26452-1 (741068), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Прикрепившиеся к пузырькам частицы всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной воде.

Сущность производственных флотационных процессов заключается в том, что искусственно созданный в жидкой среде восходящий поток газовых пузырьков захватывает и уносит с собой к поверхности жидкости частицы жира, взвеси, образуя слой пены. Пена удаляется различными устройствами с поверхности очищаемой жидкости на дальнейшую обработку.

В зависимости от способа насыщения сточной жидкости различают следующие методы флотации: импеллерную, напорную, электрофлотацию.

Способ импеллерной флотации осуществляют с помощью импеллерного типа машин, которые представляют собой квадратный резервуар, в нижней части которого расположена турбинка - импеллер, соединенная приводом с электродвигателем находящимся над флотационной машиной.

Комплекс очистных сооружений с импеллерными флотомашинами состоит из двух групп сооружений: для очистки сточной жидкости и обработки изъятых в виде пены загрязнений (пенного продукта). Импеллерные машины устанавливаются последовательно от 4 до 5 флотационных машин по две камеры в каждой. Производительность их рассчитывается на 10-минутную продолжительность флотации. Эффект извлечения жиров и взвесей при таком режиме работы составляет 62-64% ( ). При увеличении продолжительности флотации до 20-минут эффект извлечения жиров и взвесей может составить 68-77 %.

Однако увеличение продолжительности флотации сопровождается ростом объемов декантата, загрязненного жирами и взвесями, которые необходимо направлять на повторную очистку. Это снижает экономичность способа.

Несмотря на хорошую аэрацию, возможности импеллерной флотации ограничены, так как размер основной массы пузырьков газа, получаемых в машинах, относительно велик: 0,5-1,2 мм. Кроме того, они энергоемки - на 1 м³ очищаемой сточной воды затрачивается до 2,6 кВт/ч электроэнергии. К числу недостатков установок с импеллерной флотацией следует отнести также невозможность использования реагентов. Весьма существенный недостаток - образование больших количеств флотоконцентрата за счет перелива воды.

Известен метод пневматической флотации, которую осуществляют вводя под напором воздух в жидкость и диспергируя его с помощью пористых материалов. Разновидностью является пенная сепарация, отличающаяся от других видов флотации тем, что очищаемая вода подается во флотатор на сформированный в результате барботирования воздуха пенный слой, т.е. очищаемая жидкость движется навстречу потоку тонко диспергированного воздуха, который, создавая пенный слой, обеспечивает необходимую продолжительность пребывания частиц загрязнений в пене. Попадая в пенный слой, частицы загрязнений закрепляются не только на поверхности пузырьков воздуха, но и на поверхности гидрофобных частиц, которые ранее закрепились на воздушных пузырьках. В результате создается развитая поверхность пены, которая позволяет сократить продолжительность флотации. В машинах пенной сепарации в качестве аэраторов используют специальные перфорированные резиновые трубки, собранные в кассеты.

Проведенные исследования показали, что этот метод дает эффект очистки по жирам 90-95%, по взвешенным веществам 90-96%.

К недостаткам метода можно отнести то, что воздух, поступающий во флотационные камеры плохо диспергирует, в результате чего образуются воздушные пузырьки повышенной крупности, что отрицательно сказывается на протекании процесса.

Метод напорной флотации заключается в насыщении сточной воды газом (воздухом) под избыточным давлением, с последующим снижением давления до атмосферного. При этом происходит интенсивная десорбция газа и выделение большого количества мельчайших пузырьков ( ). Пузырьки с прилипшими к ним частичками жира и взвеси всплывают, что позволяет значительно ускорить процесс выделения жировых веществ из сточных вод.

Однако, как показал опыт промышленной эксплуатации таких установок, эффект очистки жиросодержащих сточных вод не превышает 50-60%
( ).

К основным конструктивным недостаткам относятся использование напорного резервуара барботажного типа, не обеспечивающего достаточного насыщения сточных вод воздухом; распределение сточной воды во флотаторе с помощью перфорированных труб, которые быстро забиваются жиром и взвешенными веществами.

