Industrijske flotacijske mašine za prečišćavanje otpadnih voda: vrste, uređaji, princip rada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Danas su pitanja životne sredine na čelu stola na gotovo svakom sastanku svjetskih vlada. Nije tajna da je ekologija postala nova religija 21. vijeka. 2017. je u Rusiji proglašena godinom zaštite životne sredine, pa je edukacija o životnoj sredini jedan od zadataka za ovu godinu.

Zašto vodu treba pročišćavati?

Od ukupnog zaliha Svjetskog okeana, samo 3% je slatka voda, od čega 68% čine glečeri (nisu pogodni za piće), 30% su podzemni izvori (često zagađeni iz tla), a samo 2% su kopneni izvori vodosnabdijevanja. Iz globalne slike svijeta jasno je da dostupnost čiste slatke vode nije samo potreba, već ponekad i luksuz.

Otpadne vode nastale tokom ekonomskih aktivnostipreduzeća sadrže veliki broj zagađujućih materija u koncentracijama većim od dozvoljenih i normativnih. U pravilu je riječ o teškim metalima (gvožđe, nikal, bakar, olovo, živa, kadmijum itd.), naftnim derivatima, suspendovanim materijama, aluminijumu, tenzidima (sintetičkim tenzidima, za laika je to sve što se peni). Ove tvari, ulazeći u vodena tijela, narušavaju normalno funkcioniranje vodenih biogeocenoza, truju tlo, izazivaju rast modro-zelenih algi i otrovne su za životinje. Ovi zagađivači su toksični i za ljude.

Ljudske aktivnosti u stambenim višestambenim i privatnim kućama također stvaraju veliku količinu zagađivača. U osnovi, to su surfaktanti i organski otpad, ali i metalne soli ulaze u kanalizaciju.

Šta je skimmer za otpadne vode?

Floater je uređaj dizajniran za uklanjanje finih nečistoća iz vode fizičkim i hemijskim metodama. Relativno govoreći, ovo je mehanizam jednog od glavnih procesnih modula u inženjerstvu i tehnologiji prečišćavanja otpadnih voda. Na flotatoru se odvija glavno odvajanje rastvorenih materija i prečišćavanje vode na standardne indikatore.

Industrijski skimeri mogu biti dizajnirani i za velike fabrike i za autopraonice, koji se razlikuju po veličini i materijalu.

Glavni zadatak flotatora je da izoluje i istaloži iz vode zagađivače rastvorene u njemu, prenoseći ih unerastvorljiv oblik. Ovo upuhuje zrak u uređaj kako bi se poboljšao učinak čišćenja.

Princip rada mašine za flotaciju otpadnih voda

Princip rada flotatora zasniva se na propuštanju mjehurića zraka kroz medij koji se čisti kako bi se formirala pjena. Ova pjena se naziva flotacijski mulj, koji se uklanja i ispušta u posebne uređaje za dehidraciju. Da bi mjehurići uhvatili i odnijeli kontaminante, potrebno je prvo dodati posebne tvari - koagulante i flokulanse. Ove supstance su veoma lepljive, što znači da pomažu da se zagađivači lepe jedni za druge i za vazdušne mehuriće, formirajući takozvane flokule.

Mjehur, prolazeći od mlaznice ili mlaznice dozatora do vrha, sa sobom hvata ljepljive kontaminante. Ovaj proces se izvodi sve dok voda ne postigne željeni efekat čišćenja.

Složenost procesa je u preciznom odabiru doze koagulanta i flokulanta tako da sila prianjanja bude dovoljno velika da se zalijepi za mjehur, ali nastale ljuspice nisu preteške, kako ne bi oštetile zrak balon.

Šema uključujući mašinu za flotaciju otpadnih voda

Tehnologija, koja pretpostavlja mašinu za flotaciju kao glavni modul za obradu, uvijek uključuje farmu reagensa i uređaj za mjehuriće zraka. Postrojenje za reagens je kontejner sa reagensima (koagulansi, flokulanti, alkalije za podešavanje pH vrednosti) i reaktor za mešanje reagensa sa vodom.

