Какая канализация лучше для частного дома: Все виды установок- Ведущие производители и Нюансы изделий + Видео

Особенность монтажа

  • Встраиваемые станции. По своим возможностям они проще, но в то же время компактнее. Их можно поставить в кухонный стол, тумбочку, даже за унитаз, и видно не будет. Но рассчитывать на то, что такой канализационной установки достаточно одной на весь дом, не приходится.
  • Отдельно монтируемые. С более дешевыми моделями несколько сложнее. Как правило, их устанавливают в подсобных помещениях, на цокольном этаже. Словом, так, чтобы не бросались в глаза. Станции высокого ценового диапазона оформляются оригинально: декорируется корпус или они стилизуются под другие бытовые приборы, предметы интерьера. Для кого это важно, стоит учесть – выбор вариантов огромный.

С ними связана работа любого насосного оборудования. Приобретая канализационную установку, стоит оценить интенсивность «звукового сопровождения» при ее включении. Тогда и станет понятно, подходит ли она для выбранного места под ее размещение.

Флотационная очистка сточных вод

Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела газа и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания.

Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых коллоидно-дисперсионных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются (метод пенной флотации), а также для удаления растворенных веществ (метод пенной сепарации). Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. Флотация может быть использована вместе с флокуляцией.

Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, невысокие капитальные и эксплуатационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесей, большая скорость процесса по сравнению с отстаиванием, возможность получения шлама более низкой влажности, высокая степень очистки (95. 98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается также аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов.

Процесс очистки сточных вод методом флотации заключается в образовании комплексов “частицы – пузырьки”, всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой жидкости.

Прилипание частицы к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда наблюдается несмачивание или плохое смачивание частицы жидкостью.

Смачивающаяся способность жидкости зависит от ее полярности, с возрастанием которой способность жидкости смачивать твердые тела уменьшается. Внешним проявлением способности жидкости к смачиванию является величина поверхностного натяжения на границе с газовой фазой, а также разность полярностей на границе жидкой и твердой фаз. Процесс флотации идет эффективно при поверхностном натяжении воды не более 60. 65 мН/м. Степень смачиваемости водой твердых или газовых частиц, взвешенных в воде, характеризуется величиной краевого угла смачивания θ.

Чем больше угол θ, тем больше гидрофобия поверхности частицы, т.е. увеличивается вероятность прилипания к ней и прочность удержания на ее поверхности воздушных пузырьков. Такие частицы обладают малой смачиваемостью и легко флотируются.

На величину смачиваемости поверхности взвешенных частиц влияют адсорбционные явления и присутствие в воде примесей ПАВ, электролитов и др.

При закреплении пузырька на частице образуется трехфазный периметр – линия, ограничивающая площадь прилипания пузырька и являющаяся границей трех фаз: твердой, жидкой и газообразной (рис. 11.3).

Элементарный акт флотации заключается в следующем: при сближении поднимающегося в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей разделяющая их прослойка воды прорывается при некоторой критической толщине и происходит слипание пузырька с частицей. Затем комплекс “пузырек – частица” поднимается на поверхность воды, где пузырьки собираются и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной сточной воде.

Р и с. 11.3. Схема прилипания пузырька воздуха 1 к взвешенной в воде частице 2

Удельная свободная поверхностная энергия образования комплекса “пузырек – частица” равна

(11.7)

где σжг – поверхностное натяжение воды на границе с воздухом.

Для частиц, хорошо смачиваемых водой, θ→0, a cosθ→1, следовательно, прочность прилипания для них минимальна, а для несмачиваемых частиц – максимальна.

Вероятность образования комплекса “пузырек – частица” может быть определена по формуле:

(11.8)

где n – число пузырьков радиусом Rn в объеме V жидкости; rч – радиус частицы; – объемная концентрация газовой фазы.

Скорость подъема комплекса “пузырек – частица” может быть определена из соотношения подъемной силы Архимеда образовавшегося комплекса Ак, силы тяжести частицы GЧ и силы сопротивления жидкой среды Fc при подъеме комплекса к поверхности жидкости:

(11.9)

где

Здесь ρж, ρч – соответственно плотности жидкости и частицы; Vп, Vч, – соответственно объем пузырька и частицы; g – ускорение силы тяжести; ζ – суммарный коэффициент сопротивления при обтекании комплекса; – площадь поперечного (“миделева”) сечения комплекса в направлении движения; dэ – эквивалентный диаметр комплекса “пузырек – частица”; wκ – скорость подъема (всплывания) комплекса.

