Очистка сточных вод флотацией

Постоянный рост объёмов промышленных и хозяйственно-бытовых стоков требует внедрения современных методов водоочистки. Очистка воды методом флотации позволяет эффективно удалять примеси, которые плохо поддаются обычному отстаиванию. Рассмотрим основные принципы, практическое применение, преимущества и недостатки флотации как метода очистки сточных вод.

Физико-химические основы и способы флотации

В основе метода лежит разность смачиваемости веществ (гидрофобность и гидрофильность). В объём стоков искусственно вводятся мелкие пузырьки воздуха. Загрязнения с гидрофобными (водоотталкивающими) свойствами самопроизвольно прилипают к пузырькам газа и образуют пенный слой, который легко удаляется специальными механическими скребками.

Основные виды флотационной очистки:

• Напорная. Воздух растворяется в воде под высоким давлением, а при сбросе давления выделяются миллионы микроскопических пузырьков, которые подхватывают загрязнения и выносят их на поверхность в виде пены.
• Механическая. Пузырьки образуются за счет интенсивного перемешивания жидкости ротором (импеллером). Образовавшаяся пена с загрязнениями снимается механическими лопастями в специальный лоток.
• Электрофлотация. Газы (водород и кислород) выделяются при прохождении через воду постоянного электрического тока. Микропузырьки газа прилипают к частицам загрязнений и поднимают их на поверхность.
• Ионная. Используются специальные химические реагенты (флотореагенты), которые связываются с целевыми ионами, образуя нерастворимые соединения, всплывающие на поверхность в виде пены. Применяется для удаления токсичных ионов тяжелых металлов (ртуть, свинец, хром) и радиоактивных изотопов.

Эффективное удаление различных типов загрязнений

Флотация эффективно удаляет жиры, масла, нефтепродукты и твердые нерастворимые примеси, которые оседают слишком медленно или имеют плотность ниже воды.

Этот способ также позволяет очистить стоки от мыла и поверхностно‑активных веществ (ПАВ), снижающих качество воды.

На городских очистных сооружениях флотационные установки используются для глубокой доочистки от фосфатов, а также для эффективного уплотнения избыточного активного ила.

Этот метод незаменим на промышленных предприятиях, пищевых производствах, автомойках и очистных станциях, где вода сильно загрязнена трудноосаждаемыми частицами.

Преимущества и недостатки флотационного метода

Основные плюсы:

• Высокая скорость очистки (в разы быстрее отстаивания);
• Стабильно высокая эффективность (удаляет 85-98% жиров, масел и ПАВ);
• Компактность оборудования (занимает в 2-3 раза меньше площади, чем классические отстойники);
• Возможность извлечения ценных компонентов из стоков.

Недостатки:

• Существенные энергозатраты на постоянную генерацию пузырьков;
• Необходимость использования дорогостоящих реагентов (в некоторых случаях);
• Образование больших объемов пенного продукта, требующего дальнейшего обезвоживания, сушки и утилизации.

Флотация занимает важное место в современных системах очистки сточных вод. Он особенно востребован при очистке стоков нефтеперерабатывающей, металлургической и пищевой промышленности. При грамотном подборе оборудования этот метод способен решить широкий спектр задач и обеспечить очистку от нерастворимых примесей и взвешенных веществ до 98%.