Bách khoa toàn thư về an toàn cháy nổ

Phương pháp tuyển nổi được sử dụng khi thu thập vật liệu. Làm giàu bằng tuyển nổi. Phương pháp tuyển nổi cơ học

là quá trình "dính" phân tử của các hạt vào bề mặt phân cách giữa các pha, thường là khí và nước, gây ra bởi sự dư thừa năng lượng bề mặt tự do của các lớp ranh giới bề mặt, cũng như hiện tượng làm ướt. Tuyển nổi được sử dụng để làm sạch nước khỏi chất rắn lơ lửng, sản phẩm dầu mỏ, dầu, chất béo và chất hoạt động bề mặt.

Quá trình tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi(tinh lọc) bao gồm làm bão hòa nước bằng bọt khí (không khí) và hình thành các phức hợp bong bóng khí-hạt, làm nổi các phức hợp này lên bề mặt nước đã xử lý và loại bỏ lớp bọt thu được khỏi bề mặt này. Sự hình thành phức hợp hạt-bong bóng, là cơ sở của quá trình tuyển nổi, là do hiện tượng làm ướt.

Nếu một giọt nước tác dụng lên một bề mặt lan ra khắp bề mặt đó thì bề mặt đó được gọi là ướt. Nếu giọt này không lan rộng nhưng vẫn có dạng gần như hình cầu thì bề mặt được coi là không thấm nước. Một ví dụ về bề mặt ướt là bề mặt thủy tinh sạch, trong khi bề mặt không ướt là bề mặt sáp hoặc parafin. Mức độ thấm ướt bề mặt có thể được đánh giá bằng góc tiếp xúc không? (Hình 1.)

Cơm. 1. Góc tiếp xúc

Nếu góc tiếp xúc bằng 0 thì bề mặt được coi là hoàn toàn có thể thấm ướt; nếu nó là 180°C thì bề mặt đó hoàn toàn không thể thấm ướt. Các bề mặt hoàn toàn thấm ướt và hoàn toàn không thấm ướt không tồn tại trong tự nhiên. Vì thế, họ có điều kiện chấp nhận cái gì?<90°C, поверхность смачиваема; при?>90°C – không thấm nước.

Nguyên nhân dẫn đến khả năng thấm ướt và không thấm ướt của bề mặt nằm ở cấu trúc phân cực của các phân tử. Người ta biết rằng các phân tử nước có cấu trúc phân cực, tức là có một momen lưỡng cực nhất định. Ngoài ra, phân tử của nhiều chất có tính phân cực: axit, bazơ, muối, v.v..

Nếu một hạt của một chất có phân tử có cấu trúc phân cực được đặt trong nước thì do sự tương tác giữa các phân tử phân cực, hạt này sẽ được bao quanh bởi một lớp gọi là lớp hydrat hóa, bao gồm các phân tử nước được định hướng chặt chẽ trong không gian (Hình 2). 2.). Một hạt như vậy được gọi là ưa nước.

Hình 2. Cấu trúc của lớp hydrat hóa

Sự định hướng chặt chẽ hơn của các phân tử nước được quan sát thấy ở bề mặt phân cách. Với khoảng cách, do chuyển động nhiệt của các phân tử nên sự định hướng này liên tục bị gián đoạn. Khả năng di chuyển của các phân tử nước trong lớp hydrat hóa bị hạn chế rất nhiều, do đó nó có một số tính chất khác với tính chất của nước ở dạng khối. Chúng bao gồm cường độ tăng lên, điểm đóng băng thấp hơn, nước như vậy không hòa tan tốt khí và các chất khác. Những đặc tính này càng trở nên rõ rệt hơn khi độ phân cực của các phân tử hạt càng lớn.

Nếu hạt bao gồm các phân tử có cấu trúc không phân cực thì các lớp hydrat hóa không được hình thành và hạt được gọi là kỵ nước.

Đặc tính quan trọng nhất của các lớp hydrat dùng cho tuyển nổi là độ bền của chúng. Cùng với tính phân cực của các phân tử, cường độ của các lớp hydrat hóa bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các bất thường (phần nhô ra, chỗ lõm) trên bề mặt của các hạt, cũng như sự hấp phụ của một số chất (chất hoạt động bề mặt) tương tác yếu với các phân tử nước. Do thực tế là sự không đồng đều là trở ngại đáng kể cho sự tương tác của các phân tử nước trong lớp bề mặt, nên các lớp hydrat hóa khá yếu có thể hình thành trên các hạt của các chất ngay cả với độ phân cực phân tử cao nhưng có bề mặt phát triển.

