлены 3 / час 2 .

Поскольку осветленная вода забирается со дна резервуара в процессе флотации, ее можно сочетать с быстрой гравитационной фильтрацией в том же резервуаре с расположенной под ним секцией фильтрации (DAFF) e.грамм. Flofilter ® . Следовательно, скорости поверхностной загрузки двух процессов должны быть одинаковыми и должны включать рециркулирующий поток. COCO DAFF ® (противоточная флотационная фильтрация растворенного воздуха) — это инновационная комбинированная конструкция флотации-фильтрации, в которой воздух и вода протекают противотоком по сравнению с прямотоком в обычном процессе флотации растворенного воздуха (Рис. 7.6 и Табл. 12 (б)). Воздух вводится с рециркулирующей водой по всей площади сечения резервуара ниже зоны флотации, и поэтому только скорость загрузки поверхности фильтра должна включать рециркулирующий поток.COCO DAFF обеспечивает более эффективное взаимодействие частиц и пузырьков, и, следовательно, повышение мутности во время удаления шлама сводится к минимуму. (Officer, 2001) Процесс сочетает в себе флотацию и гравитационную фильтрацию в одном резервуаре и использует группу резервуаров для флокуляции, общих для всех флотационных камер. Флокуляция обычно гидравлическая и продолжается внутри пузырьковой подушки. Поскольку рециркулирующий поток рассеивается в осветленной воде, а не в флокулированной воде, как в обычном DAF, повреждение хлопьев минимизируется.Для этого процесса требуется гораздо меньше рециркулирующих форсунок.

РИСУНОК 7.6. Типовая компоновка цистерны COCO DAFF.

Черный & amp; Veatch

Процесс флотации подходит для режима остановки / запуска и имеет диапазон изменения потока примерно 2: 1 или больше в зависимости от конструкции коллекторов аэрации. Первое является одним из его преимуществ при работе с водой с высоким содержанием водорослей; установка может быть «включена» по мере необходимости и будет давать очищенную воду стабильного качества в течение 45 минут (Rees, 1979).Помимо недостатков, общих для всех осветлителей с высокой производительностью, процесс флотации требует высоких энергозатрат (около 0,05–0,075 кВтч / м 3 очищенной воды).

Что такое флотация растворенного воздуха?

Флотация растворенного воздуха (DAF) часто используется в качестве предварительной обработки сточных вод и играет важную роль в очистке сточных вод на предприятиях пищевой промышленности, таких как предприятие Eurofish в Эквадоре.

При флотации растворенным воздухом (DAF) мелкие пузырьки прикрепляются к взвешенным веществам в жидкости, поднимая их на поверхность для удаления

Флотация растворенным воздухом (DAF) — это технология очистки воды, часто используемая для предварительной обработки исходной воды. но что именно это влечет за собой и как оно сочетается с другими технологиями?

DAF — это технология коагуляции-флокуляции, обычно используемая перед фильтрацией.

DAF плавает легкие частицы

DAF используется для отделения твердых частиц от жидкости с помощью очень мелких пузырьков воздуха. Эти пузырьки прилипают к взвешенному веществу — будь то водоросли, масло или другой загрязнитель — временно снижая его плотность. Плавучие пузырьки заставляют частицы подниматься на поверхность.

Исходная или необработанная вода, содержащая легкие плавучие частицы, может быть легко обработана с помощью этого процесса, но он не очень подходит для источников воды, которые содержат большое количество более тяжелых частиц, которые не плавают, например, частицы ила и глины.

Вещества, известные как коагулянты или флокулянты, обычно добавляют в воду, чтобы заставить взвешенные твердые частицы и коллоидные частицы слипаться. Затем процесс основан на аэрации, добавлении в жидкость очень маленьких пузырьков воздуха. Пузырьки прикрепляются к флокулированным частицам и всплывают на поверхность, с которой они удаляются.

Очистка питьевой воды

Согласно WaterWorld , флотация растворенным воздухом используется для очистки питьевой воды в Европе с конца 1960-х годов; однако в Северной Америке он не так часто используется для этой цели.Этот процесс не использовался широко в Соединенных Штатах для очистки питьевой воды до начала 2000-х годов, когда высокопроизводительные технологии DAF стали коммерчески доступными. Согласно публикации, в настоящее время в Северной Америке насчитывается около 50 очистных сооружений питьевой воды, использующих DAF, с производительностью от 500,00 до 290 миллионов галлонов в сутки.