В Курском институте экологической безопасности выпускается ряд высокоэффективных модульных установок напорной флотации с 2-х и 3-х ступенчатой очисткой с производительностью до 20 м³/ч в сочетании с самотечными и напорными фильтрами и адсорберами для извлечения из сточных вод нефтепродуктов, масел, жиров, взвешенных веществ, ПАВ и т.д.

Особенности конструкции модулей - обеспечение всех функций установки от одного насоса и возможность дополнительного 12-го рецикла воды в установках за счет системы электродов, чем и достигается высокая степень очистки: эффект очистки по взвешенным веществам составляет 90-95%, эффект по жирам - 80-95%.

Установки малоэнергоемки, обеспечивают оборотное водоснабжение, не требуют много места и больших капитальных вложений, эффективно работают как локальные установки, так и в составе очистных сооружений ( ).

Разработанная и испытанная в условиях опытно-промышленного производства новая конструкция флотатора способна обеспечить более надежную и стабильную работу очистной установки. Эффективность работы такой установки напорной флотации составляет по жирам - 86-88%, по взвешенным веществам до 95%, по ХПК около 60% ( ).

Для очистки сточных вод колбасных цехов колбасных цехов малой мощности отечественной фирмой "Флотекс" предложена флотационная установка колонного типа со струйно-эжекторным аэратором (ФКСЭ). Установка смонтирована на некоторых предприятиях горрода Москвы.

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Из канализационной насосной станции (КНС) сточную жидкость насосом подают в верхнюю часть флотационной колонны. Насыщение жидкости воздухом осуществляется с помощью помощью струйно-эжекторного аэратора. Сточную воду прошедшую первичную обработку направляют на вторую ступень флотации. Очищенная вода сбрасывается в канализацию, а пенный продукт, образующийся на двух ступенях очистки, направляют в сборник пенного продукта. После отстаивания воду декантируют, а жиромассу выгружают в емкости.

Однако применение этой установки без привлечения средств дестабилизирующих коллоидную систему сточных вод мясоперерабатывающего производства и создания условий для эффективного выделения коагулированной взвеси не обеспечиваает необходимого уровня очистки стоков.

Процесс выделения из жидкости взвешенных частиц путем их флотации газовыми пузырьками, получаемыми при электролизе воды, называют электрофлотацией. В процессе электролиза выделяются электролизные газы: водород, кислород, азот, хлор. Основная часть газов - водород. Преимущество электрофлотации заключается в том, что обеспечивается генерация газовых пузырьков весьма тонкой дисперсности - от 10 до 200 мкм, причем на долю пузырьков от 25 до 40 мкм приходится более 50% ( ). Поверхность пузырьков малого размера обладает большой свободной поверхностной энергией, создает более благоприятный гидрологический режим в зоне флотации, что увеличивает эффект отчистки.

Положительным также является и то, что при электрофлотации можно в широком диапазоне изменять дисперсность и гранулометрический состав пузырьков путем изменения величины и плотности тока, что имеет большое значение в достижении оптимальных условий для извлечения жировых частиц любых размеров. Наличие солей в сточной воде обеспечивает необходимую электропроводность воды и делает процесс экономически целесообразным.

Исследования, выполненные ( ) с целью выяснения возможности применения электрофлотации для обезжиривания сточных вод, показали, что на эффективность процесса электрофлотации влияют: величина плотности тока на электродах, продолжительность обработки, материал и способы выполнения анода и катода, температура сточной жидкости и другие факторы.

Полученные экспериментальные данные ( ) свидетельствуют о том, что оптимальная плотность тока при электрофлотации жировых загрязнении лежит в интервале от 100 до 500 А/м². Повышение плотности тока сверх оптимального значения снижает эффект обезжиривания, что объясняется образованием турбулентных потоков в обрабатываемой жидкости в результате бурного выделения газовых пузырьков. Возникающие потоки ухудшают процесс флотации частиц жировых загрязнений и препятствуют закреплению их в пене.

При исследовании влияния продолжительности обработки было выявлено, что скорость извлечения жировых загрязнений имеет наибольшее значение в первые 5 - 10 минут работы электрофлотациолнной установки, дальнейшая обработка практически мало влияет на относительную эффективность обезжиривания сточных вод.