Tuyển nổi, phương pháp tuyển nổi, quy trình tuyển nổi - bài viết trên trang web “student-builder.ru”

Tuyển nổi là quá trình kết dính phân tử của các hạt vật liệu nổi với giao diện của hai pha, thường là khí (thường là không khí) và chất lỏng, gây ra bởi sự dư thừa năng lượng tự do của các lớp ranh giới bề mặt, cũng như hiện tượng làm ướt bề mặt.

Quá trình xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp tuyển nổi bao gồm việc hình thành các phức hợp "hạt bong bóng", làm nổi các phức hợp này và loại bỏ lớp bọt tạo thành khỏi bề mặt chất lỏng được xử lý.

Sự bám dính của một hạt nằm trong nó với bề mặt của bong bóng khí chỉ có thể thực hiện được khi quan sát thấy hạt không bị ướt hoặc bị làm ướt kém bởi chất lỏng. Sự hình thành phức hợp “bong bóng-hạt” phụ thuộc vào cường độ va chạm của chúng với nhau, tương tác hóa học của các chất, áp suất không khí dư thừa trong nước thải, v.v.. Khi quá trình tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các chất hòa tan, chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt, quá trình này được gọi là tách bọt hoặc cô đặc bọt.

Khả năng hình thành phức chất nổi "hạt bong bóng", tốc độ của quá trình và độ bền của liên kết, thời gian tồn tại của phức hợp phụ thuộc vào bản chất của các hạt, cũng như bản chất của sự tương tác giữa thuốc thử với bề mặt của chúng và khả năng làm ướt của các hạt bằng nước. Khi bong bóng được cố định, chu vi ba pha được hình thành - một đường giới hạn diện tích bám dính của bong bóng và là ranh giới của ba pha: rắn, lỏng và khí. Tiếp tuyến của bề mặt bong bóng tại điểm của chu vi ba pha và bề mặt của chất rắn tạo thành một góc đối diện với chất lỏng, gọi là góc tiếp xúc.

Mức độ thấm nước của các hạt rắn hoặc khí lơ lửng trong nước được đặc trưng bởi góc tiếp xúc. Góc càng lớn thì bề mặt của hạt càng kỵ nước, do đó làm tăng khả năng bám dính vào nó và khả năng lưu giữ bọt khí trên bề mặt của nó. Các hạt như vậy có độ thấm ướt thấp và dễ nổi.

Năng lượng hình thành phức hợp “hạt-bong bóng”, trong đó s là sức căng bề mặt của nước tại ranh giới với không khí.

Đối với các hạt được làm ướt tốt bởi nước, nó có xu hướng bằng 0 và do đó có xu hướng thống nhất, điều đó có nghĩa là cường độ bám dính là tối thiểu. Ngược lại, đối với các hạt không thấm nước, năng lượng hình thành phức hợp “hạt bong bóng” sẽ là tối đa.

Thuận lợi tuyển nổi là: quá trình liên tục; ứng dụng rộng rãi; chi phí vốn và vận hành thấp; tính đơn giản của thiết bị, tính chọn lọc của việc giải phóng tạp chất; tốc độ xử lý cao hơn so với lắng, khả năng thu được bùn có độ ẩm thấp hơn (90 - 95%); mức độ làm sạch cao (95 - 98%); khả năng thu hồi các chất bị loại bỏ.

Tuyển nổi đi kèm với việc sục khí nước thải, làm giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxy hóa, vi khuẩn và vi sinh vật. Điều này góp phần tạo nên sự thành công cho các công đoạn làm sạch tiếp theo.

Các loại tuyển nổi

Sự khác biệt cơ bản đáng kể nhất giữa các phương pháp tuyển nổi có liên quan đến độ bão hòa của chất lỏng với bọt khí có kích thước nhất định. Dựa trên nguyên tắc này, có thể phân biệt các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sau:

tuyển nổi bằng cách giải phóng không khí khỏi dung dịch;

tuyển nổi với sự phân tán không khí cơ học (bộ cánh quạt, trọng lực và khí nén);

tuyển nổi với nguồn cung cấp không khí qua vật liệu xốp;

tuyển nổi điện;

tuyển nổi sinh học và hóa học.