Предварительная обработка опреснением

Помимо использования при очистке питьевой воды, DAF также используется для предварительной обработки в системах опреснения морской воды, в том числе в качестве дополнения к NIROBOX ™ SW компании Fluence.

DAF может быть эффективным при лечении цветения водорослей или красных приливов, когда чрезмерное производство водорослей обесцвечивает поверхностные воды и иногда загрязняет их токсинами. Водоросли могут забивать даже глубоководные водозаборы, вынуждая их закрыться. Если водоросли не удалить должным образом и полностью, они могут засорить мембраны, используемые при ультрафильтрации, обратном осмосе и других типах очистки воды.

Очистка сточных вод

DAF также используется для очистки сточных вод и удаления из воды масла или других взвешенных веществ.Обычно он используется для очистки сточных вод бумажных фабрик, промышленных сточных вод и сточных вод, образующихся на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических заводах, а также на заводах по переработке природного газа.

Флотация все чаще используется для обработки минеральных и горнодобывающих отходов. Пользователи технологии отмечают преимущества, включая меньшее образование осадка и эффективное удаление таких веществ, как тяжелые металлы или нефтяные отходы. DAF также может использоваться для рециркуляции технологической воды и материалов.

Еще одно применение DAF — пищевая промышленность.Например, Fluence проектировал технологическую линию для крупного завода по переработке тунца в Эквадоре, в сточных водах которого было очень высокое содержание БПК. Предварительная обработка DAF была добавлена ​​для удаления твердых частиц с целью создания ила, который затем обрабатывается анаэробным сбраживанием для получения биогаза.

DAF Система очистки сточных вод

Сточные воды промышленных предприятий должны быть очищены перед сбросом в местную канализационную сеть, возвращением в естественную среду или перед повторным использованием.

Разнообразие промышленных сточных вод подразумевает необходимость в различных типах очистки и системах.

Системы очистки сточных вод DAF (воздушная флотация) являются одним из наиболее часто используемых процессов при очистке воды и одним из самых универсальных, поскольку они могут применяться при очистке промышленных и городских сточных вод, опреснении и повторном использовании воды.

Системы DAF обеспечивают высокую эффективность удаления твердых частиц, масел и жиров, а также связанных органических веществ с удалением более 90%.Кроме того, системы DAF от SIGMADAF Clarifiers могут быть адаптированы к каждому типу воды и основным загрязнителям, которые необходимо удалить.

Что такое системы DAF?

Системы DAF — это оборудование для отделения твердых частиц, жиров и масел, предназначенное для очистки сточных вод (промышленных и городских) или для кондиционирования поверхностных или морских вод для их последующей обработки и повторного использования.

Это оборудование отделяет твердые частицы, жиры и масла в воде с образованием высококонцентрированного ила. Кроме того, они позволяют существенно снизить химическую потребность в кислороде (ХПК) и биологическую потребность в кислороде (БПК).

Как работает эта система очистки воды?

Флотация растворенного воздуха необходима для эффективного отделения твердых частиц, масел, жиров и хлопьев в сточных водах.

Сточные воды откачиваются из системы коагуляции-флокуляции: системы, предшествующей установке DAF, где осуществляется дозирование коагулянтов, полиэлектролита и продуктов регулирования pH для эффективного образования хлопьев.

Системы DAF специально разработаны для обработки воды твердыми частицами, которым требуется большая площадь поверхности для их флотации и отделения и которые не обладают достаточной плавучестью. Кроме того, воздух для флотации необходим для улучшения флотации, когда присутствие смеси эмульсий, масел и твердых веществ влияет на удельный вес частиц.

Циркуляционный насос перенаправляет часть осветленной воды, покидающей агрегат DAF, в систему насыщения под давлением. В рециркуляционной воде насос нагнетает давление примерно до 6 бар и смешивает с сжатым воздухом. В условиях такого давления воздух растворяется в воде.

Внутри блока DAF происходит разгерметизация, в результате чего образуются микропузырьки воздуха.

