Пневматична, імпелерна і струминна флотація

 

Флотація з диспергуванням повітря через пористі матеріали може бути здійснена при одержанні дуже дрібних пухирців повітря, що здатні флотувати забруднення яки містяться в стічній рідині . При цьому необхідно дотримувати визначені умови. Ці умови повинні перешкоджати злиттю й укрупненню пухирців і сприяти їх стабілізації. До них відносяться: відносно невелика швидкість витікання повітря з отворів, досить велика відстань між отворами, наявність у стічній рідині піноутворювач.

Конструкція флотаційної установки з диспергуванням повітря через пористі матеріали приведена на мал.30. Вона являє собою резервуар з горизонтальним рухом води. Повітря у флотоційу камеру подається через мілкопористі фільтроси, покладені на дні. Флотоційний шлам приділяється за допомогою скребкового транспортера через лоток, що відводить.

Рис.30.Флотоційна установка з диспергуванням повітря

через пористі матеріали.

 

1.Подача стічних вод; 2.Відвід очищених стічних вод; 3.Подача повітря; 4.Мілкопористі фільтросні пластини; 5.Скребковий механізм; 6.Лоток для відводу флотоційного шламу.

 

Розрахункові параметри установки по досвідченим даним при очищенні смоло- і нафтоутримуючих стічних вод наступні:

* розмір отворів (пір) у пористих матеріалах - 4-20мкм;

* тиск повітря 0,1-0,2МПа;

* витрата повітря 0,24-0,31м³/м³;

* тривалість флотації 20-30хв;

* робочий рівень у резервуарі до флотації 1,5-2,0м.

Рівень води під час флотації збільшується в залежності від витрати повітря на 6- 56%.

Застосування флотації з диспергуванням повітря через пористі матеріали рекомендується також для видалення СПАР пінною сепарацією.

Флотоціні установки з механічним диспергуванням повітря в імпелерних машинах знайшли широке застосування при збагаченні корисних копалин і можуть бути використані для очищення стічних вод. Конструкція імпелерної флотоціної установки зображена на мал.31. Імпелер являє собою робоче колесо з великою кількістю лопаток. При обертанні імпелера в його корпус підсмоктується стічна рідина і повітря через повітряну трубку. Обертовими лопатками повітря і стічна рідина перемішуються й у виді емульсії викидаються з корпуса. Навколо корпуса розташованаі ґрати, що служать для заспокоєння потоку. У цій зоні створюється безліч вихрових потоків,яки подрібнюють пухирці повітря. Ступінь здрібнювання пухирців залежить від окружної швидкості обертання імпелера, що у свою чергу впливає на ефективність очищення. Над ґратами відбувається спливання пухирців із прилиплими до них частками забруднень. Флотоційний шлам, що утвориться на поверхні води віддаляється спеціальними шкребками.

Рис.31. Імпелерна флотоціна установка.

 

1.Подача стічних вод; 2.Відвід очищених стічних вод; 3.Імпелер; 4.Повітряна трубка.

 

По досвідченим даним, отриманим при очищенні стічних вод нафтопромислів, досить високого ефекту очищення від нафти можна досягти при окружній швидкості імпелера 12,5-15м/с, насиченні повітрям стічних вод у кількості 0,52м³/м³ і тривалості флотації 20-30хв. Застосування імпелерної флотації доцільно при очищенні стічних вод з високою концентрацією (понад 2000-3000мг/л) нерозчинні домішки, а також для пінної сепарації.

Розрахунок імпелерної флотоційної установки роблять у такій послідовності. Експериментальним шляхом установлюють тривалість флотації і величину окружної швидкості обертання імпелера.

Повну висоту флотоціної камери встановлюють не більш 3,0м. Камеру влаштовують квадратної в плані. Довжину сторони з умов гарного насичення повітрям всього обсягу рідини в камері приймають рівної:

, де

d - діаметр імпелера, м.

Тоді площа камери:

.

Робочий обсяг камери:

,

h - висота водоповітряної суміші (робоча висота) у камері, м.

,де

Н_СТ - статичний рівень води в камері (до флотації), м.

- щільність аерованої рідини, т/м³, орієнтовно приймається 0,67т/м³.

Статичний рівень у камері, м:

Н_СТ = , де

U - окружна швидкість обертання імпелера, м/с.

- коефіцієнт напору прийнятий 0,2-0,3.

Кількість імпелерных установок, необхідне для обробки добової витрати стічних вод:

,

t - тривалість флотації, хв.

а - коефіцієнт аерації, виражається обсягом повітря, що приходиться на один обсяг води

(0,35-0,5).

Потужність мотора імпелера дорівнює, квт.

, де

- к.п.д. імпелера;

- секундна витрата аерованої рідини, л/с.

.

Здрібнювання пухирців повітря в струминних процесах досягають шляхом подачі води, що очищається, під тиском через спеціальні сопла, розташовані над поверхнею води у флотоціної камері. Місце входу струменя обмежено, наприклад трубою , зануреної у воду на глибину 1,5-2,0м і виступаючої над поверхнею на 1,0-1,5м. Швидкість виходу води із сопла 15-20м/с. За рахунок інжекції повітря захоплюється струменем води і диспергується за рахунок завихрень потоку. При русі потоку по трубі униз відбувається виділення великих пухирців, не придатних для флотації і з нижнього торця труби у флотоціну камеру надходять тільки пухирці необхідної крупности. Діаметр труби визначається з розрахунку середньої швидкості руху води 0,06-0,08м/с. Крупність пухирців повітря регулюється висотою розміщення сопла над поверхнею води. Зі збільшенням цієї висоти крупность пухирців збільшується. Тривалість флотації при такому диспергуванні складає 20-30хв, але в кожнім конкретному випадку її встановлюють експериментально. Глибину флотоціної камери приймають 2,5-3,0м. Обсяг флотоційної камери може бути знайдений по формулі:

W = , де

Q - максимальний вартовий витрата стічних вод;

t - тривалість флотації, хв;

а - коефіцієнт аерації (0,1-0,2).

 

ЛЕКЦІЯ 15