Khu vực ứng dụng

Trọng lượng của hạt không được vượt quá lực bám dính của nó vào bong bóng và lực nâng của bong bóng. Kích thước hạt nổi tốt phụ thuộc vào mật độ của vật liệu và là 0,2 - 1,5 mm.

Trong thực tiễn xử lý nước thải công nghiệp, nhiều phương án thiết kế, kỹ thuật và phương pháp tuyển nổi khác nhau đã được phát triển. Tuyển nổi được sử dụng để xử lý nước thải từ nhiều ngành công nghiệp: lọc dầu, công nghiệp giấy và bột giấy, cũng như các ngành thuộc da, kỹ thuật, thực phẩm và hóa chất. Tuyển nổi được sử dụng để tách bùn hoạt tính sau khi xử lý sinh hóa.

Công ty chúng tôi sản xuất máy tạo áp suất và máy nổi điện với các điện cực không hòa tan, dưới thương hiệu. Các thiết bị nổi được làm bằng polypropylen kháng hóa chất và hoàn toàn sẵn sàng để kết nối và vận hành. Việc kết nối thiết bị tuyển nổi có thể được thực hiện bởi nhân viên của công ty chúng tôi hoặc chính khách hàng.

Chúng tôi sẽ luôn hỗ trợ bạn kịp thời trong việc lựa chọn thiết bị tuyển nổi và cho bạn biết về ưu nhược điểm của mẫu máy bạn đã chọn.

Bạn có thể xem giá thiết bị tuyển nổi bằng cách nhấn vào link

Video tuyển nổi nước thải bằng thiết bị của chúng tôi.

tuyển nổi− đây là quá trình bám dính phân tử của các hạt vật liệu nổi vào bề mặt của hai pha, thường là khí (thường là không khí) và chất lỏng, gây ra bởi sự dư thừa năng lượng tự do của các lớp ranh giới bề mặt, cũng như hiện tượng làm ướt bề mặt. Tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các tạp chất phân tán khỏi nước thải, những chất này không lắng tốt một cách tự nhiên. Quá trình lọc nước thải công nghiệp có chứa chất hoạt động bề mặt (chất hoạt động bề mặt), dầu, sản phẩm dầu mỏ, dầu, vật liệu dạng sợi bằng phương pháp tuyển nổi bao gồm sự hình thành các phức hợp “hạt bong bóng”, sự nổi của các phức hợp này và loại bỏ lớp bọt thu được khỏi bề mặt của chất lỏng được xử lý. Việc nén và phá hủy lớp bọt có thể được tăng cường bằng cách đun nóng hoặc sử dụng các thiết bị phun đặc biệt. Sự bám dính của các hạt có trong nó với bề mặt của bong bóng khí chỉ có thể thực hiện được khi quan sát thấy hạt không bị ướt hoặc làm ướt kém bởi chất lỏng. Sự hình thành phức hợp “bong bóng-hạt” phụ thuộc vào cường độ va chạm của chúng với nhau, tương tác hóa học của các chất, áp suất không khí dư thừa trong nước thải, v.v.. Khi quá trình tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các chất hòa tan, chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt, quá trình này được gọi là tách bọt hoặc cô đặc bọt. Khả năng hình thành phức chất nổi "hạt bong bóng", tốc độ của quá trình và độ bền của liên kết, thời gian tồn tại của phức hợp phụ thuộc vào bản chất của các hạt, cũng như bản chất của sự tương tác giữa thuốc thử với bề mặt của chúng và khả năng làm ướt của các hạt bằng nước. Khi bong bóng được gắn vào, chu vi ba pha được hình thành - một đường giới hạn diện tích bám dính của bong bóng và là ranh giới của ba pha: rắn, lỏng và khí. Tiếp tuyến của bề mặt bong bóng tại điểm của chu vi ba pha và bề mặt của vật rắn tạo thành một góc θ đối với chất lỏng, gọi là góc tiếp xúc.

