Файл: Очистка промышленных сточных вод..pdf

200 м/сек, насыщение воды мелкими пузырьками возду­ ха при резком изменении давления (напорная и вакуум­ ная флотация) и др.

Рис. 15. Схема двухкамерной прямоточной флотационной установки:

Один из распространенных типов флотаторов, ис­ пользуемых при удалении из сточных вод эмульгирован­ ных нефтепродуктов, построен на принципе диспергиро­ вания воздуха турбиной насосного типа (импеллером) [58, 69]. Схема двухкамерной импеллерной флотаци­ онной машины конструкции завода Механобр, приспо­ собленной для очистки сточных вод от нефтепродуктов, показана на рис. 15. Сточная вода из приемного карма­ на поступает к импеллеру. Воздух засасывается им по специальной трубке. Над импеллером расположен ста­ тор в виде диска с отверстиями для внутренней цирку­ ляции воды. Импеллер перемешивает воду и воздух, и эту смесь выбрасывает из статора. Решетки, располо­ женные вокруг статора, способствуют богіее мелкому диспергированию воздуха в воде. Отстаивание пузырь­ ков воздуха происходит над решеткой. Пейа, содержа-

54

щая нефтепродукты, удаляется лопастным пеноснимателем. Из первой камеры вода поступает во вторую такой же конструкции, где происходит дополнительная очистка сточной воды.

Степень диспергирования воздуха зависит от окруж­ ной скорости вращения импеллера, которую принимают в пределах 12—15 м/сек. Диаметр импеллера принимает­ ся не более 750 мм. Зона, обслуживаемая импеллером, не должна превышать размеров квадрата со стороной 6dH (da — диаметр импеллера). Высота флотационной камеры Нф принимается равной 1,5—3 м, продолжитель­ ность флотации Тф — 20-4-30 мин. Производительность флотатора определяют по формуле

где da и Нф выражены в метрах, Тф — в минутах. Удельный расход воздуха т составляет 40—50 м3/ч

на 1 м2 поверхности флотационной камеры. Количество подаваемого импеллером воздуха

Необходимое количество флотационных камер мож­ но определить как отношение расхода сточной воды к производительности одной камеры, вычисленной по фор­ муле (15).

Недостатком импеллерных флотаторов является от­ носительно высокая обводненность пены. Особенно су­ щественным становится этот недостаток в тех случаях, когда основной целью флотации является извлечение растворенных поверхностно-активных веществ, так как большой объем воды в пене заставляет создавать допол­ нительные установки для ее обработки, также весьма громоздкие и довольно сложные, что удорожает очистку в целом.

55

В напорных флотаторах для диспергирования возду­ ха в воде используется изменение растворимости газов с изменением давления. Как известно qv — k p (здесь qr — количество газа, растворенного в единице объема жид­ кости; р — парциальное давление газа над жидкостью; k — коэффициент распределения). В напорном флотато­ ре воздух сперва нагнетается в воду под избыточным давлением и растворяется в ней, а затем вода, насыщен­ ная воздухом под повышенным давлением, выпускается в открытую камеру, находящуюся под атмосферным давлением. В результате растворимость воздуха в воде резко снижается, и избыточный воздух в количестве q r = k ( p — р а тм ) выделяется во всем объеме жидкости в виде мельчайших пузырьков.

В различных вариантах напорной флотации исполь­ зуют различные приемы для растворения воздуха в сточной воде под давлением. Воздух растворяют непо­ средственно во всем объеме очищаемой сточной воды либо вводят в часть очищенной воды, рециркулирующей в флотационной установке. В последнем случае объем перекачиваемой воды, естественно, значительно меньше, однако для насыщения воздухом всего объема ее давле­ ние, при котором растворяют воздух, увеличивают по сравнению с первым вариантом. Воздух с водой наибо­ лее целесообразно смешивать при помощи эжектора, который устанавливают на рециркуляционном трубопро­ воде, между напорной и всасывающей линиями насоса. Производительность эжектора выбирают таким образом, чтобы объем засасываемого воздуха составлял 3—5% от объема флотируемой воды. При этом следует иметь в виду, что при подаче во всасывающую линию насоса воздуха более 8—12% от объема перекачиваемой воды может наступить срыв подачи насоса.