Из балансового соотношения (11.9) можно получить выражение . для скорости подъема комплекса в жидкой среде:

(11.10)

При ламинарном режиме движения комплекса, т.е. при действии закона Стокса, когда получим

(11.11)

Эффект разделения флотацией зависит от размера, количества и равномерности распределения пузырьков воздуха в сточной воде. Оптимальные размеры воздушных пузырьков 15. 30, а максимальные 100. 200 мкм.

Соотношение объемов газа в пузырьке и частицы можно определить из соотношения (11.9) при условии Fc = 0:

(11.12)

Размер частиц, которые хорошо флотируются, зависит от плотности материала частиц и равен 0,2. 1,5 мм.

Учитывая соотношение размеров пузырьков и флотируемых частиц, из формулы (11.12) следует, что на одной частице может быть прикреплено несколько пузырьков малых размеров.

Для стабилизации размеров пузырьков в процессе флотации вводят различные пенообразователи, которые уменьшают поверхностную энергию раздела фаз: сосновое масло, крезол, фенолы, алкил-сульфат натрия, обладающие собирательными и пенообразуюшими свойствами. При этом необходима высокая степень насыщения воды пузырьками, т.е. большое газосодержание. Повышение концентрации примесей увеличивает вероятность столкновения и прилипания частиц к пузырькам.

В статических условиях образования комплекса “пузырек – частица” сила когезии (прилипания) пузырька к частице FG должна превышать вес флотируемой частицы Gч и противодействуюшее капиллярное давление газа внутри пузырька рк:

(11.13)

В динамических условиях всплытия комплекса наряду с весом частицы и капиллярным давлением в пузырьке силе когезии дополнительно противодействует сила сопротивления жидкой среды Fc:

(11.14)

Плотность флотационной среды, состоящей из воды, пузырьков воздуха и твердых частиц, равна

(11.15)

где ρr – плотность газа; Сч, Сг – объемная концентрация частиц и газа в воде.

Скорость движения частиц wч и пузырьков wn относительно среды определяется по формулам:

(11.16)

(11.17)

где g – ускорение свободного падения (силы тяжести); μc – динамическая вязкость флотационной среды.

Скорость процесса выделения частиц флотацией описывается уравнением реакции первого порядка:

(11.18)

где kф – коэффициент скорости флотации, зависящий от динамических и конструктивных параметров.

Наилучшие условия разделения достигаются при соотношении между твердой и газообразной фазами Gг/Gч = 0,01. 0,1. Это соотношение определяется по формуле

(11.19)

где G, Gч – масса воздуха и твердых частиц, г; b – растворимость воздуха в воде при атмосферном давлении и данной температуре, см 3 /л; f – степень насыщения (обычно f = 0,5. 0,8); Р – абсолютное давление, при котором вода насыщается воздухом; Q1 – количество воды, насыщенной воздухом, м 3 /ч; Q – расход сточной воды, м 3 /ч.

От степени насыщения жидкости пузырьками воздуха определенной крупности различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:

флотация с выделением воздуха из раствора (вакуумные, напорные и эрлифтные флотационные установки);

флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки); флотация с подачей воздуха через пористые материалы; электрофлотация;

биологическая и химическая флотация.

Флотация с выделением воздуха из раствора применяется при очистке сточных вод, содержащих очень мелкие частицы загрязнений, поскольку позволяет получать самые мелкие пузырьки воздуха. Сущность способа заключается в создании перенасыщенного раствора воздуха в сточной жидкости. Выделяющийся из такого раствора воздух образует микропузырьки, которые и флотируют содержащиеся в сточной воде загрязнения. Количество воздуха, которое должно выделиться из пересыщенного раствора и обеспечить необходимую эффективность флотации, обычно составляет 1. 5% объема обрабатываемой сточной воды.

Напорная флотация имеет более широкий диапазон применения, поскольку позволяет регулировать степень пересыщения в соответствии с требуемой эффективностью очистки сточных вод при начальной концентрации загрязнений до 4. 5 г/л и более.

Флотация с механическим диспергированием воздуха состоит в следующем. При перемещении струи воздуха в воде в последней создается интенсивное вихревое движение, под воздействием которого воздушная струя распадается на отдельные пузырьки. Энергичное перемешивание сточной воды во флотационных импеллерных установках создает в ней большое число мелких вихревых потоков, что позволяет получить пузырьки определенной величины. Применение импеллерных установок целесообразно при очистке сточных вод с высокой концентрацией нерастворенных загрязнений (более 2. 3 г/л) и содержащих нефть, нефтепродукты, жиры.