Khả năng làm ướt của chất lỏng phụ thuộc vào độ phân cực của nó, khi độ phân cực càng tăng thì khả năng làm ướt chất rắn của chất lỏng sẽ yếu đi. Biểu hiện bên ngoài về khả năng làm ướt của chất lỏng là giá trị sức căng bề mặt của nó tại ranh giới với môi trường khí, cũng như sự khác biệt về độ phân cực ở ranh giới giữa pha lỏng và pha rắn. Quá trình tuyển nổi có hiệu quả khi sức căng bề mặt của nước không quá 60 – 65 mN/m. Mức độ thấm ướt nước của các hạt rắn hoặc khí lơ lửng trong nước được đặc trưng bởi góc tiếp xúc θ. Góc θ càng lớn thì bề mặt của hạt càng kỵ nước, do đó làm tăng khả năng bám dính vào nó và độ bền giữ lại bọt khí trên bề mặt của nó. Các hạt như vậy có độ thấm ướt thấp và dễ nổi. Kích thước, số lượng và tính đồng nhất của sự phân bố bọt khí trong nước thải có tầm quan trọng lớn trong quá trình tuyển nổi. Kích thước tối ưu của bọt khí là 15–30 micron và tối đa là 100–200 micron. Do đó, quá trình tuyển nổi như sau: khi bọt khí nổi lên trong nước tiếp cận hạt kỵ nước rắn, lớp nước ngăn cách chúng sẽ vỡ ra ở một độ dày tới hạn nhất định và bong bóng dính vào hạt. Sau đó, phức hợp hạt-bong bóng nổi lên trên bề mặt nước, nơi các bong bóng tích tụ và tạo thành lớp bọt có nồng độ hạt cao hơn trong nước thải ban đầu. Sự bám dính xảy ra khi bong bóng va chạm với hạt hoặc khi bong bóng hình thành từ dung dịch trên bề mặt hạt. Độ ẩm của bề mặt các hạt lơ lửng bị ảnh hưởng bởi hiện tượng hấp phụ và sự hiện diện của tạp chất bề mặt, chất điện giải, v.v. trong nước. làm cho chúng kỵ nước. Dầu, axit béo và muối của chúng, mercaptan, xanthogenat, dithiocarbonat, alkyl sunfat, amin và các chất khác được sử dụng làm thuốc thử thu. Tính kỵ nước của các hạt có thể tăng lên bằng cách hấp thụ các phân tử khí hòa tan lên bề mặt của chúng. Năng lượng hình thành phức hợp “hạt bong bóng”

trong đó σ là sức căng bề mặt của nước tại bề mặt tiếp xúc với không khí. Đối với các hạt được làm ướt tốt bởi nước, θ có xu hướng bằng 0; do đó, Cosθ có xu hướng thống nhất, nghĩa là cường độ bám dính là tối thiểu. Ngược lại, đối với các hạt không thấm nước, năng lượng hình thành phức hợp “hạt bong bóng” sẽ là tối đa. Hiệu quả của quá trình tách tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và số lượng bọt khí. Trong trường hợp này, độ bão hòa cao của nước có bọt hoặc hàm lượng khí cao trong đó là cần thiết. Tốc độ dòng khí cụ thể giảm khi nồng độ tạp chất tăng, do khả năng va chạm và dính tăng lên. Việc ổn định kích thước bong bóng trong quá trình tuyển nổi có tầm quan trọng rất lớn. Với mục đích này, nhiều chất tạo bọt khác nhau được đưa vào, làm giảm năng lượng bề mặt của giao diện pha. Chúng bao gồm dầu thông, cresol, phenol... Trọng lượng của hạt không được vượt quá lực bám dính của nó vào bong bóng và lực nâng của bong bóng. Kích thước hạt nổi tốt phụ thuộc vào mật độ của vật liệu và bằng 0,2 - 1,5 mm. Trong thực tiễn xử lý nước thải công nghiệp, nhiều phương án thiết kế, kỹ thuật và phương pháp tuyển nổi khác nhau đã được phát triển. Tuyển nổi được sử dụng để xử lý nước thải từ nhiều ngành công nghiệp: lọc dầu, công nghiệp giấy và bột giấy, cũng như các ngành thuộc da, kỹ thuật, thực phẩm và hóa chất. Tuyển nổi được sử dụng để tách bùn hoạt tính sau khi xử lý sinh hóa. Ưu điểm của tuyển nổi là:

  • tính liên tục của quá trình;
  • ứng dụng rộng rãi;
  • chi phí vốn và vận hành thấp;
  • sự đơn giản của thiết bị;
  • tính chọn lọc để giải phóng tạp chất;
  • tốc độ xử lý cao hơn so với giải quyết;
  • khả năng thu được bùn có độ ẩm thấp hơn (90 - 95%);
  • mức độ thanh lọc cao (95 - 98%);
  • khả năng thu hồi các chất bị loại bỏ.