Kao uređaj za stvaranje vazdušnih mehurića po pravilu se koristi saturator, koji je komora za mešanje vazduha sa vodom u cilju stvaranja mešavine vode i vazduha. Ova smjesa se zatim šalje u skimer. Uređaj za zasićenje je opremljen snažnom vazdušnom pumpom.

Skimer se nikada ne koristi zasebno, uvijek je uključen u cjelokupnu šemu prečišćavanja vode. Kompletna shema se po pravilu sastoji od faza prethodnog taloženja, fizičko-hemijske obrade (flotacija ili koagulator) i naknadnog mehaničkog čišćenja na filterima.

Drugim rečima, skimer ne može da obezbedi sve čišćenje, on je samo zasebna jedinica koja zahteva prethodnu i naknadnu obradu. Ako pijesak ili druge grube nečistoće uđu u flotator, uređaj će se pokvariti. Također, ovaj uređaj ne može omogućiti dezinfekciju i potpuno prečišćavanje od naftnih proizvoda. Stoga je nakon toga neophodna ultraljubičasta instalacija i sorpcijski (ili mehanički) filteri.

Šema strujnog kruga je zasnovana na procesu flotacije. Flotacija je tretman otpadnih voda mjehurićima zraka u cilju ekstrakcije rastvorljivih i emulgiranih tvari. Voda ulazi u glavni modul za obradu. Tamo, u režimu pritiska (ili bez pritiska), unapred pripremljeni reagens se dovodi u reaktor. Mehurići vazduha se takođe unose u flotator pomoću uređaja za zasićenje. U rezervoaru za flotaciju vode otpadne vode se tretiraju reagensima i mjehurićima zraka i još mnogo togadijelovi flokula u obliku flotacionog mulja. Plutajući mulj se uklanja sa površine vode strugajućim transporterom u sakupljač mulja.

Ovaj mulj je veoma nestabilan na mehaničke vibracije, pa se pažljivo sakuplja sa površine vode kako ne bi razbio penu.

Plutajući uređaj

Slootator je otvoreni kontejner napravljen od čelika ili plastike, opremljen mehanizmom za struganje za sakupljanje flotacionog mulja i ima konusni oblik na dnu. Flotacijski rezervoar podrazumijeva prisustvo mlaznica u njemu za dovod mješavine zraka i vode iz saturatora, za odlaganje flotacionog mulja i hitno pražnjenje, za dovod kanalizacije i ispuštanje pročišćene vode. Instalacija skimera se obično nalazi na mjestu održavanja radi praktičnosti.

Vrste skimera

Plutači za tretman otpadnih voda razlikuju se po tome kako je voda zasićena mjehurićima i po prirodi mjehurića. Najčešće metode su mehanička, tlačna i elektroflotacija. Flotacija pod pritiskom podrazumijeva prisustvo komore za zasićenje i pumpne grupe. Osim toga, u ovoj metodi se često koriste reagensi. Za elektroflotaciju nije potreban reagens i saturator, jer se zasniva na rastvaranju elektroda u vodi.

Mehanička flotacija

Mehanički (ili impeler) podrazumijeva prisustvo miješalice, koja pri velikoj brzini rotacije razbija mjehuriće zraka u vodi. Ova vrsta tretmana vode je pogodna za vodu sklonu pjeni i zasićenu plinovima. U mehaničkoj metodi, reagensi se ne mogu koristiti, jer su turbulentnimlaznice koje stvara mešalica jednostavno razbijaju ljuspice zagađivača. Trenutno, mehanička flotacija nije uobičajena, jer rijetko daje dovoljan učinak čišćenja.

Po pravilu, ovaj segment tretmana uključuje flotacijske mašine za prečišćavanje otpadnih voda od naftnih derivata.