Исследования влияния высоты слоя обрабатываемой сточной воды показало, что при высоте слоя 80 - 100 см. эффект обезжиривания составляет около 90 %. С увеличением высоты слоя обрабатываемой жидкости эффект выделения жира снижается ( ). От расстояния между электродами зависит величина напряжения, а также потребляемая мощность и, следовательно, расход электроэнергии на обработку сточной воды.

С увеличением расстояния между электродами для получения одной и той же плотности тока величина подводимого напряжения должна изменяться в сторону увеличения. Следовательно, расстояние между электродами должно быть минимальным (6 - 8 мм.) и регламентироваться только конструктивными возможностями.

Как показали исследования ( ) при подборе оптимальных параметров процесса электрофлотационной обработки эффект отчистки жиросодержащих сточных вод достигает 98% при начальной концентрации жировых загрязнений 4000 - 4500 мг/л. Высокий эффект отчистки в сочетании с простой изготовления электрофлотационных аппаратов и несложностью их обслуживания, а также возможностью регулирования степени отчистки жидкости в зависимости от фазово-дисперсного состояния загрязнений путем изменений только одного параметра (плотности тока) технологического процесса, отсутствие вращающихся частей в рабочей зоне аппаратов, гарантирующие надежность работы и исключающее перемешивание обрабатываемой жидкости и измельчения содержащихся в ней взвешенных частиц, делает метод электрофлотационной отчистки приоритетным в сравнении с другими методами флотации для обработки концентрированных сточных вод масложировой промышленности.

Известен метод электрокоагуляции для отчистки промышленных сточных вод, основанных на электролизе с исспользованием металлических (стальных или алюминиевых) анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В следствии растворения анодов вода обогащается соответствующими ионами, образующими затем в нейтральной или слабощелочной среде гидроксид алюминия или гидроксид железа, которых под воздействием растворенного в воде кислорода переход в гидроксид железа. В результате осуществляется процесс коагуляции аналогичный обработке воды соответствующими солями алюминия или железа. Однако, в отличие от применения солевых коагулянтов при электрокоагуляции вода не обогащается сульфатами или хлоридами, содержание которых в отчищенной воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и при повторном использовании в системах промышленного водоснабжения.

При электрокоагуляции сточных вод, содержащих тонкодиспергированные примеси, протекают и другие электрохимические, физико-химические и химически процессы: электрофорез, катодное восстановление растворенных в воде органических и неорганических веществ или их химическое восстановление, флотация твердых и эмульгированных частиц пузырьками газообразного водорода, выделяющимся на катоде. Кроме того происходит сорбция ионов и молекул растворенных примесей, а также частиц, эмульгированных в воде примесей, на поверхности гидроксида алюминия (железа), которые обладают значительно сорбционной способностью, особенно в момент образования.

Хлопья гидроксида металла с сорбированными загрязнениями, сталкиваются с пузырьками газа, соединяются с ними и всплывают на поверхность жидкости. Некоторые частицы загрязнений, имеющие хлопьевидную структуру, могут самокоагулировать друг с другом тем самым увеличивая эффект гетерокоагуляции всей системы ( ).

Для отделения хлопьев коагулянта с сорбированными загрязнениями применяют последующее отставание или флотацию.

Комбинированный метод, включающий электрокоагуляцию и электрофлотацию (электрофлотокоагуляция) ( ) отличается высоким эффектом выделения из сточной воды жиров и других загрязнений, более экономичен по расходу электроэнергии и металлических электродов по сравнению с элктрокаогуляцией. При использовании электрофлотокоагуляционной установки отпадает необходимость введения реагентов в отчищаемую жидкость. Пена, получаемая при электрокоагуляции имеет высокую стойкость. При отстаивании она разрушается через 24 часа. Объем флотоконцентратов при установки дюралалюминевых электродов составил 6% от расхода сточных вод, при установки железных - 10%. Влажность полученного флотоконцентрата была соответственно равна 80 и 90% ( ). Недостатками этого метода являются относительно высокий расход материалов - листового алюминия или железа, а также исключение возможности утилизации отходов, выделенных на этапе реагентной обработки стоков.

Характеристики

Список файлов реферата