Flotační zařízení je zařízení pro úpravu vody, které způsobuje, že zavěšená hmota se připojuje k bublinám a vzestup na povrch vody, čímž se odděluje vodu od zavěšené hmoty. Další metoda zahrnuje oddělení vody od suspendované hmoty připojením povrchově aktivních látek k bublinám, což způsobuje, že se vznášejí. Tomu se nazývá flotace pěny. Zařízení použité ve flotaci zahrnuje flotační nádrž k dokončení procesu separace a pomocného zařízení pro generování bublin. Při úpravě vody lze flotaci použít tam, kde je sedimentace nevhodná k oddělení suspendované hmoty se specifickou hmotností blízkou tělesové vodě a obtížné se usadit, jako je olej, vlákno a řasy. Může být také použit k koncentraci aktivovaného kalu.
Provoz flotačního zařízení závisí především na povrchových vlastnostech suspendované hmoty, které mohou být buď hydrofilní nebo hydrofobní. Hydrofobní částice jsou citlivé na bubliny, a proto jsou vhodné pro flotaci. Hydrofilní částice mohou být ošetřením s vhodnými chemikáliemi vykresleny hydrofobní. Flotace při úpravě vody často používá koagulanty k vytváření flokusů koloidních částic. Flocs mají síťovou strukturu, která snadno zachycuje bubliny, čímž se zlepšuje účinnost flotace. Kromě toho může přítomnost povrchově aktivních látek (jako jsou detergenty) ve vodě tvořit pěnu, která může také připevněna k zavěšené částice a způsobit jejich stoupání.
Funkce
1. Kompaktní struktura a malá stopa;
2. produkuje malé a jednotné mikrobubliny;
3. vynikající výkon a stabilní a spolehlivé výsledky léčby;
4. Snadná instalace, jednoduchá operace a snadné zvládnutí;
5. vysoká koncentrace spodiny, nízká produkce kalů a snadné odvodnění;
6. Vynikající produkce vody, nízké investice a rychlé výsledky;
7. Pokročilá technologie, racionální design a nízké provozní náklady.
Flotační metody lze rozdělit na dispergovanou flotaci vzduchu, rozpuštěné flotaci vzduchu (včetně vakuové flotace) a elektrolytickou flotaci. V současné době se používají při přívodu vody, průmyslové odpadní vody a městské čištění odpadních vod. Ve srovnání s jinými zařízeními pro separaci pevných kapalin obsahuje flotační zařízení nízké investice, minimální podlahový prostor, vysoký stupeň automatizace a snadný provoz a řízení. V praxi by měla být vybrána a používána na základě procesu čištění odpadních vod, kvality odpadních vod a množství.
Elektrolytické flotační zařízení
Elektrolytická flotační zařízení přímo elektrolyzuje odpadní vodu pomocí nekompatibilní anody a katody. Drobné bubliny vodíku a kyslíku generované elektrolýzou nesou flokulovanou suspendovanou hmotu na povrch a dosahují separaci pevných kapalin.
Bubliny produkované elektrolýzou jsou mnohem menší než bubliny produkované rozpuštěnou vzduchovou flotací a rozptýlenou vzduchovou flotací a negenerují turbulenci. Toto vybavení odstraňuje širokou škálu znečišťujících látek. Kromě snižování BOD organické odpadní vody také oxiduje, dekolorizuje a sterilizuje. Je vysoce přizpůsobivý kolísajícím zatížení odpadních vod, generuje malý kaly, zabírá malou stopu a je bezhrubná. V posledních letech došlo k rychlému rozvoji. Elektrolytická flotační zařízení však v současné době trpí vysokou spotřebou energie v elektrolýze, opotřebení desek a provozními náklady, které omezují její rozšířené použití.
Dispergované flotační zařízení vzduchu
Dispergované vzduchové flotační zařízení používá odstředivou sílu vysokorychlostního rotujícího oběžného kola k vytvoření vakua a nakreslit vzduch do vody jako malé bubliny. Tyto bubliny stoupají ze dna nádrže na povrch a nesou s sebou zavěšenou hmotu na povrch a dosahují separaci pevných kapalin. Výsledná spodina je nepřetržitě seškrábána z nádrže pomalu rotující škrabkou. Mechanická smyková síla průtoku vody a bubliny generované difuzorem jsou relativně velké (průměr přibližně 1 mm). Tyto bubliny nejsou snadno přitahovány jemnými částicemi a flocs a místo toho mají tendenci rozbít flocs. Dispergovaná vzduchová flotace proto není vhodná pro čištění jemných částic a flokusů odpadních vod. Dispergované flotační zařízení vzduchu má flotační dobu přibližně 30 minut a rozpuštěný objem vzduchu 0,51 m³/m³ (vzduch/voda).
