Reoveepuhastuse probleem on olnud aktuaalne juba mitu aastakümmet. Raskus seisneb meetodite ja seadmete vananemises, aga ka uute kemikaalide ilmumises kodukeemias ja tootmises, mis nõuavad täiesti uut lähenemist nende eemaldamisele reoveest. Üks universaalsetest reoveepuhastusmeetoditest on flotatsioon. Sõltuv alt saasteaine omadustest nõuab see ainult reaktiivide väljavahetamist ja protsessitingimuste korrigeerimist.
Reoveepuhastus
Seda meetodit on eduk alt kasutatud kiudaineid, naftasaadusi, õlisid ja rasvu ning muid vees halvasti lahustuvaid aineid sisaldava reovee puhastamiseks. Reovesi kantakse esm alt spetsiaalsete ainete abil suspensiooni ja emulsiooni.
Flotatsiooniprotsess põhineb gaasimullide võimel kinnituda osakeste külge, aidates neil vedeliku pinnale hõljuda.
Meetodi üldpõhimõtted
Lihtsaim flotatsiooni toiming on kinnitaminelahustumatud osakesed (nt mineraal, õli või mõni muu) õhumullidele. Puhastamise edukus sõltub osakese ja mullide vahelise sideme moodustumise kiirusest, selle sideme tugevusest ja selle kompleksi olemasolu kestusest. Selle omakorda määravad osakeste iseloom, kalduvus veega märguda ja nende koostoime tunnused reaktiividega. Seega on flotatsioon protsess, mis sõltub paljudest teguritest.
Lihttoimingu saab läbi viia ühe järgmistest mehhanismidest:
- mullid tekivad koheselt hõljuvates osakestes;
- Suspensiooniosakesed kinnituvad sellega kokkupõrkel gaasimulli külge;
- osakese pinnale moodustub väike mull, mis ühineb kokkupõrkel teisega ja suureneb mahult.
Pealikult liikumatus keskkonnas flotatsiooniprotsessi käigus tekkiv kompleks saab hõljuda ainult tingimusel, et gaasimulli tõstejõud on suurem kui osakese kaal. See põhjustab töödeldud vee pinnale vahukihi moodustumist.
Lisaks peavad mullide ja osakeste pinnad kokkupuutepunktis olema teatud vahekorras. Kleepumisjõud suurenevad proportsionaalselt osakeste ruudu suurusega, kuna nende ühenduse perimeetrit piirab nende suurima pinna suurus. Ja eraldusjõud sõltub otseselt saasteosakese massist (st selle joonmõõtmetest kuubis). Seega, kui osakeste teatud suurus on saavutatud, ületavad eraldumisjõud kleepumisjõude. Nii etEdukas heitvee puhastamine flotatsiooniga on oluline mitte ainult suspensiooni ja mullide suhte olemuse, vaid ka nende suuruse tõttu.
Viis vee mullidega küllastamiseks
On palju tehnikaid, mis tagavad gaasimullide tekkimise reovees. Peamised flotatsioonimeetodid on järgmised:
- Tihustamise (või rõhu) meetod, mis põhineb õhu lahustuvuse suurendamisel vees koos rõhu suurenemisega.
- Mehaaniline meetod, mis põhineb vedeliku intensiivsel segamisel õhuga.
- Reovee juhtimine läbi poorsete materjalide, põhjustades nende hajumise.
- Elektriline meetod, mis põhineb vee elektrolüüsil, millega kaasnevad gaasimullide ilmumine.
- Keemiline protsess, mis põhjustab mullide moodustumist teatud reagentide keemilise reaktsiooni käigus reoveekomponentidega.
- Vaakummeetod, mida iseloomustab rõhu vähendamine.
Rõhu flotatsioon
See on kõige tõhusam madala kontsentratsiooniga peente ja kolloidsete suspensioonide ekstraheerimiseks. Puhastatud vesi küllastatakse õhuga rõhu all kuni 7 MPa spetsiaalses reaktoris - küllastusseadmes. Pärast vee vabanemist sellest langeb rõhk järsult normaalseks (atmosfääriliseks), mis kutsub esile intensiivse õhumullide protsessi.