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы отличается простотой аппаратурного оформления процесса и относительно малыми расходами энергии. Воздух во флотационную камеру подается через мелкопористые фильтросные пластины, трубы, насадки, уложенные на дне камеры. Величина отверстий должна быть 4. 20 мкм, давление воздуха 0,1. 0,2 МПа, продолжительность флотации 20. 30 мин.

Читайте также:  герметизация канализационных труб ПВХ: виды герметиков для пластиковых трубопроводов и другие

Электрофлотация заключается в переносе загрязняющих частиц из жидкости на ее поверхность с помощью пузырьков газа, образующихся при электролизе сточной воды. В процессе электролиза сточной воды на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Основную роль в процессе флотации частиц играют пузырьки, выделяющиеся на катоде.

При применении растворимых электродов (обычно железных или алюминиевых) на аноде происходит анодное растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, приводящие к образованию хлопьев гидроокисей. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа создает предпосылки для надежного закрепления газовых пузырьков на хлопьях и интенсивной коагуляции загрязнений, что обеспечивает эффективность флотационного процесса. Такие установки называются электрокоа-гуляционно-флотационными.

Биологическую и химическую флотацию применяют для уплотнения осадков сточных вод. В процессе флотации сточных вод образуется пена, имеющая различное строение, обычно пленочно-структурное, и содержащая значительное количество воды, особенно в нижних слоях; устойчивость и подвижность ее изменяются в зависимости от количества и характера флотируемых материалов. Процесс уплотнения всплывшего шлама наиболее интенсивно идет в первые 2 ч, далее он замедляется, а после 4 ч практически прекращается.

где n – число пузырьков радиусом Rn в объеме V жидкости; rч – радиус частицы; – объемная концентрация газовой фазы.

Пенообразующие добавки.

Качество образованной пены влияет на процесс очистки. Определенные добавки улучшают ее свойства, не дают пузырькам разрушаться, повышают их прочность. Это позволяет удалять большое количество загрязняющих масс из вод.

К стабилизирующим пену веществам относят:


При вакуумной флотации вода проходит сквозь аэрационную камеру, там она впитывает воздух. Далее устремляется в дизаэратор, чтобы удалить нерастворенные частицы воздуха. Третий этап – это проход во флотационную камеру, здесь снижают давление воды, чем образуют множество пузырьков.

Методы флотации

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.

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

Виды флотационной очистки сточных вод

В основе разделения на виды очистки сточных вод методом флотации лежит способ насыщения стоков воздухом и механизм его диспергирования.

С особенностью самого флотационного процесса связаны и его минусы.

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.

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.

Методы флотации

В зависимости от того, каким образом создается межфазная граница между средами, используются четыре разных способа флотации:

  • Масляная. Используется для добычи сульфидных минералов, которые смачиваются в руде маслом и всплывают на поверхность воды, в то время как порода оседает вниз.
  • Пленочная. Принцип работы этого оборудования основан на способности мелких гидрофобных частиц удерживаться на поверхности воды.
  • Пенная. В установках через смесь руды в воде пропускаются маленькие пузырьки воздуха, которые всплывают на поверхность и собираются с нее. Помимо воды, в качестве флотационной жидкости могут использоваться другие вещества.
  • Электрофлотация. Всплытие на поверхность жидкости частиц осуществляется за счет выделения электролитических газов в жидкости.
  • Масляная. Используется для добычи сульфидных минералов, которые смачиваются в руде маслом и всплывают на поверхность воды, в то время как порода оседает вниз.
  • Пленочная. Принцип работы этого оборудования основан на способности мелких гидрофобных частиц удерживаться на поверхности воды.
  • Пенная. В установках через смесь руды в воде пропускаются маленькие пузырьки воздуха, которые всплывают на поверхность и собираются с нее. Помимо воды, в качестве флотационной жидкости могут использоваться другие вещества.
  • Электрофлотация. Всплытие на поверхность жидкости частиц осуществляется за счет выделения электролитических газов в жидкости.

Вакуумная

При таком способе очистки водный раствор аэрируют для насыщения воздухом, затем в специальном отсеке удаляют нерастворившуюся воздушную часть. В камере флотации полученный раствор попадает в зону пониженного давления, значения которого меньше, чем атмосферные показатели.

Это приводит к обильному появлению пузырьков в окружении спокойной окружающей среды. Прилипание примесей к поверхности происходит прочно, сохраняется надежно до полного всплывания агрегата на поверхность.


Это приводит к обильному появлению пузырьков в окружении спокойной окружающей среды. Прилипание примесей к поверхности происходит прочно, сохраняется надежно до полного всплывания агрегата на поверхность.

