Како флотацијата со растворен воздух го одвојува масното и цврстите честички од фабричката вода?

Отпадните води од фабриките често содржат отпорни загадувачи како што се маслото, мастила и суспендирани цврсти честички кои не се таложат со конвенционални методи. Апарат за дисолвиран воздух во флотовање се претвори во критична технологија во индустриската обработка на вода бидејќи користи инженерски дефинирани физички принципи за подигање на овие загадувачи на површината, каде што можат да се отстранат со скимирање. Овој метод фундаментално се разликува од таложењето засновано на гравитација, па затоа е идеален за одвојување на леки масла, емулгирани соединенија и фини цврсти честички кои инаку би останале суспендирани во водата.

Разбирање на тоа како апарат за дисолвиран воздух во флотовање работи открива зошто функционира толку ефикасно во преработката на храна, нафта, производството на хемиски производи и рекуперацијата на отпадни води. Системот се потпира на прецизна контрола на заситеноста на воздухот, динамиката на нуклеација на мехурчињата и оптималниот однос на воздух кон цврсти честички за создавање услови каде што загадувачите се прикачуваат на микроскопските мехурчиња и се искачуваат како концентриран слој на муљ. Овој член ги објаснува основните механизми кои овозможуваат оваа сепарација и оперативните фактори кои одредуваат успехот на третманот.

Основниот механизам на процесот на нуклеација на мехурчињата

Како растворениот воздух создава сепарација

Основата на ефикасното апарат за дисолвиран воздух во флотовање третманот се состои во тоа како воздухот се раствора во вода под притисок, а потоа се ослободува како мали мехурчиња. Во комората за заситување, водата под притисок ги апсорбира молекулите на воздухот на молекуларно ниво, создавајќи заситена раствор. Кога притисокот изведнаво ќе опадне кога водата влезе во флотационата резервоар, растворениот воздух излегува од растворот како микромехурчиња, обично со пречник од 20 до 100 микрометри. Овие екстремно мали мехурчиња имаат огромна површина во однос на нивниот волумен, што ги прави многу ефикасни во заробувањето на капки масло и суспендирани честички.

Процес на формирање на мехурчиња во акција

Цевките процес на формирање на мехурчиња започнува кога притиснатата, со воздух наситена вода минува низ вентил за намалување на притисокот во флотационата комора. Изведното намалување на притисокот предизвикува ширење на растворениот воздух и нуклеација околу суспендираните честички, што создава агрегати од мехурчиња и честички. Овие агрегати стануваат плавајачки и се движат нагоре, концентрирајќи се на површината каде што скимерот ги отстранува талогот. Процесот на нуклеација на мехурчињата е извонредно ефикасен бидејќи мехурчињата се формираат директно на површините на честичките, а не ги поместуваат честичките преку чиста плавајачка сила, што создава посилна прилепливост и побрзи стапки на сепарација во споредба со поголемите, конвенционално генерирани мехурчиња.

Контрола на притисокот на наситување и однос на воздух кон цврсти материи

Оптимизирање на контролата на притисокот на наситување

Постигнување оптимално контрола на притисокот на наситување е суштински важен за постојана перформанса на флотацијата со растворен воздух. Камерата за заситување работи под притисоци кои обично се помеѓу 40 и 60 фунти по квадратен инч, во зависност од целната концентрација на воздух и карактеристиките на влезниот тек. Повисоките притисоци за заситување раствораат повеќе воздух во рециркулациониот тек, но прекумерниот притисок ги зголемува енергетските трошоци без пропорционални добивки во третманот. Операторите мора да го балансираат притисокот за заситување така што ќе одговара на специфичниот однос на воздух кон цврсти материи кој е потребен од нивниот отпаден тек, бидејќи различните товари на загадувачи и големини на честичките барaat различни количини воздух за оптимално одвојување.

Управување со односот воздух–цврсти материи за максимална ефикасност

Цевките однос на воздух кон цврсти материи претставува масата на доведен воздух во однос на масата на суспендирани чврсти материи и масло присутни во влезниот тек. Повеќето индустријални примени баратаат однос воздух-чврсти материи помеѓу 0,02 и 0,1, што значи 0,02 до 0,1 килограм воздух по килограм загадувач. Односите под 0,02 резултираат со недоволно прилепување на мехурчињата, додека односите над 0,1 губат воздух и зголемуваат оперативните трошоци. Пресметувањето на точниот однос воздух-чврсти материи вклучува анализа на концентрацијата на чврсти материи во влезниот тек, содржината на масло, распределбата на големината на честичките и специфичната тежина на загадувачите. Системите за контрола на процесот постојано ги прилагодуваат контролата на притисокот на заситување и стапките на рециклирање на текот за да се одржи целниот однос воздух-чврсти материи при менувачки влезни услови, осигурувајќи последователно отстранување на целните загадувачи од флотационата резервоар.

