Instalaţia de flotaţie


flot-44

Instalaţia de flotaţie
Instalaţia de flotaţie este destinată pentru a funcţiona în paralel cu maşina de hârtie şi are ca scop epurarea apei de sub sită şi închiderea circulaţiei de apă prin eliminarea rezervorului acestei ape.

Principiul de funcţionare a instalaţiei de flotaţie

Flotaţia este o metodă de separarea a poluanţilor dispersaţi şi coloide din apă şi care formează asocieri cu bule de aer ridicându-se la stratul de spuma.

Esenţa acestui proces constă în acţionarea specifică a forţelor intermoleculare care conduc la asocierea particulelor poluate cu bule de gaz de dispersie înaltă în apă şi apariţia la suprafaţa stratului a spumei care conţine substanţele obţinute.
În timpul aproprierii bulei de gaz şi a suprafeţei hidrofobe a particulei poluate în apă, suprafaţa fină care le desparte îşi pierde stabilitatea şi se rupe.
Datorită faptului, că contactul particulei şi bulei în timpul ciocnirii este de scurtă durată probabilitatea de unire este definită de cinetica unghiului de limită umezială.
Evident este faptul, că procesul este eficace când masa particulelor flotate nu depăşeşte forţă de ridicare şi aderenţa adezivă la bulele de aer care îl ridică.

Dimensiunea optimă a poluanţilor extraşi este în limită de 0,0001 – 0,01 m, tensiune superficială a apei nu trebuie să depăşească 0.06 – 0.065 N / m, pentru că, la micşorarea tensiunii superficiale eficienţa de epurare a apei prin metoda de flotare creşte în contrar cu metodele de depunere şi filtrare.
Procesul de floare poate fi intensificat prin hidrofobioza şi flocularea poluanţilor extraşi cu reactivi, care se absorb selectiv pe suprafaţa particulelor micşorând umezeală lor şi în acest fel fac posibil procesul de asociere a dispersiei şi coloidelor cu bule de gaz, de asemenea are loc procesul de creştere particulelor coloidale şi a sistemului de dispersie ca urmare a interacţiunii reciproce şi conexiunii în unităţi, care în cele din urmă conduce la o creştere semnificativă a calităţii de purificare a apei şi eficienţa instalaţiei de flotare.

Sunt cunoscute multe metode de apei cu bule de aer din care trebuie amintite următoarele: flotaţia cu emitere a bulelor de aer din apă – instalaţi cu presiune şi vid; flotaţia cu emitere a bulelor mecanică – instalaţie pneumatică fără presiune; flotaţie cu introducerea aerului prin materiale poroase; flotaţie electrică.
Maşina de flotaţie,fabricată de compania KRYSTIAN funcţionează pe principiul flotaţiei cu presiune şi este recomandată pentru tratarea apelor tulburi post producţie care conţin suspensie în limită de la 250 la 1500 mg / l.

Metoda flotaţiei cu presiune consta în aerisirea apei de ieşire sub presiune de 0,5-0,6 MPа, care merge în zona cu presiune atmosferică unde din apă săturată cu aer sunt emise micro bule de aer care sunt necesare pentru flotarea suspensiei uşoare.
Metoda de flotaţie cu presiune prin reglarea presiunii permite schimbarea cantităţii de aer şi mărimea bulelor introduse în apă depinde de componenţă suspensiei în apa de ieşire.
Tipul de poluanţi în apă determină tratamentul flotaţiei: cu folosirea aerului sau a aerului în combinaţie cu diferiţi reactivi.
Maşina de flotaţie propusă,fabricată de compania KRYSTIAN ( în funcţie de tipul de poluanţi ) prevede trei versiuni de tratare apei:
utilizare de aer;
utilizare de aer + floculant
utilizare de aer + floculant + coagulant.