Факт 1. Отделенные частицы собираются в виде пены (флотопродукт) на поверхности жидкости

В противоположность отстаиванию флотация представляет собой процесс раз­деления фаз жидкость – твердое вещество или жидкость-жидкость, применяемый в отношении частиц, плотность которых меньше плотности содержащей их жидкос­ти.

Флотацию называют естественной, если разность между природной плотнос­тью агрегатов частиц и плотностью воды достаточна для их разделения.

Принудительной флотацией называют процесс, в котором для улучшения отде­ления частиц, обладающих природной флотируемостью (но имеющих недостаточ­ную скорость разделения), используются различные внешние средства (воздух или воздух и различные реагенты).

Флотацию называют спровоцированной, если плотность частицы, превышаю­щая плотность жидкости, искусственно снижается для обеспечения ее флотации. При этом используется способность некоторых твердых частиц (или жидкостей) прилипать к пузырькам газа (как правило, воздуха) с образованием пар твердая частица – газ, имеющих меньшую плотность, чем жидкость, в которой они диспер­гированы. Таким образом, действующий процесс имеет трехфазную природу (газ – жидкость – твердая фаза) и зависит от физико-химических характеристик всех трех фаз, и в первую очередь от характера их межфазных поверхностей (большая или меньшая гидрофобность).

Пузырьки газа обычно классифицируют по их размеру: средние (2-4 мм), мелкие (от сотен микрометров до 1 мм)-и микропузырьки (40-70 мкм).

В области обработки воды термином «флотация» (в буквальном смысле этого сло­ва) принято называть флотацию, спровоцированную действием микропузырьков, подобных тем, которые можно видеть в струе «белой» воды, вытекающей из крана сети распределения воды, т. е. струи, обогащенной газом, растворенным в ней под большим давлением. Последний процесс называют напорной флотацией или флотацией растворенным воздухом (FAD — от фр. flottationaairdissout или DAF — от англ. dissolvedairflotation).

В горно-обогатительной и нефтяной промышленности для обозначения флота­ции с использованием воздуха или иного газа, диспергированного до состояния мелких пузырьков диаметром 0,2-2 мм, используется термин механическая фло­тация (в англоязычных странах применяются термины IAF — Induced Air Flotation или IGF — Induced Gas Flotation (принудительная флотация воздухом или газом)).

О размере пузырьков

Основные производители

Главными производителями флокулянтов являются такие страны, как Япония, Франция, Великобритания, Финляндия, Южная Корея, США, Германия. В России представлена следующая продукция зарубежного производства: Besfloc (Бесфлок), Zetag (Зетаг), Praestol (Праестол) и другие марки. Рассмотрим подробнее тройку лидеров.

Besfloc (Бесфлок) – материалы производства южнокорейской компании Kolon Life Science, Inc. Они выпускаются в форме эмульсий, порошков, гранул, растворов. Применяются, главным образом, для доочистки после использования коагулянтов в нефтехимической, горнодобывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, при фильтрации коммунальных стоков.

На заметку! Эта продукция отличается экономичным расходом (0,01-0,5 мг/л), а также значительным молекулярным весом, за счет чего преобразует мелкие частицы в объемные хлопья.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Важный момент! Продукт следует вводить, постоянно помешивая, в противном случае реакция будет неполноценной. Необходимо сведение турбулентности к минимуму, иначе возможность разрушения предварительно сформированных хлопьев увеличивается.

Praestol (Праестол) – полимерные соединения, разработанные по совместной технологии Германии и России. Способствуют ускорению процесса фильтрации, уплотнению осадка. Уменьшают электрическую активность жидкости, обеспечивая более эффективное объединение загрязняющих частиц. Используются для очищения, дезинфекции жидкости питьевого назначения. Наиболее востребованы в коммунальном хозяйстве, химической, нефтехимической индустриях.

На заметку! Препарат выпускается в виде гранул на основе акриламида, разбавляется водой температурой 15-20°C для получения концентрации 0,1%, затем отстаивается в течение часа. Для лучшего хранения производитель рекомендует делать раствор 0,5% и при необходимости доводить до рабочей концентрации.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Читайте также:  Что такое анаэробные бактерии? Как правильно применять- Виды + Фото и Видео

Выделение воздушных пузырьков из раствора

Существуют два способа формирования газовых пузырей: напорный и вакуумный.

При напорной флотации воздух нагнетается под воздействием высокого давления, от чего в камере с канализационными стоками образуются воздушные пузырьки. Они связывают частицы загрязнений и очищают воду.