Површински товари и влијание на дизајнот на флотациона резервоар

Како површинскиот товар влијае врз сепарацијата

Површинското оптоварување, измерено во галони по минута по квадратен фут на површината на флотацијската резервоар, директно влијае врз ефикасноста на системот за флотација со растворен воздух. Типичните вредности за површинско оптоварување се од 2 до 4 галони по минута по квадратен фут, што овозможува доволно време на престој за формирање и издигање на агрегатите на мехурчиња и честички. Повисокото површинско оптоварување забрзува протокот, но намалува времето на контакт помеѓу мехурчињата и честичките, што зголемува непотполно одделување на маснотии и цврсти честички. Оптималното површинско оптоварување зависи од специфичните карактеристики на отпадната течност, ефикасноста на процесот на нуклеација на мехурчињата и бараното квалитет на излезната вода. Пре-мали флотацијски резервоари работат со прекумерно површинско оптоварување и даваат лошо одделување, додека пре-големите резервоари зголемуваат капиталните трошоци без пропорционално подобрување на третманот.

Отстранување на мутина и континуирана работа

Додека флотацијата на талогот се собира на површината на водата, механичките скимери постојано го отстрануваат овој концентриран слој, кој може да содржи 3 до 8 проценти цврсти материи во споредба со влезните концентрации од 0,5 до 2 проценти. Ова концентрација на талогот ја подобрува ефикасноста на следните процеси на одводнување и ја намалува цената за отстранување. Системот за контрола на притисокот на заситување го одржува постојано создавање на меурчиња во текот на времето на задршка, осигурувајќи флотација на талогот низ целата ширина на резервоарот. Резервоарите за флотација со растворен воздух обично работат 24 часа дневно без прекин, со само периодична одржувачка проверка за калибрација на сензорите за заситување со воздух, инспекција на лезовите на скимерите и потврда на функционирањето на клапата за контрола на притисокот на заситување.

Често поставувани прашања

Зошто флотацијата со растворен воздух работи подобро од конвенционалното таложење за отстранување на маснотии?

Flotacijata so rastvoreni vozdušni meurčiña aktivno podigja masnotii i laka čvrsti materija kon površinata so mikroskopski meurčiña, dodeka konvencionalnoto taloženje se oslanja na gravitacijata za povlekuvanje na teškite čestici nadolu. Masnotiite, koi imaat pomala gustina od vodata, voopšto ne bi se taložile so metodite zasnovani na gravitacija. Procesot na nukleacija na meurčiña kreira privrzuvanje među gasot i kontaminantite, što go obrnuva ponašanjeto pri taloženje, pa flotacijata e idealna za emulgirani masnotii i suspendirani čvrsti materii koi ostanuvoat vo suspendirano sostojba beskonečno dolgo vo rezervoarite za taloženje zasnovani na gravitacija.

Kako kontrolata na pritisokot na zasićenost vlijae na trošocite za tretman?

Контролот на притисокот на заситување директно влијае врз потрошувачката на енергија, бидејќи повисоките притисоци бараат повеќе моќност од компресорот за да се раствори воздухот во водата. Прекумерниот притисок на заситување ги зголемува експлоатационите трошоци без подобрување на односот воздух-цврсти материи над она што влезната вода всушност бара. Операторите го оптимизираат контролот на притисокот на заситување до минималниот ниво што постигнува потребната концентрација на растворен воздух, со што се балансира перформансот на третманот спротивно на трошоците за енергија и се проширува сервисниот век на опремата.

Кои отпадни течности имаат најголема корист од системите за флотација со растворен воздух?

Објектите за преработка на храна, рафинериите на нафта, фабриките за производство на хемиски производи и системите за третман на градските отпадни води се сите потпираат на флотација со растворен воздух за обработка на отпадните течности што содржат емулгирани масла, мазнина, суспендирани цврсти честички и биолошки материи. Секој индустриски процес што произведува отпадни води со плавајќи загадувачи, леки масла или мелки суспендирани честички кои не се таложат под дејство на гравитацијата, има предност од технологијата за флотација со растворен воздух. Односот воздух-цврсти материи и процесот на нуклеација на мехурчиња овозможуваат третман на тешки отпадни течности што конвенционалните методи не можат доволно да ги очистат.