Proprietăţi de construcţie a elementelor de bază ale instalaţiei de flotaţie

1. Pregătirea amestecului de apă-aer.
Cantitatea de aer care poate fi dizolvată în apă depinde
de presiune, temperatura, timp de saturaţie şi modul de interacţiune reciprocă. Deoarece temperaturi apelor reziduale nu poate fi reglate, rămân după cum urmează factori de interacţiune la proces de pregătire amestecului de apă şi aer:

• presiunea în conductă sub presiune are influenţă nu numai la cantitatea de aer care pot fi dizolvat în apă, dar de asemenea şi la dimensiunea bulelor de aer formate mai târziu, ar trebui să fie în limitele de 0.5 – 0.6 MPа;
• timp de saturaţie de obicei, are influenţă directă asupra gradului de dizolvare a aerului (gradul de dizolvare cel mai de dorit – în total);
• la rândul său modul de interacţiune reciprocă a aerului şi apei este asociat de viteză de dizolvarea aerului, şi ar trebui să fie în limitele de 3.0 – 4.0 min.

Aer comprimat, reglat cu regulatorul de presiune, intră În scopul realizării acestor parametri în instalaţie de flotaţie companiei Krystian este utilizat următorul mod de pregătirea amestecului de apă-aer:
Apă pentru epurare care se scurge de la rezervor de apă circulantă este pompată cu pompa centrifugă spre pompa pentru ridicarea presiuni care la rândul său creează în conductă sub presiune, o presiune de 0,6 MPа.
prin rotametru supapă de retenţie în carcasă pompei pentru ridicarea presiuni a apei circulante. Datorită dezintegrări intensive bulelor de aer prin rotorului pompei, viteza de dizolvarea aerului în apă creşte în mod semnificativ. La rândul său, timp de contact a aerului cu apa depinde de lungimea conductei de presiune.

2. Introducerea şi dislocare amestecului apă-aer în apă prelucrată.
În echipamente de flotaţie sub presiune este utilizata faptul că la reducerea presiuni, aerul dizolvate este separate de apă.
Cu cât tensiunii superficiale la graniţa de aer – apă este mai mică precum şi este mai mare saturarea aerului în apă sau cu cât mai mare este scădere de presiune în timpul de aruncare de amestec de apă-aer spre apă tratată – cu atât mai mică este dimensiunea bulelor de aer formate.
Tensiunea superficială depinde de proprietăţile apei tratate şi cantitatea de tensiunea superficială.
Având în vedere cele de mai sus ar putea fi introduse reactivi suplimentare, care reduc tensiunea superficială, dar aceasta este extrem de nedorit. O modalitate mai bună este obţinerea de microbule de aer prin creşterea scăderi de presiune, ce înseamnă aerisirea apei la presiune ridicată şi apoi rapidă scădere la valoare de presiune atmosferică.
Instalaţie pentru eliberarea bulelor de aer din amestec de apă – aer este o conductă perforate, căruia formele geometrice permite la destul de uniformă introducerea a amestecului de apă -aer în apă tratată pe toată lăţimea şi lungimea ale camera de flotare.
Există un volum de viteză critică de înăbuşirea fluxul lichidului prin fiecare orificiu ale conductei perforate: 7.0 m / s. Când viteza de înăbuşirea este mai mică de 7.0 m / s – bule de aer nu apar, iar cel mai mare număr de bule precum şi dimensiuni mai mici ale acestora sunt obţinute cu viteza de scurgere: 15 – 20 m / s şi mai mult. Aceste mărimi de viteză au fost adoptate la calcularea conductei perforate, în instalaţie de flotaţie a companiei Krystian.