При вакуумном воздействии грязная вода сначала обогащается кислородом. Затем в отсеке флотации давление снижают до предела, в результате образуются воздушные пузырьки. Последующий процесс очистки протекает аналогично при всех методах.

Молекулы пенообразователей являются полярно – аполярными (дифильными). Полярная часть может быть представлена гидроксилом, карбонилом, сульфогруппой, аминогруппой и др.

Флотатор

Флотатор (флотационная установка) для очистки сточных вод – это устройство, предназначенное для удаления мелкодисперсных примесей из воды физико-химическим методом.

Флотация – самый распостраненный способ извлечения из водных дисперсий (суспензий, эмульсий) и растворов частиц, механических примесей, молекул и ионов, имеющих гидрофобные свойства, со всплывающими с пузырьками воздуха, прилипающими к частицам и концентрирующимися на их поверхности. Отделяя, всплывшие пузырьки с загрязнениями (флотошлам) от воды, обеспечивается её очистка. Процесс флотации природных и сточных вод зависит от многих факторов, в т.ч. от физико-химических свойств компонентов воды, условий образования пузырьков воздуха, гидродинамической обстановки, создаваемой в аппарате. Необходимые для извлечения частиц условия могут быть искусственно созданы путем применения специальных реагентов.

Основной задачей флотатора является выделить и высадить из воды растворенные в ней загрязняющие вещества, переведя их в нерастворимую форму. При этом в прибор подается воздух для повышения эффекта очистки.

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод

Принцип работы флотатора основан на пропускании через очищаемую среду пузырьков воздуха с целью образования пены. Данная пена называется флотошлам, который снимается и отводится на специальные устройства по обезвоживанию. Для того чтобы пузырьки захватывали и уносили с собой загрязнения, необходимо предварительное добавление специальных веществ – коагулянтов и флокулянтов. Данные вещества обладают высокой адгезивностью, то есть они помогают загрязняющим веществам слипаться друг с другом и с пузырьками воздуха, образовывая так называемые флоккулы. Пузырек, проходя из сопла или форсунки распределяющего устройства наверх, захватывает с собой липкие загрязняющие вещества. Такой процесс проводится до тех пор, пока вода не достигнет нужного эффекта очистки.

Сложность процесса заключается в том, чтобы точно подобрать дозу коагулянта и флокулянта так, чтобы сила адгезии была достаточно высока, для слипания с пузырьком, но при этом образовавшиеся хлопья были не слишком большого веса, чтоб не повредить пузырек воздуха.

Схема, включающая флотатор для очистки сточных вод

Технология, предполагающая флотатор в качестве главного обрабатывающего модуля, всегда включает реагентное хозяйство и устройство для создания пузырьков воздуха. Реагентное хозяйство представляет собой емкость с реагентами (коагулянты, флокулянты, щелочь для корректировки pH) и реактор для смешения реагента с водой. В качестве устройства для создания пузырьков воздуха, как правило, используется сатуратор, представляющий собой камеру смешения воздуха с водой с целью создания водовоздушной смеси. Далее эта смесь направляюется во флотатор. Устройство сатурации оснащено мощным насосом для нагнетания воздуха. Флотатор никогда не используется отдельно, он всегда включен в общую схему очистки воды. Полная схема, как правило, состоит из этапов предварительного отстаивания, физико-химической обработки (флотатор или коагулятор) и последующей механической очистки на фильтрах. Иными словами, флотатор не может обеспечить всю очистку, это только отдельный узел, требующий предварительной обработки и последующей. Попадание во флотатор песка или других грубодисперсных примесей приведут к поломке прибора. Также данный прибор не может обеспечить обеззараживание и полную очистку от нефтепродуктов. Поэтому, после него необходима ультрафиолетовая установка и сорбционные (или механические) фильтры.

Принципиальная схема, основанная на процессе флотации

Флотация – это обработка сточных вод пузырьками воздуха с целью извлечения растворимых и эмульгированных веществ. Вода поступает на главный обрабатывающий модуль. Туда же в напорном (или безнапорном) режиме подается заранее приготовленный реагент в реакторе. Также во флотатор подаются пузырьки воздуха с помощью устройства сатурации. Во флотаторе для очистки воды происходит обработка сточных вод реагентами и пузырьками воздуха, происходит всплытие большей части флокул в виде флотошлама. Всплывший флотошлам убирается с поверхности воды скребковым транспортёром в шламосборник. Данный шлам очень неустойчив к механическим колеваниям, поэтому с поверхности воды он собирается аккуратно с целью не разбить пену .