Veepuhastuse efektiivsuse oluliseks tõstmiseks kombineeritakse flotatsiooni koagulatsiooni ja flokulatsiooniga. Mõlemad lähenemisviisidaitavad kaasa lahustumata osakeste suuruse suurenemisele. Koagulandid on nii anorgaanilised ühendid, tavaliselt raud- või alumiiniumisoolad, kui ka mõned orgaanilised ained. Flokulandid on spetsiaalsed polümeerid, mille molekulid vesikeskkonnas moodustavad laetud võrgustiku, mis on võimeline saasteosakesi ligi tõmbama, mis põhjustab flokuleerivate agregaatide ilmumist.
Paigaldamised ja vooskeemid
Rõhu flotatsiooni teostavaid paigaldisi saab paigutada mitte ainult siseruumidesse, vaid ka väljapoole. Seega sobivad esimesed väikeste koguste jaoks, kui veetarbimine ei ületa 20 m3/h, samas kui viimastel on palju suurem võimsus. Konstruktsioonide kombineeritud paigutus korraldatakse sageli siis, kui suured objektid, näiteks küllastusseade ja flotatsioonielement, on väljas ja pumbad on siseruumides.
Paigalduste korral, kus õhutemperatuur võib langeda negatiivsete väärtusteni, on vaja varustada vahtküttesüsteemiga. Klassikaline kompressioonflotatsiooniseade koosneb järgmistest seadmetest:
- Pump vedeliku juurdevooluks.
- Kompressor õhu (või mis tahes gaasi) varustamiseks veetöötlussüsteemi.
- Saturator (teine nimi on survepaak), milles õhk lahustatakse heitvees.
- Flotatsioonikambrid, kui protsess näeb ette hõljuvate osakeste jämestamise etapi.
- Reaktiiviseade, sealhulgas seadmed doseerimiseks jareaktiivide segamine puhastatava vedelikuga.
- Puhastusprotsessi juhtimissüsteem.
Tehnoloogilised skeemid, mis hõlmavad reovee puhastamist surveflotatsiooniga, võivad olla järgmised:
- Koosvool, kui puhastatava vedeliku kogumaht läbib küllastaja.
- Retsirkulatsioon, kui ainult 20–50% selitatud vedelikust läbib küllastaja.
- Osaliselt otsevooluga, kui umbes 30–70% toorveest siseneb küllastuskambrisse ja ülejäänud osa juhitakse otse flotatsioonikambrisse.
Nendest skeemidest ühe valimisel võetakse arvesse puhastatud reovee füüsikalisi ja keemilisi omadusi, puhastusastmele esitatavaid nõudeid, kohalikke tingimusi ja majandusnäitajaid.
Elektroflotatsioon
Seda meetodit hakati kasutama 20. sajandi teisel poolel. Seejärel leiti, et elektrolüüsigaasid suurendavad flotatsiooni intensiivsust palju tõhusam alt kui inertgaasid või õhk. See võimaldab eraldada vees lahustumatuid naftasaadusi, määrdeõlisid, raskete ja värviliste metallide halvasti lahustuvaid ühendeid, mis moodustavad reovees stabiilseid emulsioone. Kuid lisaks elektrolüüsigaasidele mõjutab mõningate lisandite eemaldamist kunstlikult loodud elektriväli, milles laetud osakesed liiguvad vastupidiselt laetud elektroodide suunas.
Elektroflotatsiooni olulisteks puudusteks on madal tootlikkus, elektroodide kõrge hind, kulumine ja saastumine ning plahvatusoht.
Vahu fraktsioneerimise meetod
See taandub lahustunud pindaktiivsete ainete (pindaktiivsete ainete) adsorptsioonile läbi lahuse üles tõusvatel gaasimullidel. Sel juhul moodustub intensiivselt vaht, mis on rikastatud adsorbeeritud ainega.
Seda tüüpi flotatsiooni oluline kasutusvaldkond on vee puhastamine pesumajades kasutatavatest pesuvahenditest. See sobib ka biokeemilisest töötlemisest tekkiva aktiivmuda eraldamiseks.
Maagikaste
Flotatsiooniprotsessi kasutatakse eduk alt igasuguste maakide esmasel töötlemisel, mis võimaldab eraldada väärtuslikku suure metalli või selle ühendite sisaldusega fraktsiooni. See põhineb eraldatud mineraalide pinna omaduste erinevustel.
Maagi flotatsioon on kolmefaasiline protsess:
- tahke faas on purustatud mineraal;
- vedel faas on tselluloos;
- gaasifaasi moodustavad paberimassi läbivad õhumullid.
Flotatsioon võib olla vahutav, kileline või õline, olenev alt vedela faasi pinnale moodustunud toote kujust.