Reflux
3.Carcasă instalaţiei de flotaţie
Carcasă instalaţiei de flotaţie poate avea diferite forme (rotunde sau dreptunghiulare), cu o direcţie orizontală sau radiale de circulaţie a apei. Cele mai populare instalaţi de flotaţie sunt cele în formă dreptunghiulară, cu direcţia orizontală de circulaţie a apei.
Carcasă instalaţiei de flotaţie propusă în formă dreptunghiulară, are o calitate importantă – este pe planul lungit in forma de romb în direcţie de circulaţie a apei, care oferă o amestecare mai lină a amestecului apă – aer de dedesubt, de la conductă perforate până la suprafaţă de crearea spumei de flotaţie. Un element important al carcasei sunt despărţituri secţionate în formă de U, în care, fiecare are un colector separat cu ţevi pentru scurgerea apei limpede precum şi serveşte drept ghid de circulaţie a amestecului de apă-aer.
Datorită despărţiturilor secţionate în formă de U, circulaţie a apei limpede are o direcţie opusă fluxul general de apă tratată în carcasă instalaţiei ce flotaţie, ce asigură continuarea procesului de flotaţie în mişcare contracurent şi separarea de apă a fracţiunii particulelor în suspensie.
Unul dintre principalele dezavantaje ale diferitelor tipuri de instalaţiilor de flotaţie sunt dificultăţi legate de eliminarea sedimentelor.
Pentru îndepărtarea rapidă şi completă a sedimentului acumulat partea de jos a carcasei a instalaţiei de flotaţie propuse este în formă de con dreptunghiulara si sedimente colectate sunt evacuate prin conducte.

4.Formarea spumei şi modul de eliminare ei.
Spuma care se formează pe suprafaţa apei, datorită ieşiri a bulelor de aer care aduc pe ele impurităţi separate ar trebui să fie suficient de stabil, pentru a impurităţi nu ar fi introduse înapoi în apă limpede. În plus, spuma ar trebui să aibă mobilitate anume la circulaţia şi de eliminare ei din suprafaţă lichidului tratat. Stabilitate şi de mobilitate spumei depinde în principal de proprietăţile a reactivelor chimice folosite în timpul flotaţiei. La stabilitatea spumei ajute prezenţa de agregate mari a substanţelor în suspensie care rezultă din floculare şi coagulare, care se combina pentru a forma un strat compact de spumă, cu alte cuvinte – fibre capturate iar apa prezentă între ele se scurge în jos, prin ce se reducere umiditate spumei. În instalaţie de flotaţie propusă spumă să mişcă pe o suprafaţă lichidului tratat cu ajutorul de un transportor cu raclete care deplasează strat de spumă, cu o viteză de 0,02 m / s în direcţie rezervorului pentru fibre capturate. Spuma este eliminată prin intermediul lamelor rotative, care descarc spumă groasă la rezervorului pentru fibre capturate. . Liberă şi lentă deplasarea a stratului de spuma de pe suprafaţa lichidului tratat în totalitate exclude nimerirea suspensie înapoi în apă limpede datorită construcţiei specială a transportorului cu raclete.

5. Reactivi aplicate în procesul de tratare apei prin metoda de flotaţie

În scopul de a intensifica procesul de tratare apei prin metoda de flotare în instalaţie de flotaţie companie Krystian recomandă utilizarea sistemul cu doi componenţi (binar) de reactivi oferite de companiei KEMIRA:
1. РАХ – policlorură de aluminiu, coagulant cationi
2. Fennopol – polielectrolit, floculant anionic pe bază de poliacrilamidă.

Koncentracja zważonych substancji na wejściu 250-1500 kg/dm
Stopień oczyszczania 90%
Ciśnienie na wejściu 0,5 mPa
Wydajność 50 m/godz
Zasilanie 380/400 V
Pobór mocy 0,43 kW
Wymiary 4486 mm x2648 mmx1350 mm
Masa 1680 kg
  • 1.Przygotowanie mieszanki wodno-powietrznej.
    Ilość powietrza, którą można rozczynić w wodzie, zależy od ciśnienia, temperatury, czasu nasycenia oraz sposobu ich oddziaływania wzajemnego. Ponieważ temperatury wód ściekowych nie da się regulować, pozostają następujące czynniki oddziaływania na proces przygotowania mieszanki wodno-powietrznej:

    • ciśnienie w rurociągu tłocznym ma wpływ nie tylko na ilość powietrza, którą można rozpuścić w wodzie, lecz także na wielkość wydzielających się później pęcherzyków, powinno ono wynosić w granicach 0,5 – 0,6 MPа;
    • czas nasycenia z reguły wpływa w sposób bezpośredni na stopień rozpuszczania się powietrza (najbardziej pożądany stopień – całkowity);
    • z kolei sposób oddziaływania wzajemnego powietrza i wody jest związany z szybkością rozpuszczania się powietrza, powinna ona być w granicach 3,0 – 4,0 min.