Устройство флотатора

Флотатор – это открытая емкость из стали или пластика, оснащенная скребковым механизмом для сбора флотошлама и имеющая коническую форму снизу. Флотатор подразумевает наличие в нем патрубков для подачи водовоздушной смеси из сатуратора, для сброса флотошлама и аварийного опорожнения, для подачи сточных вод и отвода очищенной воды. Установка флотатора, как правило, располагается на площадке обслуживания для удобства.

Типы флотаторов

Флотаторы для очистки сточных вод отличают по тому, как происходит насыщение воды пузырьками и по характеру пузырьков. Самыми распространенными способами являются механическая, напорная и электрофлотация. Напорная флотация подразумевает наличие камеры сатурации и насосной группы. К тому же, в данном методе часто используются реагенты. Электрофлотация не нуждается в реагентном хозяйстве и сатураторе, так как основана на растворении электродов в воде.

Механическая флотация

Механическая (или импеллерная) предполагает наличие мешалки, которая при высокой скорости вращения разбивает в воде пузырьки воздуха. Такой вид водоочистки подходит для воды, склонной к пенообразованию и насыщенной газами. При механическом способе нельзя использовать реагенты, так как турбулентные потоки, создаваемые мешалкой, попросту разбивают хлопья загрязнений. На данный момент механическая флотация не распространена, так как редко обеспечивает достаточный эффект очистки. Как правило, к данному сегменту очистки относятся флотаторы для очистки сточных вод от нефтепродуктов.

Напорная флотация

В данном случае флотаторы для очистки сточных вод оснащаются устройство сатурации и реагентным хозяйством. Сатуратор представляет собой камеру, в которой происходит нагнетание воздуха под давлением выше атмосферного. Среду, приготовленную в сатураторе, называют водовоздушной смесью. Это наиболее распространённый вид флотации и чаще всего используемый. Процесс очистки происходит за счет предварительной обработки воды реагентом (коагулянтом или флокулянтом) и последующей обработки напором водовоздушной смеси. Каждый пузырек газа прикрепляет к себе загрязнения, так как обладает большой силой притяжения за счет границы раздела фаз (вода-воздух). Предварительная подготовка воды реагентом улучшает очистку, так как создает флоккулы (мицеллы), которые также обладают определенной силой притяжения. Основная часть воды отводится через патрубок очищенной воды на дальнейшую очистку или на сброс. Сверху специальное скребковое устройство снимает флотошлам – загрязнения, унесенные с пузырьками воздуха наверх в концентрированном виде.

Реагентное хозяйство

В некоторых методах флотации для улучшения эффекта очистки используются следующие реагенты: реагенты для корректировки pH – это кислоты и щелочи, которые добавляются в воду для обеспечения нормальных условий работы коагулянта и флокулянта; коагулянты – реагенты, которые способствуют хлопьеобразования и представляют собой соли железа и алюминия; флокулянты – реагенты, которые создают более крупные и устойчивые хлопья (флокулы) и представляют собой полиакриламидные соединения. Основными минусами наличия реагентного метода обработки воды являются необходимость присутствия персонала, а также площади, которые надо выделять под емкости и реакторы. Также очень важно правильно подобрать дозу реагентов, что возможно только эмпирическим путем.