Periferní lineární rychlost rotujícího oběžného kola je přibližně 12,5 m/s. Toto vybavení se vztahuje na projekty čištění odpadních vod v malém měřítku v barvách, opalování, rafinaci oleje, tisku a barvení, chemikálie, zpracování mléka, výroba vlákna, tvorba papíru, jídla a nápoje, porážky, textilie, mechanické zpracování a městský průmysl odpadních vod.
Rozpuštěné vakuové flotační zařízení
Při depresurizovaném vzduchu se uvolňuje nasycený vzduch ve vodě jako jemné bubliny, přitahuje částice nečistot a způsobuje, že se vznášejí nahoru a dosáhnou separaci pevných kapalin. Pokud je vzduch nejprve natlakován, aby se rozpustil ve vodě, vytvořil nasycený roztok a poté se snížil na atmosférický tlak, aby se vzduch umožnil vysrážení vzduchu, nazývá se to tlaková flotace rozpuštěného vzduchu. Pokud je odpadní voda provzdušňována atmosférickým tlakem a poté vyvolána k úniku rozpuštěného vzduchu za vakuových podmínek, nazývá se to vakuová flotace.
Rozpuštěné flotační zařízení rozpuštěného vzduchu rozpustí vzduch ve vodě při atmosférickém tlaku nebo tlaku a vyvolává jej pod záporným tlakem. Výhodou vakuového flotačního zařízení je to, že tvorba bublin, adheze na částice a vzestup bublin a částic flocs se vyskytují ve stabilním prostředí, čímž se minimalizuje pravděpodobnost narušení floc a vyžaduje minimální spotřebu energie. Nevýhodou však je, že množství rozpuštěného vzduchu ve vodě je omezené, takže je nevhodné pro odpadní vody obsahující koncentrace suspendovaných pevných látek přesahujících 250-300 mg/l. Další nevýhodou je, že vyžaduje uzavřenou nádobu a mechanismus škrábání v kontejneru, což má za následek komplexní strukturu, a proto omezené praktické použití. Množství vzduchu, které toto zařízení může zachytit, je omezeno dosažitelnou hladinou vakua (obecně pracující při 40 kPa), což vede k velmi omezenému množství jemných bublin. Její komplexní struktura navíc způsobuje, že provoz a údržba je nepohodlná a nyní se vyřazuje.
Natlakované rozpuštěné vzduchové flotační zařízení
Natlakované zařízení rozpuštěného vzduchu flotační flotace tlačí čistou vodu na (3-4) × 105 pa, současně přidává vzduch k rozpuštění vzduchu ve vodě. Tlak se pak najednou sníží na okolní tlak, načež rozpuštěný vzduch vysráží z vody ve formě malých bublin (přibližně 20-100 μm v průměru), nesoucí suspendované částice na povrch. Tím se dosahuje separace pevných kapalin. Tlakové rozpuštěné vzduchové flotační zařízení je v současné době jedním z nejpoužívanějších typů flotačních zařízení. Obecně platí, že se na různé čištění odpadních vod (zejména mastné čištění odpadních vod), zesílení kalů a úpravu vody.
Natlakované zařízení rozpuštěného vzduchu se primárně skládá ze tří složek: zařízení nasycení vzduchu, uvolňování vzduchu a zařízení pro míchání odpadních vod a separačním zařízením s pevnou kapalinou nebo kapalinou. Na základě typu, vlastností a účinnosti léčby suspendovaných pevných látek v surové vodě existují tři typy suspendovaných pevných látek: plná tlaková flotace rozpuštěného vzduchu, částečná flotace rozpuštěného vzduchu a refluxní pod tlakem rozpuštěné vzduchové flotace.
V současné době je natlaková flotace rozpuštěného vzduchu nejpoužívanější metodou. Ve srovnání s jiným flotačním zařízením nabízí následující výhody:
⑴ Za tlakových podmínek je rozpustnost vzduchu vysoká, což vede k velkému počtu bublin pro flotaci, což zajišťuje efektivní flotaci.
⑵ Rozpuštěný plyn se uvolňuje po náhlé dekompresi a vytváří bubliny, které jsou nejen jemné, jednotné velikosti a hustě zabalené, ale také stabilně vznášejí a minimálně narušují kapalinu. Proto je zvláště vhodný pro separaci pevných kapalin volných floků a jemných částic.
⑶ Proces a vybavení jsou relativně jednoduché, což usnadňuje řízení a údržbu.
⑷ Zejména částečný reflux nabízí významné a stabilní výsledky léčby a může výrazně ušetřit energii.