Камера растворения, или напорная камера флотато­ ра, представляет собой цилиндрическую закрытую емкость, рассчитанную на пребывание в ней воды в те­

66

чение 2—3 мин, в которой поддерживается давление 0,3— 0,4 мн/м2. В камеру вода подается через эжектирующее устройство, обеспечивающее интенсивное перемешива­ ние воды и равномерное растворение воздуха во всем объеме жидкости. Через дросселирующее устройство (например, плоскую диафрагму) вода из напорной ка­ меры выпускается в открытую камеру флотатора, нахо­ дящуюся под атмосферным давлением, где и выделяется избыточный воздух в виде мельчайших пузырьков, фло­ тирующих эмульгированные взвешенные и коллоидные загрязнения сточной воды и сорбирующих растворенные ПАВ.

Для больших объемов сточных вод (до 900 м3/ч) Союзводоканалпроектом были запроектированы ра­ диальные флотаторы (рис. 16). Для объема сточных вод до 50 м3/ч разработаны конструкции прямоугольных мно­ гокамерных флотаторов [36]. Эффективность радиаль­ ных флотаторов напорного типа весьма высока. При очистке сточных вод от нефтепродуктов и масел без применения коагулянтов остаточная концентрация этих загрязнений в сточной воде не превышала 20—30 мг/л, а при введении в флотируемую воду коагулянта оказы­ валась еще меньшей. Применение многокамерных напор­ ных флотаторов в сочетании с нейтрализацией и коа­ гуляцией перспективно при очистке масло-эмульсионных сточных вод машиностроительных заводов.

В тех случаях, когда основной целью флотации является удаление из воды ПАВ, а общий объем сточных вод относительно невелик, могут применяться флотато­ ры, в которых воздух диспергируется нагнетанием че­ рез мелкопористые керамические или резиновые плиты или трубы. Пена может удаляться через пеноотводящие трубы, при этом достигается высокая степень ее обезво­ живания. В результате в таких флотаторах отношение

57

дальнейшую обработку или ликвидацию флотоконденсата. (Ѵо — объем сточной воды до флотации, Ѵп — объем воды в пене после флотации). Недостатком установки является опасность поломки пористых плит, что нару­ шает равномерность распределения воздуха по сечению флотокамеры и резко ухудшает общий эффект очистки

сточной воды.

В качестве примера эффективности напорной флота­

предприятия искусственного волокна. На этой установ­ ке воздух забирался из атмосферы через патрубок во ■всасывающей линии насоса, перекачивающего сточные воды в флотатор. Напорной камерой служит насос. В флотокамере была выделена отстойная зона, из ниж­ ней части которой отводили осветленную воду. Давле­ ние при растворении воздуха в камере насоса составля­ ло 3,5 ат. Время пребывания сточных вод в камере обра­ зования газовых пузырьков составляло 12—16, а в отстойной части флотатора — 20ч25 мин.

Таблица 10

Эффективность очистки сточных вод предприятия вискозного волокна методом напорной флотации |59|

Следует отметить, что сероводород и сероуглерод удаляются в результате отдувки летучих примесей при аэрации сточных вод. По-видимому, в таких случаях в

59

производственных установках необходимо предусмо­ треть меры против загрязнения атмосферы в непосред­ ственной близости от производственных помещении фло­

тоустановки.

Преимуществом флотационного осветления стоков от твердых взвешенных частиц является относительно низкая влажность шлама, накапливающегося в флото­ пене. Эта влажность снижается по мере увеличения дли­ тельности накопления шлама. Так, после накопления в течение 1 ч влажность шлама составляла 98%, а после накопления в течение 6 ч на поверхности отстойной ча­ сти флотокамеры влажность шлама уменьшилась до 94 /о, т. е. до полной потери текучести. Влажность шлама, полученного в отстойниках на вискозных предприятиях,

не ниже — 99—99,2 %.

В табл. 11 приведены данные, иллюстрирующие эф­ фективность извлечения неионогенного поверхностно­ активного вещества ОП-Ю из сточных вод текстильного предприятия флотацией в аппарате с диспергированием воздуха при помощи пористых пластин. Небольпюй от­ носительный объем флотопены облегчает ее дальнейшую обработку, например сорбционную, и делает установку

компактной и экономичной.

Таблица 11

Эффективность извлечения ОП-Ю из сточных вод на флотоустановке с диспергированием воздуха через пористые пластины

60