Флотация с подачей воздуха через пористые материалы

Пропуская воздух через мелкие отверстия, можно получить микропузырьки, способные флотировать содержащиеся в жидкости загрязнения. Для этого необходима относительно небольшая скорость истечения воздуха из отверстия, достаточное расстояние между отверстиями, наличие в жидкости реагентов-пенообразователей.

Определить размеры пузырьков с полным учетом всех особенностей процесса их отрыва от периметра отверстия затруднительно.

Флотация при подаче воздуха через различные пористые материалы имеет определенные преимущества: сохраняется простота конструкций флотационных камер, присущая напорным установкам; уменьшаются затраты на электроэнергию, отсутствуют сложные механизмы (насосы, импеллеры), что особенно важно при очистке агрессивных сточных вод. Недостатком является возможность зарастания и засорения пор и трудность подбора мелкопористых материалов, обеспечивающих подачу мелких и близких по размерам пузырьков. Целесообразно использовать этот способ насыщения воздухом в установках пенной сепарации.

Очистка небольших количеств сточной жидкости этим способом может быть произведена на установках, близких по конструкции к аппарату, предложенному инженером Н. А. Гребневым.

Сточная жидкость по трубопроводу подается в верхнюю часть вертикально установленного цилиндра высотой 2—4 м, в нижней устраивается поддон, под который закачивается воздух от компрессора. На поддоне крепятся керамические колпачки с отверстиями, через них сжатый воздух поступает в сточную жидкость, флотируя загрязнения. Осветленная вода забирается из нижней части цилиндра и через регулятор уровня отводится с установки, а пена переливается в кольцевой желоб и по трубе удаляется из него.

В этом аппарате использован принцип противотока, т. е. встречного движения жидкости и пузырьков воздуха. Очистка на таких установках может производиться как в одну, так и в две и более ступеней.

Конструкция установки с диспергированием воздуха через пористые материалы для очистки больших количеств сточной жидкости представляет собой резервуар с горизонтальным движением воды.

Воздух во флотационную камеру подается через мелкопористые фильтросы, уложенные на дне. Сточная жидкость подается в приемную часть флотационной камеры и отводится из нижней части через регулятор уровня. Пена скребковым транспортером собирается в отводящий желоб.

Эффект флотационной очистки сточной жидкости на установках приведенного типа, а также их габариты и размеры зависят от величины отверстий в пористых колпачках или фильтросах; давления воздуха под фильтросами; расхода воздуха, м³/м² или м³/м³; продолжительности флотации; уровня воды до подачи воздуха и во время его подачи.

По опытным данным, относящимся к обработке сточных вод, содержащих отходы смол и нефти, величина отверстий должна быть в среднем от 4 до 20 мкм, давление воздуха — 1— 2 атм, расход воздуха — 40—70 м³/м² или 0,24—0,31 м³/м³, продолжительность флотации — не менее 20—30 мин, рабочий уровень до флотации — 1,5—2 м, уровень воды во время флотации повышается в зависимости от давления (расхода) воздуха на величину от 6 (1 атм) до 56% (2 атм).

Проверка флотируемости загрязнений в сточных водах при диспергировании воздуха через мелкопористые материалы и установление необходимых параметров для проектирования может быть проведена на лабораторной флотационной установке. Установка состоит из толстостенной стеклянной трубы диаметром 100 мм и длиной 1,8 м, являющейся флотационной камерой с мелкопористыми фильтросами, в нижней части. Воздух под фильтросы подается от компрессора через ресивер, на котором устанавливается контрольный манометр. Давление регулируется игольчатым вентилем. Расход воздуха определяется реометром, подсоединенным в верхней части флотационной камеры. Пробы для анализа отбираются из нижней ее части.