Flotacija je odstranjevanje finih nečistoč, ki se ne morejo omočiti, iz odpadne vode s pomočjo posebej ustvarjenih plinskih mehurčkov. Umazana pena, ki pri tem nastane, konča na površini in se izloči. Za delovanje se uporabljajo različne vrste naprav - flotatorji. Učinkovitost procesa je v veliki meri odvisna od njihovih tehničnih lastnosti, produktivnosti in avtomatizacije.
Zasnova in namen flotatorjev
Čiščenje tekočine se izvaja s flotacijskimi bloki. Glavne komponente naprav so:
- posoda s črpalko, ki meša kisik s tekočino in reagenti;
- flotacijski rezervoar z ventilom za odstranjevanje odvečnega zraka;
- razplinjevalec za odstranitev preostalega kisika.
Flotacijski bloki se ne uporabljajo kot samostojna orodja za čiščenje. Uporabljajo se v kombinaciji v čistilnih napravah industrijskih podjetij in avtopralnic, saj zahtevajo pripravo - mehansko čiščenje odplak.
Akcijski diagram
Načelo delovanja flotacijske enote je precej preprosto:
- Odpadna voda vstopi v delovni rezervoar, kjer se obogati s finim zrakom.
- Mešanica vstopi v flotacijsko komoro, kjer hidrofobni ostanki medsebojno delujejo s plinskimi mehurčki.
- Plast, ki ločuje hidrofobne delce in zračne mehurčke, se postopoma zmanjšuje in lomi. To je razloženo s spremembo površinske napetosti vode.
Posledično se na površini tekočine pojavi umazana pena. Njegovo odstranjevanje poteka s posebnimi grabljicami.
Flotacija v napravah je prisilni proces, ko se umetno zmanjša gostota odpadnih delcev.
Tehnike flotacije
- mehanski;
- pritisk;
- vakuum;
- biološki;
- elektrokemični.
Tlačna flotacija je preprosta metoda čiščenja odpadne vode, pri kateri se tekočini dodajo reagenti in s črpalko dovaja kisik pod visokim pritiskom. Mehurčki nastajajo po celotni prostornini odplak. Ta metoda se pogosto uporablja za čiščenje tekočine iz aktivnega blata. Tehnologija zahteva prisotnost nasičene komore.
Elektroflotatorji te enote nimajo. Tehnika ne zahteva elektroflotacije ali reagentov. Vključuje odstranjevanje suspendirane snovi iz tekočine z uporabo električnega toka. Postopek elektrolize poteka v elektroflotatorju: na katodi se sprošča vodik, na anodi pa kisik.
Načelo delovanja vakuumske naprave je znižanje tlaka pod atmosferski tlak v flotacijskem rezervoarju. Pri tem se sprosti zrak, raztopljen v vodi.
Biološka flotacija je segrevanje usedline po primarnem čiščenju s paro in večdnevno usedanje.Nastale bakterije sproščajo plinske mehurčke. Zahvaljujoč njim se delci blata flotirajo v plast pene, kjer se stisnejo in odstranijo vodo. V petih dneh se lahko vsebnost vlage zmanjša na 80 odstotkov, kar olajša kasnejšo obdelavo.
Značilnosti mehanske flotacije
Obstaja več flotacijskih metod za mehansko čiščenje odpadne vode:
- Tekočina se meša s posebnim rotorjem z rezili. Ta metoda čiščenja se izvaja brez pritiska in je zelo primerna za odstranjevanje grobih in vlaknastih nečistoč iz vode - las, niti, volne.
- Odpadna voda se odvaja v centrifugo (impeler). Tam se mešajo in pridobijo homogeno strukturo. Ko se onesnažena voda premika, se obogati s kisikom in nastanejo majhni mehurčki. Lahko pritegnejo celo ostanke naftnih derivatov.
- Odpadna voda se obogati z zrakom s pomočjo posebnih cevi, ki se nahajajo na dnu sprejemne komore. Metoda se imenuje pnevmatska. Uporablja se, kadar je potrebno prečistiti odpadno vodo, ki je agresivna za predelavo v impelerski ali prostotočni napravi.
Med tlačno obdelavo je stopnja čiščenja odvisna od hitrosti vrtenja rotorjev - višja kot je, bolje je. Vendar morate izračunati natančen pospešek. Na določeni stopnji se poveča turbulenca toka in kosmiči drobirja se lahko zrušijo, kar zmanjša učinkovitost procesa.
Čiščenje kanalizacijskih tekočin v mehanskih flotacijskih enotah se uporablja, kadar tekočina vsebuje lahke hidrofobne nečistoče - maščobe, ostanke olja, olja.
Če odpadna voda vsebuje nečistoče, ki zahtevajo agregacijo, je treba dati prednost drugi metodi.Zaradi velike turbulence se molekule onesnaževalcev uničijo, kakovost čiščenja pa se močno zmanjša.
Kompromis med mehansko in tlačno metodo je nasičenje vode s kisikom z uporabo poroznega materiala. Smer pretoka zraka tukaj poteka skozi posebne plošče z režami. Tanjše kot so luknje v plošči, manjši so zračni mehurčki in boljše je čiščenje.
Prednosti in slabosti
Uporaba flotacijskih naprav ima tako prednosti kot slabosti. Prednosti vključujejo:
- enostavnost vzdrževanja stroja;
- nizki stroški večine metod;
- visoka kakovost in hitrost čiščenja odpadnih voda.
S tehniko lahko odstranite večino drobnih nečistoč, ne pa vseh. Pomanjkljivosti vključujejo tudi potrebo po dodatni uporabi reagentov za povečanje stopnje hidrofobnosti delcev blata. Pri uporabi električnega flotatorja je treba napravo natančno nastaviti za ustvarjanje mehurčkov potrebnega premera.
Uporabljeni reagenti
- koagulanti - reagenti, ki spodbujajo nastanek kosmičev in so železove in aluminijeve soli;
- flokulanti (poliakrilamidne spojine) – snovi, ki tvorijo večje in stabilnejše kosmiče (flokule);
- kislinski in alkalni reagenti, ki vam omogočajo uravnavanje pH. Dodajajo se vodi, da se zagotovijo normalni pogoji delovanja prejšnjih dveh vrst reagentov.
Za stabilizacijo nastajanja pene se uporabljajo tudi borovo olje, fenoli in krezol. Pomagajo zaščititi zračne mehurčke pred uničenjem, zaradi česar so elastični. To pomaga odstraniti več onesnaževalcev iz kanalizacije.
Uporaba kemičnih reagentov za izboljšanje procesa zahteva natančno izbiro doziranja, kar je mogoče doseči le eksperimentalno.
Kaj določa kakovost čiščenja?
Na učinkovitost tehnike vplivajo naslednji dejavniki:
- odpornost zračnih mehurčkov na uničenje;
- enakomernost tvorbe pene;
- stopnja hidrofobnosti delcev - višji kot je ta indikator, bolj aktivno delujejo z zračnimi mehurčki.
Pomembna je tudi velikost mehurčkov. Velike hitro izplavajo in nimajo časa zajeti molekule nečistoč, majhne pa so manj vzdržljive.
Uporaba flotacijskih tehnik je nepogrešljiva pri čiščenju odpadne vode pred maščobami, vlaknastimi vključki, naftnimi derivati in drugimi onesnaževalci, ki se ne morejo usedati. Ta metoda se uporablja za čiščenje kanalizacije in predelavo mineralov.
