Флотатор
это оборудование, предназначенное для разделения различных по плотности фаз, чаще всего жидкости и взвешенных твердых частиц или масел, с помощью процесса флотации. Этот процесс основан на насыщении жидкости микропузырьками воздуха, которые захватывают и поднимают загрязняющие частицы на поверхность, образуя пену, которая затем удаляется механическим или гидравлическим способом. Флотаторы широко применяются в водоподготовке, очистке сточных вод, горнодобывающей и пищевой промышленности
Основная функция флотатора — эффективное удаление загрязнений из воды или другой жидкости
С его помощью удаляются:
— нефтепродукты и жиры
— взвешенные твердые вещества
— органические загрязнения
— мелкодисперсные частицы, которые трудно осаждаются в отстойниках
Флотаторы часто применяются на промышленных предприятиях для подготовки сточных вод к сбросу в природу или повторному использованию
Использование флотаторов дает ряд значимых преимуществ
Стандартный флотатор состоит из следующих компонентов:
Корпус
резервуар, в котором проходит процесс флотации
Система подачи воздуха
компрессор или система растворенного воздуха (DAF)
Коалесцентные элементы
для улучшения разделения фаз
Скребковый механизм
для удаления пены и собранных загрязнений с поверхности
Система удаления осадка
для сбора и отвода осевших частиц
Дозирующее оборудование
при необходимости подачи коагулянтов или флокулянтов
Устройства контроля и автоматики
датчики, панели управления
Загрязненная жидкость подается в корпус флотатора
С помощью системы подачи воздуха или растворенного воздуха в воду вводятся микропузырьки
Пузырьки воздуха прилипают к частицам загрязнений, образуя агрегаты с положительной плавучестью
Загрязнения всплывают на поверхность в виде пены или шлама
Скребковый механизм или насос удаляет пену и плавающие загрязнения
Очищенная вода поступает на следующий этап обработки или выходит на сброс
Тип загрязнений
Физико-химические свойства частиц (размер, плотность, адгезионные свойства)
Объем и характеристики потока
Суточный и часовой расход жидкости, температура, pH
Требуемая эффективность очистки
Нормы предельно допустимых концентраций для сброса или повторного использования
Условия работы
Особенности производственной площадки, климатические факторы
Технологическая схема очистки
Наличие предварительных или последующих стадий очистки
Этап 1. Анализ исходных данных
Сбор информации о составе сточных вод и требованиях к качеству очистки
Этап 2. Определение объема флотатора
Расчет необходимой площади и высоты камеры флотации с учетом времени задержки жидкости
Этап 3. Расчет дозировки воздуха
Определение необходимого количества воздуха для эффективного всплытия частиц
Этап 4. Определение параметров гидродинамики
Расчет скоростей потока, времени пребывания, направления движения жидкости
Этап 5. Выбор оборудования
Подбор модели флотатора, типа системы аэрации и дополнительных опций
Этап 6. Расчет эффективности
Моделирование процесса для оценки достигнутых показателей очистки
Шаг 1
Предположим, что на предприятии необходимо очистить сточные воды от жиров и взвешенных веществ. Объем сточных вод составляет 20 кубических метров в час, а концентрация жиров в воде — около 250 миллиграмм на литр. По требованиям, необходимо удалить не менее 90% жиров перед тем, как вода поступит на следующие этапы очистки или на сброс
Шаг 2
Для начала рассчитывается время, которое сточная вода должна провести внутри флотатора, чтобы процесс флотации был эффективным. Обычно для удаления жиров и масел рекомендуют выдерживать воду во флотаторе около 20 минут
Шаг 3
Учитывая этот параметр, определяется необходимый объем рабочей камеры флотатора. При данном расходе воды и времени задержки рассчитывается, что объем флотационной камеры должен быть примерно 7 кубических метров
Шаг 4
Затем нужно определить площадь поверхности воды внутри флотатора, ведь от нее зависит, насколько эффективно загрязнения будут всплывать и собираться на поверхности. Для наших условий оптимальная площадь составляет около 4 квадратных метров
Шаг 5
Также важен расчет подачи воздуха. Чтобы флотатор эффективно отделял жиры, потребуется подать в воду микропузырьки воздуха в объеме не менее 0,5 кубических метра воздуха в час. Это обеспечит образование необходимого количества пузырьков для захвата и всплытия жиров и других загрязнений
Шаг 6
После этого выбирается модель флотатора с соответствующими характеристиками: нужным объемом камеры, подходящей площадью и системой аэрации с заданной подачей воздуха
Дополнительно проектировщик учитывает запас по объему (на случай увеличения потока), конфигурацию скребкового механизма и возможность регулировки подачи воздуха или реагентов в зависимости от фактических параметров сточных вод
Необходимость регулярной очистки оборудования от накопившегося осадка и пены
Возможное использование коагулянтов или флокулянтов для повышения эффективности флотации
Тип применяемой аэрационной системы (напорная, напорно-вакуумная, электрофлотация и др.)
Проектирование системы сбора и удаления шлама
Требования по энергоэффективности и автоматизации
При грамотном расчете флотатор позволяет добиться стабильной работы очистных сооружений и соответствия современным экологическим стандартам