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод

Флотация – один из методов очистки виноградного сусла

Флотация – это один из методов очистки виноградного сусла, основанный на прилипании взвешенных в ней примесей к пузырькам воздуха и всплывании их на поверхность.
Этот метод хорошо известен виноделам Австралии, Новой Зеландии, ЮАР. Также этот метод достаточно широко применяется виноделами Италии и Франции. В настоящее время этот метод начинает внедряться на винодельческих предприятиях Болгарии
Для очистки виноградного сусла используется напорная флотация. Принцип работы устройств этого метода состоит в насыщении сусла воздухом, а лучше углекислым газом под давлением. После насыщения пузырьки газа под действием сил поверхностного натяжения соединяются с нерастворимыми частицами и, попадая в отстойную емкость, поднимают их на поверхность и задерживаются наверху в виде пены (шлам). Таким образом, виноградное сусло очищается, разделяясь на фильтрат и шлам. Очищенное сусло отводится по трубопроводу, а затем удаляют из емкости шлам.
Примечательно, что основным фактором эффективности флотации является размер пузырьков углекислого газа. Строгое его ограничение обусловлено тем, что при существенном различии между частицей и пузырьком (в пользу последнего), они будут обладать разными скоростями, что не позволит частицам соединиться с пузырьками газа в ходе флотации виноградного сусла. Даже если некоторым из них удастся прикрепиться друг к другу, то соединение это будет непрочным, поскольку при флотации сусла потоком пузырьков большого размера жидкость при высокой скорости движения потока перемешивается, и связи между частицами и пузырьками нарушаются. Прочность комплекса частица-пузырек, образуемого в ходе флотации сусла, зависит не только от соотношения их размеров, но и от физических и химических свойств самой жидкости, нерастворимых частиц и пузырьков газа, а также от конкретных гидродинамических условий.
Напорная флотация сусла, которая проводится без добавления специальных химических веществ, называется физической. Но существуют реагенты, которые обладают способностью ускорять процесс флотации. К таким реагентам в винодельческой технологии можно отнести желатин.
Достоинства флотации является высокая степень очистки (до 95 процентов), большая скорость процесса, простая аппаратура и низкие энергозатраты.
1. Подготовка и предварительная обработка сусла.
Первоначально сок (желательно без семян и кожи) должен пройти курс обработки инзимами, ферментом до начала процесса флотации для лучшего удержания шляпы. Мы рекомендуем добавление желатина в количестве, по меньшей мере, 5 г / 100 л сока.
2. Общий вид и главные компоненты машины.
1. Фильтр крупных частиц
2. Вход реагентов
3. Вход газа
4. Всасывающий клапан / вход жидкости
5. Насос ПЦ170
6. Резервуар насыщения
7. Проботборник
8. Клапан / выход жидкости
9. Монометр/датчик давления
10. Воздушный клапан продувки
11. Расходомер
12. Пульт управления
13. Пневмо – подготовительная группа
14. Рама на колесах
3. Описание проводимых работ на винзаводах.
В настоящем разделе приводятся материалы, подтверждающие эффективность применения флотационных насосов, как метод при технологическом процессе получения белых вин.
В приводимых примерах насос ставился рядом с емкостями 5 м3 или 10 м3 и процесс флотации происходил по принципу циркуляции: емкость№1-насос- емкость№1. Таким образом, теоретически для флотации сусла в емкости объемом 5м3 требовалось 30 минут работы, а для емкости 10м3 требовалось 60 минут работы насоса.
В процессе работы через определенные отрезки времени происходили отборы проб перекачиваемого сусла, которые представлены на фото.

На фото видно качество сусла, отобранного через 7мин, 10 мин, 16 мин и 20 мин. Виноделом компании «Vila Yustina» была дана высокая оценка полученному с помощью флотационного насоса результату.
Следует заметить, что процесс очистки с помощью флотационного насоса будет проходить эффективнее и качественне при наличии двух емкостей и насосе между ними по схеме: емкость№1-насос-емкость№2.

Читайте также:  герметизация канализационных труб ПВХ: виды герметиков для пластиковых трубопроводов и другие

© 2000 все права защищены

117218, Россия, г.Москва,
ул. Кржижановского, д.15,
корп. 1, 3 этаж
info@flight-m.ru

∎ Пищевое оборудование
∎ Конвейерное оборудование

© 2000 все права защищены

Описание и принцип работы.

Принцип работы флотатора основан на одном из самом распространенном виде физико-химической очистки сточных вод – напорной флотации, предназначенной для удаления из стоков гидрофобных частиц (нефтепродукты, жиры, взвешенные вещества, органические примеси, ПАВ, масла и другие нерастворимые загрязнения и неорганические примеси) пузырьками воздуха. В основе флотации лежит способность загрязняющих частиц, присутствующих в сточной воде образовывать так называемые флотокомплексы (прилипать к пузырьками воздуха) и подниматься на поверхность, переходя в пенный слой. Пузырьки воздуха способны удалять из сточных вод только гидрофобные частицы , которые не смачиваются водой. Поэтому для интенсификации процесса очистки во флотаторе рекомендуется дополнительно использовать коагулянты и флокулянты (реагентная флотация), которые, сорбируясь на поверхности загрязнений, снижают их смачиваемость, а значит, повышают эффективность очистки. Кроме всего прочего использование коагулянтов позволяет удалять загрязнения находящиеся в воде в виде стойких эмульсий и взвесей, а также в коллоидном состоянии. Все описанные выше процессы реализуются на специальном оборудовании, которое носит название – флотатор. Приготовление и дозирование раствора коагулянта и флокулянта производится посредством установки приготовления и подачи реагентов, поставляемой нашей компанией, либо аналогом. Марки и дозы коагулянта и флокулянта уточняются в процессе эксплуатации комплекса очистных сооружений путем опытно-промышленных испытаний. Рекомендуемые реагенты:

коагулянты – поли-оксихлорид аллюминия, алюминий сернокислый;

флокулянты катионного, анионного типа или неионогенного типа Besflok, Praestol.