Микропузырьки растворенного воздуха позволяют удалять твердые частицы и хлопья, не обладающие достаточной плавучестью.Пузырьки имеют диаметр от 30 до 50 микрон, необходимые размеры для эффективной флотации. Пузырьки быстро прилипают к частицам аналогичного и большего размера и поднимаются на поверхность.

Эта смесь воды и пузырьков равномерно распределяется во входном отсеке установки DAF в ламинарных условиях, а плавающие частицы перенаправляются непосредственно в систему дегидратации в верхней части установки, где они удаляются через систему скиммеров. специально разработан.

Осадок опускается в отстойник на дне установки DAF и выводится системой удаления осадка.

Осветленная вода покидает установку через регулируемую систему надосадочной жидкости. Часть этого потока осветленной воды будет перенаправлена ​​рециркуляционным насосом в систему сжатия-насыщения, описанную выше.

На видео ниже мы можем увидеть испытания системы DAF с чистой водой, не содержащей твердых частиц, извлеченной из скважины, так что можно четко визуализировать образование микропузырьков, которые всплывают из системы нагнетания на поверхность.

Технология DAF, сопровождаемая коагуляцией-флокуляцией и регулированием pH с помощью подходящей правильно изученной дозировки химикатов, показала свою высокую эффективность в удалении жира, масел, взвешенных веществ, мутности, цвета, бактерий, водоросли, железо, марганец, фосфор и общий органический углерод.

Преимущества оборудования DAF

Преимущества системы DAF от SIGMADAF:

  • Высокое качество очищенной воды.
  • Возможность адаптации оборудования SIGMADAF и системы коагуляции-флокуляции и регулировки pH, исключая для каждого типа воды и требований к концентрации загрязняющих веществ при осветлении.
  • Быстрый запуск.
  • Более густой ил, следовательно, снижает затраты на его производство, управление и обработку.
  • Уменьшенная занимаемая площадь.
  • Простота в эксплуатации.

В следующей подборке видеороликов мы можем увидеть несколько систем DAF от SIGMADAF Clarifiers в действии.

DAF для любого потока и промышленных нужд

Технология DAF для очистки воды, которую SIGMADAF разрабатывает и производит в соответствии с потребностями каждой отрасли и типа воды, которую необходимо очищать, может быть:

DAF FPAC

DAF FPAC — идеальное оборудование для обработки воды с малым и средним расходом и с очень высоким содержанием взвешенных твердых частиц, которое требует большой поверхности флотации для обеспечения хорошей флотации и отделения твердых частиц, способной обрабатывать до 40 кг сухого вещества на м².

Он находит разнообразное применение: в реакторах биологической флотации FBR, сгустителях осадка, переработке, мясной промышленности и скотобойнях (птицеводство, свиньи и крупный рогатый скот), пищевой, горнодобывающей, нефтехимической и бумажной промышленности, среди прочего.

DAF FPBC

Система DAF FPBC обеспечивает максимальную эффективность отделения загрязняющих веществ благодаря технологии параллельных пластин.

Они идеально подходят для работы с большими расходами и с низкой и средней нагрузкой взвешенных твердых частиц, даже тех, которые содержат частицы с низкой плавучестью.

Применяется в очистке питьевой воды, на электростанциях, очистителях MBBR, мясных цехах и на убойных цехах (птицеводство, свиноводство и крупный рогатый скот), в рыбоперерабатывающей, горнодобывающей, нефтехимической и бумажной промышленности, а также в других отраслях.

DAF FPHF

Флотационная система DAF FPHF — это отдельная система, в которой используется комбинация поперечного и противоточного потоков для удаления большого количества загрязняющих веществ при очень высоких расходах.

Эти DAF применяются, в частности, в очистке питьевой воды, в реакторах биологической флотации FBR, очистителях ила, реакторах биопленки с подвижным слоем MBBR, текстильной промышленности, нефтеперерабатывающих заводах, молочной и бумажной промышленности.

Конструкция оборудования SIGMADAF индивидуальна для каждого типа промышленности, сточных вод и целей устранения загрязняющих веществ.

Свяжитесь с нами, чтобы проанализировать ваш случай и найти эффективное решение для ваших сточных вод, заполнив контактную форму на нашем веб-сайте, написав напрямую по электронной почте [email protected] Мы также приглашаем вас подписаться на нас в Linkedin.