Flotacija pod pritiskom

U ovom slučaju, flotatori za tretman otpadnih voda opremljeni su uređajem za zasićenje i postrojenjem za reagens. Saturator je komora u koju se ubrizgava vazduh pod pritiskom iznad atmosferskog. Medij pripremljen u saturatoru naziva se mješavina vode i zraka. Ovo je najčešći tip flotacije i najčešće korišten. Proces prečišćavanja nastaje usled preliminarne obrade vode reagensom (koagulans ili flokulant) i naknadnog tretmana pritiskom mešavine vode i vazduha. Svaki mjehur gasa vezuje zagađenje za sebe, jer ima veliku silu privlačenja zbog granice faze (voda-vazduh). Predtretman vode reagensom poboljšava čišćenje, jer stvara flokule (micele), koje takođe imaju određenu privlačnu silu. Glavni dio vode se ispušta kroz cijev za pročišćenu vodu radi daljeg tretmana ili ispuštanja. Odozgo, poseban uređaj za struganje uklanja flotacijski mulj - zagađivače nošene prema gore sa mjehurićima zraka u koncentrovanom obliku.

Glavna prednost tlačne flotacije je širok spektar primjena. Nedostaci uključuju prisustvo dodatnih uređaja (reagensi, saturator,pumpe) koje zauzimaju dosta prostora i treba ih automatizirati (na primjer, odabir doze reagensa). Određivanje količine reagensa igra veliku ulogu, jer će mala doza dovesti do nedovoljnog čišćenja (neće se sve male otopljene čestice ogrubiti), a velika doza može dovesti do činjenice da mjehurići neće izdržati težinu pahuljica i kolapsa, što će takođe dovesti do smanjenja efekta čišćenja.

Elektroflotaciona mašina

Ovu vrstu mašine za flotaciju otpadnih voda karakteriše jezgrovitost i lakoća rada. Suština metode je u elektrolizi tekućine koja se pročišćava i oslobađanju plinova iz elektroda. U flotatoru se odvija proces elektrolize: na katodi se oslobađa vodonik, a na anodi kisik. Pri korištenju topljivih elektroda (na primjer, aluminija ili željeza), voda je dodatno zasićena ionima metala s visokim stupnjem oksidacije, koji igra ulogu reagensa za stvaranje pahuljica zagađenja. Ovaj proces pomaže da se izoluje i istaloži još više zagađivača iz vode. S obzirom da prostor skimera nije veliki, u takvim uslovima ljuspice i mjehurići zraka se dobro slažu, što osigurava najveći učinak čišćenja.

Glavna prednost ovakvog uređaja je nepostojanje reagensa i drugih glomaznih uređaja, sa visokim stepenom prečišćavanja vode. Nedostaci uključuju veliku potrošnju energije i potrebu za opremom za uklanjanje vodonika.

flotacija mlaznice

U ovom slučaju posebnomlaznice za uvođenje vazduha u prerađenu vodu, koji se dovodi u skimmer, gde se razgrađuje u dvofaznu mešavinu. Prednost ove metode će biti manje habanje dijelova postrojenja, a samim tim i duži vijek trajanja.

Reagensi

Neke metode flotacije koriste sljedeće reagense za poboljšanje učinka čišćenja:

• reagensi za podešavanje pH su kiseline i alkalije koje se dodaju u vodu kako bi se osigurali normalni radni uslovi za koagulans i flokulant;
• koagulansi - reagensi koji pospješuju flokulaciju i predstavljaju soli željeza i aluminija;
• flokulanti su reagensi koji stvaraju veće i stabilnije ljuspice (flokule) i su poliakrilamidna jedinjenja.

Glavni nedostaci metode tretmana vode sa reagensima su potreba za prisustvom osoblja, kao i površina koja se mora dodijeliti za rezervoare i reaktore. Također je vrlo važno odabrati pravu dozu reagensa, što je moguće samo empirijski.