Flotator, flotacja, koagulacja w oczyszczaniu ścieków

Flotator, flotacja, koagulacja to pojęcia nierozerwalnie związane z oczyszczaniem ścieków.

Flotator, flotacja, koagulacja to podstawowe narzędzia dla fachowca w branży inżynierii środowiska. Flotacja to jeden z procesów technologicznych używanych przy oczyszczaniu wody i ścieków, mających na celu separację frakcji lżejszych od cieczy. Substancje lżejsze od wody (na przykład tłuszcz, drobne zawiesiny) mają tendencje do formowania kożucha na powierzchni wody, gdzie można je łatwo usunąć. Często jednak to naturalne zjawisko jest niewystarczające.  Zależy nam bowiem na separacji substancji o ciężarze właściwym zbliżonym do wody, które po prostu unoszą się w toni. Być może potrzebny byłby zbyt długi czas na ich samorzutne dotarcie do powierzchni. Istnieje również możliwość wyflotowania substancji o ciężarze właściwym większym niż ciężar wody, za pomocą odpowiednich modyfikacji procesu flotacji.
W przypadku substancji znacznie lżejszych można mówić o flotacji naturalnej. W przypadku substancji zbliżonych, gdzie poddaje się je zabiegom fizycznym/chemicznym mamy do czynienia z flotacją wspomaganą. Natomiast w przypadku substancji cięższych, które unoszą się dzięki połączeniu z mikropęcherzykami mamy do czynienia z flotacją wymuszoną
Flotacja DAF (Dissolved Air Flotation) polega na wprowadzeniu do cieczy mikropęcherzyków powietrza o niewielkiej średnicy około 40-50 mikrometrów. Pęcherzyki te przywierają do cząstek stałych w toni i wypływają wraz z nimi na powierzchnię cieczy. Tworzą kożuch, który zbierany jest z powierzchni cieczy w oddzielnym procesie technologicznym.

poniższe zdjecie przedstawia flotator – pęcherzyki na powierzchni i zbierający się kożuch flotatu

Flotator opis instalacji

Uśrednione i uprzednio oczyszczone mechanicznie ścieki trafiają do przepływowego, rurowego układu koagulacji-flokulacji. (jest on widoczny na zdjęciach pod wanną flotatora). Często stosowanym koagulantem jest roztwór chlorku żelaza lub siarczanu żelaza. Dzięki procesowi koagulacji usuwanie koloidów jest znacznie skuteczniejsze metodami mechanicznymi. Ze względu na to, że koagulacja powoduje zmianę odczynu pH w ściekach, niezbędne jest dozowanie sody kaustycznej lub innej substancji alkalicznej w celu ponownego przywrócenia pożądanych wartości. Do ścieków dozowany może być również polielektrolit.  Wspomaga on proces flokulacji, czyli formowania zanieczyszczeń w kłaczki zawiesiny.
Tak przygotowane ścieki gotowe są do procesu flotacji odbywającego się w głównym zbiorniku flotatora.

Upraszczając, flotator DAF składa się ze zbiornika w którym odbywa się proces flotacji, systemu wytwarzania pęcherzyków, oraz z systemu zbierania piany.
Precyzja wykonania wanny flotatora oraz sposób wytwarzania pęcherzyków decydują o skuteczności flotacji. Bardzo istotne jest aby ciecz we flotatorze znajdowała się w warunkach przepływu laminarnego a nie turbulentnego. Dzięki temu nie rozrywa się kłaczków substancji, które wytworzyły się na wcześniejszym etapie koagulacji).
Spotykane są różne systemy wytwarzania pęcherzyków. Jednym z nich jest użycie wysokociśnieniowego zbiornika wody oczyszczonej  po flotatorze w której pod ciśnieniem zmuszono do rozpuszczenia powietrze atmosferyczne. Dekompresja w wannie flotatora powoduje powstanie drobnych pęcherzyków.
Innym systemem spotykanym w flotacji jest nasycenie powietrzem pod wysokim ciśnieniem ścieku nieoczyszczonego razem z zawiesinami na wejściu do flotatora.

W ten czy w inny sposób chodzi o osiągnięcie sytuacji gdy w zbiorniku flotatora  mikropęcherzyki powietrza łączą się i zespalają  z kłaczkami i aglomeratami zawiesin w celu ich szybszego wydostania na powierzchnię.

Na kolejnym zdjęciu widać gęstą zawiesinę zebraną z flotatora

Instalacja flotacji powinna składać się z części wstępnej usuwającej zgrubne i ciężkie zanieczyszczenia. Zwykle jest  to osadnik wstępny, krata, sito. Następnie powinno się zadbać o pomiar parametrów ścieku i system dozowania koagulantu i innych reagentów. Flotator wymaga podłączenia odpowiedniej energii elektrycznej oraz źródła sprężonego powietrza jeśli nie jest wyposażony we własny kompresor. Należy również uwzględnić dalszą obróbkę flotatu czyli oddzielonych zawiesin np w formie zbiornika lub prasowania na prasie w celu odwodnienia .
Eksploatacja flotatora wymaga okresowej kontroli ustawień dozowania koagulantu i innych odczynników. Flotator wymaga również okresowego mycia systemu oraz kontroli działania elementów mechanicznych takich jak napęd zgarniaczy. Dobrze skonstruowany i wykonany flotator umożliwia zatem uzyskanie lepszych parametrów technologicznych, czyli oszczędności na chemikaliach dozowanych w procesie oczyszczania
Nowoczesne urządzenie powinno być również opomiarowane, umożliwiając jego integrację z systemami przesyłu danych (np. system SCADA)

Zjawisko flotacji stosowane jest do oczyszczania ścieków, jak również np. do wzbogacania rud miedzi, i w innych zastosowaniach górniczych.

Flotator jest jednym z najczęściej spotykanych urządzeń w ciągach technologicznych oczyszczania ścieków. Flotator jest jednym z podstawowych w usuwaniu zawiesin ze ścieków, w celu umożliwienia odzysku wody ze ścieków.

Skuteczność oczyszczania ścieków i usuwania zawiesin ze ścieków za pomocą flotatora i flotacji zalezy od następujących parametrów:

-ciśnienie powietrza doprowadzonego na flotator (rozpuszczalność gazu w wodzie zmienia się w funkcji ciśnienia)

- procent recyrkulacji wody oczyszczonej użytej do napowietrzenia  skierowany ponownie do głównego zbiornika flotatora

- zawartość zawiesin w ściekach poddanych flotacji

- hydrauliczny czas retencji flotatora

- proporcja ilości powietrza do ilości zawiesin poddanych flotacji\

- rodzaj i parametry zawiesin /osadu doprowadzonego  do flotatora

- hydrauliczne obciążenie flotatora cieczą i substancjami stałymi (masa/czas)

- szczegóły dozowania zastosowanych  koagulantów i flokulantów

Skontaktuj się z autorem w sprawie powyższego tekstu:

Twoje imie (wymagane)

Twoj adres poczty elektronicznej (wymagane)

Temat

Treść wiadomości

Comments are closed.