Die probleem van afvalwaterbehandeling is al vir baie dekades relevant. Die moeilikheid lê in die veroudering van metodes en toerusting, sowel as die opkoms van nuwe chemikalieë in huishoudelike chemikalieë en in produksie, wat heeltemal nuwe benaderings tot die verwydering daarvan uit afvalwater vereis. Een van die universele afvalwaterbehandelingsmetodes is flotasie. Afhangende van die eienskappe van die besoedelende stof, vereis dit slegs die vervanging van reagense en die regstelling van prosestoestande.
Afvalwaterbehandeling
Hierdie metode is suksesvol gebruik om afvalwater te behandel wat vesels, olieprodukte, olies en vette en ander stowwe bevat wat swak oplosbaar is in water. Afvalwater word eers in suspensie en emulsie oorgedra met spesiale stowwe.
Die flotasieproses maak staat op die vermoë van gasborrels om aan deeltjies te heg, wat hulle help om na die oppervlak van die vloeistof te dryf.
Algemene beginsels van die metode
Die eenvoudigste dryfkrag is die aanhegtingonoplosbare deeltjies (byvoorbeeld mineraal, olie of enige ander) na lugborrels. Die sukses van die suiwering hang af van die tempo waarteen 'n binding tussen die deeltjie en die borrels gevorm word, van die sterkte van hierdie binding en van die duur van die bestaan van hierdie kompleks. Wat op sy beurt bepaal word deur die aard van die deeltjies, die neiging om met water te benat, en die kenmerke van hul interaksie met reagense. Flotasie is dus 'n proses wat van baie faktore afhang.
'n Elementêre handeling kan deur een van die volgende meganismes uitgevoer word:
- borrels word onmiddellik in gesuspendeerde deeltjies gevorm;
- Suspensiedeeltjies heg aan 'n gasborrel wanneer hulle daarmee bots;
- 'n klein borrel word op die oppervlak van die deeltjie gevorm, wat by botsing met 'n ander kombineer en in volume toeneem.
Die kompleks, wat tydens die flotasieproses gevorm word, in 'n feitlik onbeweeglike medium kan slegs dryf onder die voorwaarde dat die opheffingskrag van die gasborrel groter is as die gewig van die deeltjie. Dit sal lei tot die vorming van 'n skuimlaag op die oppervlak van die behandelde water.
Boonop moet die oppervlakareas van borrels en deeltjies by die kontakpunt in 'n sekere verhouding wees. Kleefkragte neem toe in verhouding tot die grootte van die deeltjies kwadraat, aangesien die omtrek van hul verbinding beperk word deur die grootte van die grootste van hul vlakke. En die skeidingskrag hang direk af van die massa van die besoedelende deeltjie (d.w.s. sy lineêre afmetings in 'n kubus). Dus, wanneer 'n sekere deeltjiegrootte bereik word, oorskry die losmaakkragte die vasbytkragte. So virSuksesvolle uitvloeiwaterbehandeling deur flotasie is nie net belangrik vir die aard van die verhouding van suspensie met borrels nie, maar ook hul grootte.
Maniere om water met borrels te versadig
Daar is baie tegnieke wat die voorkoms van gasborrels in afvalwater verseker. Die hoofmetodes wat in flotasie gebruik word, is:
- Kompressie (of druk) metode gebaseer op die verhoging van die oplosbaarheid van lug in water met toenemende druk.
- Meganiese metode gebaseer op intensiewe vermenging van vloeistof met lug.
- Gee afvalwater deur poreuse materiale wat dit laat versprei.
- Elektriese metode gebaseer op die elektrolise van water, vergesel van die voorkoms van gasborrels.
- 'n Chemiese proses wat die vorming van borrels veroorsaak tydens chemiese reaksies van sekere reagense met afvalwaterkomponente.
- Vakuummetode gekenmerk deur drukvermindering.
Drukflotasie
Dit is die doeltreffendste vir die onttrekking van fyn en kolloïdale suspensies met lae konsentrasie. Gesuiwerde water is versadig met lug onder druk tot 7 MPa in 'n spesiale reaktor - versadiging. Na die vrystelling van water daaruit daal die druk skerp tot normaal (atmosferies), wat 'n intensiewe proses van lugborrels uitlok.
Om die doeltreffendheid van waterbehandeling aansienlik te verhoog, word flotasie gekombineer met stolling en flokkulasie. Beide hierdie benaderingsdra by tot 'n toename in die grootte van onopgeloste deeltjies. Koagulante is beide anorganiese verbindings, gewoonlik soute van ysteryster of aluminium, en sommige organiese stowwe. Flokkulante is spesiale polimere waarvan die molekules in 'n waterige medium 'n gelaaide netwerk vorm wat in staat is om besoedelende deeltjies aan te trek, wat lei tot die verskyning van flokkulente aggregate.