Флотация растворенным воздухом (DAF) — Ideal DAF ™ — Technologies

Системы воздушной флотации (DAF) удаляют взвешенные твердые частицы, жиры, масла, смазки и нерастворимые органические вещества путем растворения воздуха в воде под давлением.

Процесс начинается с того, что вода, подлежащая очистке, поступает в DAF через впускной коллектор, который снижает скорость и распределяет воду по длине судна.
Чтобы оптимизировать очистку, коллектор входящего потока спроектирован с несколькими точками, в которые впрыскиваются порода, сильно насыщенный поток воздуха под давлением и сток DAF, а также флокулянт, где это применимо.

Сточные воды затем попадают в зону флотации, и микропузырьки из белой воды прикрепляются к поверхности частиц и влияют на плотность частиц, в результате чего взвешенные твердые частицы всплывают на поверхность DAF, где они собираются цепью и летят и разделяются на ил. бункер.Очищенные сточные воды непрерывно удаляются в нескольких точках внутри DAF и сбрасываются через водосливы в сточную камеру. Оттуда он вытекает из DAF.

Ideal DAF ™ обеспечивает высокую эффективность удаления при низких эксплуатационных расходах, занимает меньшую площадь и увеличивает срок службы за счет использования таких технологий, как:

  • Прогрессивная экстракция воды — увеличенное время удерживания и лучшее качество сточных вод
  • Конструкция с поперечным потоком — более низкая скорость и лучшее разделение
  • Технология Ideal DAG ™ — высокая эффективность удаления, меньшее энергопотребление и меньший химический состав
  • Пластинчатые сепараторы — максимальное удаление твердых частиц
  • Утолщение пляжа — Утолщение осадка
  • Конусное дно — легкое удаление осадка

Благодаря конструкции из полипропилена, Ideal DAF предлагает следующие преимущества:

  • Коррозионная стойкость
  • Системы до 9000 галлонов в минуту
  • Высокая стойкость к TDS и соленой воде
  • Гибкость в химической обработке
  • Прочная, легкая конструкция
  • Широкий диапазон pH
  • Устойчивость к высоким температурам
  • Гарантированно долгий срок службы

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше об идеальном DAF.

Фильтрация растворенного воздуха — Водные технологии

]]>

Компания WS Atkins, занимающаяся инженерным консультированием, получила заказ на поставку решений для компании Birds Eye Walls, чтобы они могли снизить затраты, связанные со сбросом сточных вод в канализацию Anglian Water путем установки местных очистных сооружений.

МЕСТО

Рыбацкий городок Лоустофт находится на побережье Саффолка в восточной Англии.

ТЕКУЩИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ

Завод

Birds Eye Wall’s Ltd в Лоустофте производит ряд различных пищевых продуктов, некоторые из которых жарятся и поэтому сбрасывают масла и жиры в сточные воды. Существующие очистные сооружения удаляют крупные куски продукта и отделяют часть масел и жиров перед сбросом в Северное море.

В настоящее время нет никакой дополнительной обработки стоков, но она должна быть пересмотрена Anglian Water в связи с Директивой о городских сточных водах.Следовательно, для будущего лечения может потребоваться предварительное и возможное вторичное лечение.

РЕШЕНИЕ

WS Atkins первоначально определил, что установка флотации растворенного воздуха (DAF) будет полезна для двух производственных зданий.

Инженерам было поручено завершить обзор внутреннего экологического отчета с последующим первоначальным обследованием участка, предоставить подтверждение объема и характера сточных вод, организовать испытания пилотной установки для технологических процессов флотации растворенным воздухом (DAF) и ультрафильтрации (UF) и предоставить концептуальное проектирование, сметная оценка, формирование спецификации и выбор подрядчика.

Предлагаемый процесс был разработан для снижения общего содержания масла и жира с 4000 мг / л до менее 400 мг / л при расходе 10 м3 / ч. Буферное хранение питательных сточных вод также предусматривалось наличием обогреваемых и изолированных резервуаров для хранения.