     

    W celu osiągnięcia wymienionych parametrów w urządzeniu flotacyjnym firmy KRYSTIAN wykorzystuje się następujący sposób przygotowania mieszanki wodno-powietrznej:
    Woda do oczyszczania wypływająca ze zbiornika wody obiegowej, jest pompowana przez pompę odśrodkowa do pompy podwyższającej ciśnienie, która z kolei stwarza w rurociągu tłocznym ciśnienie do
    0,6 MPа. Sprężone powietrze, regulowane reduktorem powietrznym, wpływa poprzez rotametr i zawór zwrotny do korpusu pompy podwyższającej ciśnienie wody obiegowej. Wskutek intensywnego rozdrabniania pęcherzyków powietrza przez wirnik pompy prędkość rozpuszczania powietrza w wodzie znacznie wzrasta. Z kolei, czas kontaktu powietrza z woda zależy od długości rurociągu tłocznego.

    2.Wprowadzanie i rozmieszczanie roztworu wodno-powietrznego w obrabianej wodzie.
    W urządzeniach flotacyjnych ciśnieniowych wykorzystywane jest to, że przy zmniejszaniu ciśnienia rozpuszczone powietrze wydziela się z wody. Im mniejsze jest napięcie powierzchniowe na granicy powietrze – woda, oraz im większe jest nasycenie powietrza w wodzie lub im większy jest spadek ciśnienia podczas wyrzutu mieszanki wodno-powietrznej do obrabianej wody – tym mniejszy jest rozmiar powstających pęcherzyków. Napięcie powierzchniowe zależy od właściwości obrabianej wody i ilości substancji powierzchniowo czynnych.
    Uwzględniając powyższe, można byłoby wprowadzać dodatkowe odczynniki zmniejszające napięcie powierzchniowe, lecz jest to skrajnie niepożądane. Lepszym sposobem jest uzyskanie mikro pęcherzyków powietrza poprzez zwiększenie spadku ciśnienia, tzn. napowietrzanie wody przy podwyższonym ciśnieniu i następne gwałtowne go obniżenie do poziomu ciśnienia atmosferycznego.
    Urządzeniem do wydzielania się pęcherzyków powietrza z mieszanki wodno-powietrznej jest perforowany rurociąg, którego kształty geometryczne pozwalają na dosyć równomierne wprowadzanie roztworu wodno-powietrznego do obrabianej wody na całej szerokości i długości komory flotacyjnej.
    Istnieje wielkość krytyczna prędkości dławienia przepływu płynu przez każdy otwór perforowanego rurociągu: 7,0 m/s. Gdy prędkość dławienia jest mniejsza niż 7,0 m/s – pęcherzyki nie powstają, a największą liczbę pęcherzyków oraz ich najmniejsze wymiary osiąga się przy prędkości wyciekania: 15 – 20 m/s i więcej. Te właśnie wielkości prędkości zostały przyjęte przy obliczaniu rurociągu perforowanego w urządzeniu flotacyjnym firmy KRYSTIAN.

    3.Korpus urządzenia flotacyjnego.
    Korpus urządzenia flotacyjnego może mieć różne kształty (okrągły albo prostokątny) z poziomym bądź promieniowym kierunkiem ruchu wody. Najbardziej popularne są urządzenia flotacyjne o kształcie prostokątnym z poziomym kierunkiem ruchu wody.
    Korpus proponowanego urządzenia flotacyjnego o kształcie prostokątnym posiada jedna ważną cechę – jest na planie wydłużony w kształcie rombu wzdłuż kierunku ruchu wody, co zapewnia bardziej spokojne przemieszczanie się mieszanki wodno-powietrznej od spodu, od perforowanego rurociągu do powierzchni tworzenia się piany flotacyjnej. Ważnym elementem korpusu są U-kształtne przegrody sekcyjne, z których każda posiada odrębny kolektor rurowy do odprowadzania wody sklarowanej oraz pełni rolę prowadnicy ruchu mieszanki wodno-powietrznej. Dzięki U-kształtnym przegrodom sekcyjnym ruch sklarowanej wody ma kierunek odwrotny w stosunku do ogólnego strumienia obrabianej wody w korpusie urządzenia flotacyjnego, co zapewnia kontynuacje procesu flotacyjnego w ruchu przeciwprądowym oraz odseparowanie z wody frakcji drobnozdyspergowanej zawieszonych cząsteczek.
    Jedną z podstawowych wad różnych typów urządzeń flotacyjnych są trudności związane z usuwaniem osadu.
    W celu szybkiego i całkowitego usunięcia zgromadzonego osadu spód korpusu proponowanego urządzenia flotacyjnego jest wykonany w kształcie prostokątnego stożka a zgromadzony osad wydala się przez rurociąg.