Installasies en vloeidiagramme
Installasies wat drukflotasie uitvoer, kan nie net binnenshuis geplaas word nie, maar ook buite hulle. Dus, eersgenoemde is geskik vir klein volumes, as die waterverbruik nie meer as 20 m3/h is nie, terwyl laasgenoemde 'n baie groter kapasiteit het. Gekombineerde plasing van strukture word dikwels gereël wanneer groot voorwerpe, byvoorbeeld 'n versadigingsmiddel en 'n flotasiesel, buite is, en pompe binne is.
In die geval van installasies in toestande van 'n moontlike afname in lugtemperatuur tot negatiewe waardes, is dit nodig om 'n skuimverhittingstelsel te voorsien. 'n Klassieke kompressieflotasieaanleg bestaan uit die volgende toerusting:
- Pomp vir vloeistoftoevoer.
- Kompressor vir die verskaffing van lug (of enige gas) na die waterbehandelingstelsel.
- Saturator (sy ander naam is 'n druktenk), waarin lug in afvalwater opgelos word.
- Flotasiekamers, as die proses voorsiening maak vir die stadium van vergrowing van gesuspendeerde deeltjies.
- Reagenstoestel, insluitend toestelle vir dosering enmeng reagense met die vloeistof wat gesuiwer moet word.
- Die skoonmaakprosesbeheerstelsel.
Tegnologiese skemas wat afvalwaterbehandeling deur drukflotasie behels, kan wees:
- Samestroom, wanneer die volle volume van die vloeistof wat gesuiwer moet word deur die versadigingsmiddel gaan.
- Hersirkuleer, wanneer slegs 20 - 50% van die verhelderde vloeistof deur die versadigingsmiddel gaan.
- Gedeeltelik direkte vloei, wanneer ongeveer 30 -70% van rou water die versadigingshouer binnegaan, en die res direk in die flotasiekamer ingevoer word.
Wanneer een van hierdie skemas gekies word, word die fisiese en chemiese eienskappe van die behandelde afvalwater, die vereistes vir die graad van behandeling, plaaslike toestande en ekonomiese aanwysers in ag geneem.
Elektroflotasie
Hierdie metode het in die tweede helfte van die 20ste eeu begin gebruik word. Toe is gevind dat elektrolise-gasse baie meer effektief is as inerte gasse of lug om die intensiteit van flotasie te verhoog. Dit maak dit moontlik om water-onoplosbare olieprodukte, smeerolies, swak oplosbare verbindings van swaar en nie-ysterhoudende metale, wat stabiele emulsies in afvalwater vorm, te isoleer. Maar bykomend tot elektrolise gasse, word die verwydering van sommige onsuiwerhede beïnvloed deur 'n kunsmatig geskep elektriese veld waarin gelaaide deeltjies na teenoorgestelde gelaaide elektrodes beweeg.
Beduidende nadele van elektroflotasie is lae produktiwiteit, hoë koste van elektrodes, slytasie en kontaminasie, en ontploffingsgevaar.
Skuimfraksioneringsmetode
Dit kom neer op die adsorpsie van opgeloste oppervlakaktiewe stowwe (oppervlakaktiewe stowwe) op gasborrels wat deur die oplossing opstyg. In hierdie geval word skuim intensief gevorm, verryk met die geadsorbeerde stof.
'n Belangrike toepassingsgebied vir hierdie tipe flotasie is die suiwering van water uit skoonmaakmiddels wat in wasserye gebruik word. Dit is ook geskik om geaktiveerde slyk van biochemiese behandeling te skei.
Ertsdressing
Die flotasieproses word suksesvol gebruik in die primêre verwerking van alle soorte erts, wat dit moontlik maak om 'n waardevolle fraksie met 'n hoë inhoud van metaal of sy verbindings te skei. Dit is gebaseer op verskille in die eienskappe van die oppervlak van die geskeide minerale.
Ertsflotasie is 'n driefase-proses:
- vaste fase is 'n gebreekte mineraal;
- vloeibare fase is pulp;
- die gasfase word gevorm deur lugborrels wat deur die pulp beweeg.
Flotasie kan skuimerig, filmagtig of olierig wees, afhangende van die vorm van die produk wat op die oppervlak van die vloeistoffase gevorm word.