ФЛОТАЦИЯ РАСТВОРЕННОГО ВОЗДУХА (DAF)

DAF — это процесс удаления взвешенных твердых частиц, масел и других загрязняющих веществ с помощью воздушно-пузырьковой флотации. Воздух растворяется в воде, смешивается с потоком отходов и выделяется из раствора при тесном контакте с загрязнителями.Образуются пузырьки воздуха, которые прикрепляются к твердым частицам, увеличивают их плавучесть и поднимают твердые частицы на поверхность воды, где они механически снимаются и удаляются из резервуара. Часть чистых сточных вод рециркулирует и перенасыщается воздухом, смешивается с поступающими сточными водами и впрыскивается в камеру разделения DAF. Воздух впрыскивается под давлением в рециркулирующий поток очищенных стоков DAF. Этот рециркулирующий поток затем объединяется и смешивается с поступающими сточными водами во внутренней контактной камере, где растворенный воздух выходит из раствора в виде очень мелких пузырьков, которые прикрепляются к загрязнителям.Пузырьки и загрязнения поднимаются на поверхность и образуют плавающий слой материала, который удаляется поверхностным скиммером во внутренний бункер для дальнейшей обработки. Эта обработка может включать ленточный фильтр-пресс или вращающийся вакуумный барабан с нанесенным DE.

Системы флотации растворенным воздухом предназначены для удаления жиров, масел и жиров (FOG), взвешенных твердых частиц (TSS), биологической потребности в кислороде (BOD), пищевых / животноводческих / технологических отходов, промышленных отходов, углеводородных масел / эмульсий и многих других загрязняющих веществ. .С помощью этих систем можно достичь степени прояснения 97% и более.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА В СИСТЕМАХ DAF

Предварительная химическая обработка часто помогает улучшить эффективность удаления загрязнений.

Традиционная конструкция насыщения DAF использует рециркуляционный насос в сочетании с резервуаром насыщения и воздушным компрессором для растворения воздуха в воде. Этот тип системы, хотя и эффективен, является дорогостоящим, трудоемким и может дестабилизировать точку равновесия, создавая отрыжку из-за неправильной, потери или постепенного изменения уставки EQ в сосуде для насыщения.

При определении размеров

DAF учитываются многие критерии выбора, включая скорость потока, температуру воды, характеристики отходов, предварительную химическую обработку, загрузку твердых частиц, гидравлическую нагрузку и соотношение воздуха и твердых частиц.

DAF

спроектирован на основе ожидаемой максимальной скорости потока. Расход может составлять от 1 до 5 галлонов в минуту на квадратный фут площади поверхности. Стендовые испытания образцов потока отходов обычно являются предпочтительной отправной точкой при определении размеров оборудования и определении надлежащих химических процессов до DAF.Предварительная химическая обработка поможет улучшить процесс разделения DAF.

Предварительная химическая обработка часто повышает эффективность удаления твердых частиц DAF. Использование химических флокулянтов с DAF зависит от эффективности системы, области применения и стоимости. Обычно используемые химические вещества включают трехвалентные металлические соли железа, такие как FeCI2 или FeSO4, или алюминия, такие как AISO4. Органические и неорганические полимеры (катионные или анионные) часто используются для улучшения процесса DAF.

Может потребоваться отрегулировать pH сточных вод в пределах 4.5 и 5,5 для соединений трехвалентного железа или от 5,5 до 6,5 для соединений алюминия с использованием кислоты, такой как h3SO4, или основания, такого как NaOH. Во многих случаях для сточных вод DAF требуется корректировка pH с использованием основания, такого как NaOH, чтобы гарантировать, что pH сточных вод DAF находится в пределах, установленных POTW (обычно 6-9).

Присоединение большинства пузырьков к твердым частицам может происходить за счет поверхностной энергии, в то время как другие улавливаются твердыми частицами или хлопьями закиси водорода, когда хлопья распространяются в толще воды.Коллоидные твердые вещества обычно слишком малы для образования достаточной связи между частицами воздуха. Сначала они должны быть коагулированы химическим веществом, таким как соединения алюминия или железа, упомянутые выше, а затем абсорбированы флоком водного оксида металла, образованным этими соединениями. Часто в сочетании с флокулянтом требуется вспомогательный коагулянт для агломерации хлопьев водной закиси, увеличения размера частиц и улучшения скорости флотации. Механические / химические эмульсии также могут разрушаться за счет pH и полимерных реакций.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *