Průmyslové flotační stroje na čištění odpadních vod: typy, zařízení, princip činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Dnes jsou otázky životního prostředí v čele stolu téměř na každém zasedání světových vlád. Není žádným tajemstvím, že ekologie se stala novým náboženstvím 21. století. Rok 2017 byl v Rusku vyhlášen rokem ochrany životního prostředí, a proto je environmentální výchova jedním z úkolů pro tento rok.

Proč by se měla voda čistit?

Z celkové zásoby světového oceánu tvoří pouze 3 % sladká voda, z toho 68 % ledovce (nevhodné k pití), 30 % podzemní zdroje (často znečištěné půdou) a pouze 2 % tvoří pozemní zdroje zásobování vodou. Z globálního obrazu světa je jasné, že dostupnost čisté sladké vody není jen nutnost, ale někdy i luxus.

Odpadní voda vznikající při ekonomických činnostechpodniky obsahují velké množství znečišťujících látek v koncentracích překračujících přípustné a normativní hodnoty. Zpravidla se bavíme o těžkých kovech (železo, nikl, měď, olovo, rtuť, kadmium atd.), ropných produktech, nerozpuštěných látkách, hliníku, tenzidech (syntetické tenzidy, pro laika to je vše, co pění). Tyto látky, které se dostávají do vodních útvarů, narušují normální fungování vodních biogeocenóz, otravují půdu, vyvolávají růst modrozelených řas a jsou toxické pro zvířata. Tyto kontaminanty jsou také toxické pro člověka.

Lidské činnosti v obytných vícebytových a soukromých domech také vytvářejí velké množství znečišťujících látek. V podstatě se jedná o povrchově aktivní látky a organický odpad, ale do kanalizace se dostávají i soli kovů.

Co je to skimmer na odpadní vodu?

Floater je zařízení určené k odstraňování jemných nečistot z vody fyzikální a chemickou metodou. Relativně vzato jde o mechanismus jednoho z hlavních zpracovatelských modulů v inženýrství a technologii čištění odpadních vod. Právě na flotátoru probíhá hlavní separace rozpuštěných látek a čištění vody na standardní indikátory.

Průmyslové skimmery mohou být navrženy jak pro velké továrny, tak pro myčky aut, liší se velikostí a materiálem.

Hlavním úkolem flotátoru je izolovat a vysrážet z vody v ní rozpuštěné znečišťující látky a přenášet je donerozpustná forma. To vhání vzduch do spotřebiče, aby se zvýšil čisticí účinek.

Funkční princip stroje na flotaci odpadních vod

Princip činnosti flotátoru je založen na průchodu vzduchových bublinek čištěným médiem, aby se vytvořila pěna. Tato pěna se nazývá flotační kal, který se odstraňuje a vypouští do speciálních dehydratačních zařízení. Aby bubliny zachytily a odnesly nečistoty, je nutné nejprve přidat speciální látky – koagulanty a flokulanty. Tyto látky jsou vysoce přilnavé, což znamená, že pomáhají znečišťujícím látkám ulpívat na sobě a na vzduchových bublinách, čímž se tvoří takzvané vločky.

Bublina, která prochází z trysky nebo trysky dávkovače nahoru, s sebou zachycuje lepkavé nečistoty. Tento proces se provádí, dokud voda nedosáhne požadovaného čisticího účinku.

Složitost procesu je přesně vybrat dávku koagulantu a flokulantu tak, aby adhezní síla byla dostatečně vysoká, aby se přilepila k bublině, ale výsledné vločky nebyly příliš těžké, aby nepoškodily vzduch bublina.

Schéma zahrnující stroj na flotaci odpadních vod

Technologie, která předpokládá flotační stroj jako hlavní modul zpracování, vždy zahrnuje farmu činidel a zařízení se vzduchovými bublinami. Reagenční zařízení je nádoba s činidly (koagulanty, flokulanty, zásady pro úpravu pH) a reaktor pro míchání činidla s vodou.

Jako zařízení pro vytváření vzduchových bublin se zpravidla používá saturátor, což je komora pro míchání vzduchu s vodou za účelem vytvoření směsi voda-vzduch. Tato směs je poté odeslána do skimmeru. Saturační zařízení je vybaveno výkonným vzduchovým čerpadlem.

Spěňovač se nikdy nepoužívá samostatně, vždy je zahrnut do celkového schématu čištění vody. Kompletní schéma se zpravidla skládá z fází předběžného usazení, fyzikální a chemické úpravy (flotace nebo koagulátor) a následného mechanického čištění na filtrech.

Jinými slovy, skimmer nemůže zajistit veškeré čištění, je to pouze samostatná jednotka, která vyžaduje předúpravu a následnou úpravu. Pokud se do flotátoru dostane písek nebo jiné hrubé nečistoty, zařízení se porouchá. Toto zařízení také nemůže zajistit dezinfekci a kompletní čištění od ropných produktů. Proto je po něm nutná ultrafialová instalace a sorpční (nebo mechanické) filtry.

Schéma zapojení je založeno na procesu flotace. Flotace je úprava odpadní vody vzduchovými bublinami za účelem extrahování rozpustných a emulgovaných látek. Voda vstupuje do hlavního zpracovatelského modulu. Tam se v tlakovém (nebo beztlakovém) režimu dodává do reaktoru předem připravené činidlo. Vzduchové bubliny jsou také přiváděny do flotátoru pomocí saturačního zařízení. Ve vodní flotační nádrži se odpadní voda čistí pomocí činidel a vzduchových bublin a dalšíchčásti vloček ve formě flotačního kalu. Plovoucí kal je odstraňován z hladiny vody škrabkovým dopravníkem do sběrače kalu.

Tento kal je velmi nestabilní vůči mechanickým vibracím, proto je sbírán opatrně z hladiny vody, aby nedošlo k porušení pěny.

Flotační zařízení

Slootator je otevřená nádoba vyrobená z oceli nebo plastu, vybavená škrabkovým mechanismem pro sběr flotačního kalu a má na dně kónický tvar. Flotační nádrž předpokládá přítomnost trysek v ní pro dodávání směsi vzduchu a vody ze saturátoru, pro vypouštění flotačního kalu a nouzové vyprázdnění, pro dodávání odpadních vod a vypouštění vyčištěné vody. Instalace skimmeru se pro pohodlí obvykle nachází na místě údržby.

Typy skimmerů

Plováky pro čištění odpadních vod se vyznačují tím, jak je voda nasycena bublinkami a povahou bublin. Nejběžnější metody jsou mechanické, tlakové a elektroflotace. Tlaková flotace předpokládá přítomnost saturační komory a čerpací skupiny. Kromě toho se v této metodě často používají činidla. Elektroflotace nepotřebuje reagenční zařízení a saturátor, protože je založena na rozpouštění elektrod ve vodě.

Mechanická flotace

Mechanické (neboli oběžné kolo) předpokládá přítomnost míchadla, které při vysoké rychlosti otáčení rozbíjí vzduchové bubliny ve vodě. Tento typ úpravy vody je vhodný pro vodu náchylnou k pěnění a nasycenou plyny. V mechanické metodě nelze použít činidla, protože jsou turbulentníproudy vytvořené míchadlem jednoduše rozbijí vločky kontaminantů. V současné době není mechanická flotace běžná, protože jen zřídka poskytuje dostatečný čisticí účinek.

Tento segment čištění zpravidla zahrnuje flotační stroje na čištění odpadních vod z ropných produktů.

Tlaková flotace

V tomto případě jsou flotátory na čištění odpadních vod vybaveny saturačním zařízením a zařízením pro činidla. Saturátor je komora, do které je vstřikován vzduch o tlaku vyšším než je atmosférický. Médium připravené v saturátoru se nazývá směs vody a vzduchu. Toto je nejběžnější a nejčastěji používaný typ flotace. Proces čištění nastává díky předběžné úpravě vody činidlem (koagulantem nebo flokulantem) a následným ošetřením tlakem směsi voda-vzduch. Každá bublina plynu na sebe váže znečištění, protože má velkou přitažlivou sílu kvůli fázové hranici (voda-vzduch). Předúprava vody činidlem zlepšuje čištění, protože vytváří vločky (micely), které mají také určitou přitažlivou sílu. Hlavní část vody je odváděna potrubím vyčištěné vody k další úpravě nebo vypouštění. Shora speciální škrabací zařízení odstraňuje flotační kal - nečistoty unášené vzhůru vzduchovými bublinami v koncentrované formě.

Hlavní výhodou tlakové flotace je široká škála aplikací. Mezi nevýhody patří přítomnost přídavných zařízení (reagenční zařízení, saturátor,pumpy), které zabírají hodně místa a je třeba je automatizovat (například výběr dávky činidel). Určení množství činidla hraje velkou roli, protože malá dávka povede k nedostatečnému čištění (ne všechny malé rozpuštěné částice zhrubnou) a velká dávka může vést k tomu, že bubliny nevydrží váhu vloček a kolaps, což také povede ke snížení čisticího účinku.

Elektroflotační stroj

Tento typ stroje na flotaci odpadních vod se vyznačuje stručností a snadnou obsluhou. Podstata metody spočívá v elektrolýze čištěné kapaliny a uvolnění plynů z elektrod. Proces elektrolýzy probíhá ve flotátoru: vodík se uvolňuje na katodě, kyslík se uvolňuje na anodě. Při použití rozpustných elektrod (například hliníku nebo železa) je voda navíc nasycena kovovými ionty s vysokým stupněm oxidace, což hraje roli reagencií pro vytváření vloček znečištění. Tento proces pomáhá izolovat a vysrážet ještě více kontaminantů z vody. Vzhledem k tomu, že prostor skimmeru není velký, za takových podmínek se vločky a vzduchové bubliny dobře lepí k sobě, což zajišťuje nejvyšší čisticí účinek.

Hlavní výhodou takového zařízení je absence reagencií a jiných objemných zařízení s vysokým stupněm čištění vody. Mezi nevýhody patří vysoká spotřeba energie a potřeba zařízení na odstraňování vodíku.

Flotace trysky

V tomto případě speciálnítrysky k přivádění vzduchu do zpracovávané vody, která je přiváděna do skimmeru, kde se rozkládá na dvoufázovou směs. Výhodou této metody bude menší opotřebení částí zařízení a tím i delší životnost.

Zařízení pro činidla

Některé flotační metody používají ke zlepšení čisticího účinku následující činidla:

• činidla pro úpravu pH jsou kyseliny a zásady, které se přidávají do vody, aby zajistily normální pracovní podmínky pro koagulant a flokulant;
• koagulanty – činidla, která podporují vločkování a jsou to soli železa a hliníku;
• flokulanty jsou činidla, která vytvářejí větší a stabilnější vločky (vločky) a jsou to polyakrylamidové sloučeniny.

Hlavními nevýhodami použití reagenční metody úpravy vody je potřeba přítomnosti personálu a také prostor, který musí být vyhrazen pro nádrže a reaktory. Je také velmi důležité zvolit správnou dávku činidel, což je možné pouze empiricky.