Напорный флотатор (установка напорной флотации) очищает сточные воды от загрязнений нефтью, маслами и неорганическими примесями. Это малогабаритное устройство устанавливается в имеющуюся систему очистки или в качестве самостоятельной единицы. Использование флотатора избавляет от необходимости глобальной модернизации очистных сооружений и экономит средства, которые могли быть на нее затрачены. Предприятия пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности, АЗС, фирмы, занимающиеся экстракцией масел, давно взяли напорный флотатор (флотационную установку) на вооружение. Основным преимуществом напорных флотаторов, производимых компанией “Техника и Технологии” является совмещение камеры флотации и сепарации в одну с применением эффекта тонкослойного разделения фаз. Исходный сток поступает в камеру флотации, где происходит резкое снижение давления. При этом растворённый воздух выделяется мелкими пузырьками, которые уносят загрязнения, имеющиеся в стоке, образуя на зеркале (поверхности) флотатора пенный слой. Из камеры флотации сток переходит в камеру сепарации с расположенными в ней тонкослойными элементами. В камере сепарации происходит окончательное выделение растворённого воздуха. Совмещение флотации и сепарации с применением тонкослойных модулей для разделения фаз позволило добиться более высокой степени очистки при значительном снижении габаритов флотатора. Флотатор (флотационная установка) оснащается всей необходимой запорной арматурой, карманом очищенной воды с возможностью установки насоса и откачки воды на последующие сооружения и быстросъемными тонкослойными модулями. В напорном флотаторе есть множество рабочих элементов: насосные агрегаты, компрессоры, сатуратор, камера флотации и устройства, собирающие и удаляющие из него образовавшуюся в ходе очистки пену.

Флотационная установка (флотатор), который можно приобрести в компании «Техника и Технологии», реализуют две схемы очистки:

Рециркуляционная схема очистки основана на технологии повторяющегося рецикла, в ходе которого сточная многократно циркулирует во флотаторе. Этот метод очистки позволяет достичь на выходе более высокого качества очистки. Состав стоков, подвергающихся обработке, влияет на выбор метода ее проведения. Эффективность очистки во флотаторе достигает 85-95 %. Качество очистки на флотационных установках напрямую зависит от состава и свойств подаваемого стока.

В зависимости от пожеланий Заказчика и располагаемого бюджета возможно изготовление флотатора из нержавеющей стали, либо из конструкционной стали с антикоррозионной обработкой. Для эксплуатации флотатора на опасных производственных объектах возможно изготовление оборудования во взрывозащищенном исполнении. Купить напорный флотатор по самым выгодным условиям или получить подробную техническую консультацию Вы можете, обратившись к специалистам нашей компании.

Флотатор имеет возможность самостоятельно забирать сток из емкости исходного стока. Расчетная (максимальная) глубина забора стока составляет 5 м от нулевой отметки (основания рамы флотатора). В случае напорной подачи стока на флотатор возможно дополнительно укомплектовать с установку заборным устройством. Возможно изготовление флотатора во взрывозащищенном исполнении, а также флотатор в исполнении из нержавеющей стали.

Флотатор имеет возможность самостоятельно забирать сток из емкости исходного стока. Расчетная (максимальная) глубина забора стока составляет 5 м от нулевой отметки (основания рамы флотатора). В случае напорной подачи стока на флотатор возможно дополнительно укомплектовать с установку заборным устройством. Возможно изготовление флотатора во взрывозащищенном исполнении, а также флотатор в исполнении из нержавеющей стали.

Флотация. Технологии и процесс

Уважаемые коллеги! В очередном выпуске рассылки от НПЦ «ПромВодОчистка» мы решили подробнее остановиться на флотации – процессе обогащения воды воздухом. Как это делается и для чего нужно, читайте подробнее в нашей статье.

Флотацию называют спровоцированной, если плотность частицы, превышаю­щая плотность жидкости, искусственно снижается для обеспечения ее флотации. При этом используется способность некоторых твердых частиц (или жидкостей) прилипать к пузырькам газа (как правило, воздуха) с образованием пар твердая частица – газ, имеющих меньшую плотность, чем жидкость, в которой они диспер­гированы. Таким образом, действующий процесс имеет трехфазную природу (газ – жидкость – твердая фаза) и зависит от физико-химических характеристик всех трех фаз, и в первую очередь от характера их межфазных поверхностей (большая или меньшая гидрофобность).

Добавить комментарий