    4.Powstawanie piany i sposób jej usuwania.
    Piana powstająca na powierzchni wody wskutek wypływania pęcherzyków powietrza niosących na sobie odseparowane zanieczyszczenia, powinna być dostatecznie trwała by zanieczyszczenia nie trafiały z powrotem do sklarowanej wody. Ponadto, piana powinna posiadać pewną ruchliwość przy przemieszczaniu i usuwaniu jej z powierzchni obrabianego płynu. Stabilność i ruchliwość piany zależy głównie od właściwości odczynników chemicznych stosowanych w trakcie flotacji. Stabilizację piany wspomaga obecność dużych agregatów substancji zawieszonych powstających w wyniku flokulacji i koagulacji, które łączą się tworząc zwartą warstwę piany, mówiąc inaczej – włókna wyłowione , a znajdująca się pomiędzy nimi woda spływa w dół zmniejszając wilgotność piany. W proponowanym urządzeniu flotacyjnym piana przemieszcza się po powierzchni obrabianego płynu przy pomocy przenośnika zgarniającego przesuwającego warstwę piany z prędkością 0,02 m/s w kierunku zbiornika na włókna wyłowione. Pianę wydala się za pomocą wirujących łopatek, zrzucających gęstą pianę do zbiornika na włókna wyłowione. Wolne i spokojne przemieszczanie się warstwy piany po powierzchni obrabianego płynu całkowicie wyklucza trafianie zawiesiny z powrotem do sklarowanej wody dzięki specjalnej budowie przenośnika zgarniającego.

    5.Odczynniki stosowane w procesie obróbki wody metodą flotacyjną. W celu intensyfikacji procesu obróbki wody metodą flotacyjną w urządzeniu flotacyjnym firma KRYSTIAN zaleca wykorzystywanie dwuskładnikowego (binarnego) systemu odczynników proponowanych przez firmę KEMIRA:
       1.РАХ – polichlorek aluminium, koagulant kationowy.
       2.Fennopol – polielektrolit, flokulant anionowy na bazie poliakrylamidu.

    6.Mechanizm działania odczynników. Woda do oczyszczania jest to system dyspergujący. Stabilność tego systemu określa równowaga sił przyciągających i odpychających pomiędzy cząsteczkami fazy dyspergującej. Mechanizmy sił mogą być różne, lecz z reguły w danej sytuacji dominują siły elektrokinetyczne oddziaływania wzajemnego: przesuwanie płynu dyspergującego powoduje powstawanie różnicy potencjałów, tzn. system zawiera w sobie jony o różnych znakach. Siły oddziaływania wzajemnego pomiędzy cząsteczkami można sklasyfikować jako siły elektrostatyczne i siły adsorbcyjne. W momencie wprowadzenia koagulantu kationowego do oczyszczanej wody odbywa się zneutralizowanie ładunku, zmniejsza się odpychanie elektrostatyczne pomiędzy cząsteczkami włókien i wypełniaczy przy pomocy adsorbcji koagulantu o ładunku przeciwnym. Ponadto, zostają zneutralizowane pewne ilości zanieczyszczeń anionowych wspomagając bardziej skuteczną prace następującego odczynnika.Przy wprowadzaniu polielektrolitu anionowego powstają mocne wiązania pomiędzy cząsteczkami systemu zdyspergowanego i jako skutek tego – powstają duże kłaczkowate flokuły.

Mai multe filmulețe pentru