Tuyển nổi đi kèm với việc sục khí nước thải, làm giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxy hóa, vi khuẩn và vi sinh vật. Điều này góp phần tạo nên sự thành công cho các công đoạn làm sạch tiếp theo. Sự khác biệt cơ bản đáng kể nhất giữa các phương pháp tuyển nổi có liên quan đến độ bão hòa của chất lỏng với bọt khí có kích thước nhất định. Dựa trên nguyên tắc này, có thể phân biệt các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sau:

- tuyển nổi bằng cách giải phóng không khí khỏi dung dịch;

- tuyển nổi với sự phân tán không khí cơ học (bộ cánh quạt, trọng lực và khí nén);

- tuyển nổi với nguồn cung cấp không khí qua vật liệu xốp;

- tuyển nổi bằng điện;

- tuyển nổi sinh học và hóa học.

Các đơn vị tuyển nổi có thể bao gồm một hoặc hai ngăn (buồng). Trong lắp đặt một buồng, trong cùng một ngăn, chất lỏng được bão hòa đồng thời với bọt khí và các chất gây ô nhiễm nổi lên bề mặt. Trong hệ thống lắp đặt hai buồng, bao gồm ngăn tiếp nhận và lắng đọng, sự hình thành bọt khí và cốt liệu “hạt bong bóng” xảy ra ở ngăn thứ nhất, và sự nổi của bùn (bọt) và quá trình làm rõ chất lỏng xảy ra ở ngăn thứ hai.

Tuyển nổi bằng cách giải phóng không khí khỏi dung dịch

Nó được sử dụng để lọc nước thải công nghiệp có chứa các hạt chất gây ô nhiễm rất nhỏ, vì nó cho phép thu được các bọt khí nhỏ nhất. Bản chất của phương pháp này là tạo ra dung dịch không khí siêu bão hòa trong chất lỏng thải. Không khí thoát ra từ dung dịch như vậy tạo thành các vi bọt, làm nổi các chất gây ô nhiễm có trong nước thải. Lượng không khí phải thoát ra khỏi dung dịch quá bão hòa và mang lại hiệu suất tuyển nổi cần thiết thường bằng 1 - 5% thể tích nước thải được xử lý. Tùy thuộc vào phương pháp tạo bong bóng, người ta phân biệt giữa tuyển nổi chân không, tuyển nổi áp suất và tuyển nổi bằng khí cầu.

Tuyển nổi chân không(Hình 2.2).

Ưu điểm của tuyển nổi chân không là sự hình thành các bong bóng khí, độ bám dính của chúng với các hạt ô nhiễm và sự nổi của các tập hợp “hạt-bong bóng” tạo thành xảy ra trong môi trường yên tĩnh và khả năng phá hủy chúng được giảm thiểu. Tiêu thụ năng lượng để làm bão hòa chất lỏng bằng không khí cũng như sự hình thành và nghiền các bọt khí cũng ở mức tối thiểu.

Nhược điểm của phương pháp:

- sự cần thiết phải xây dựng các bể kín;

- độ phức tạp của hoạt động của thiết bị tuyển nổi chân không;

- phạm vi ứng dụng hạn chế của thiết bị tuyển nổi chân không (nồng độ chất gây ô nhiễm trong nước thải không được vượt quá 250 mg/l).

Chất lỏng thải đi vào thiết bị tuyển nổi được bão hòa trước bằng không khí trong 1 - 2 phút trong buồng sục khí 1, từ đó đi vào thiết bị khử khí 2 để loại bỏ không khí không hòa tan. Sau đó, dưới tác dụng của độ hiếm (0,02 - 0,03 MPa), nước thải đi vào buồng tuyển nổi 3, trong đó không khí hòa tan ở áp suất khí quyển được giải phóng dưới dạng bong bóng và mang các hạt ô nhiễm vào lớp bọt. Thời gian lưu nước thải trong buồng tuyển nổi là 20 phút, tải lượng trên 1 m2 diện tích bề mặt khoảng 200 m3/ngày. Bọt tích tụ được loại bỏ bằng cách xoay dụng cụ cạo vào bộ thu bọt. Để loại bỏ nước thải đã qua xử lý, phải đảm bảo độ chênh lệch mức yêu cầu giữa buồng tuyển nổi và bể tiếp nhận hoặc lắp đặt máy bơm.

tuyển nổi áp lực(Hình 2.3).

Cài đặt tuyển nổi áp lực đơn giản và đáng tin cậy trong hoạt động. Phương pháp này có phạm vi ứng dụng rộng hơn vì nó cho phép bạn điều chỉnh mức độ quá bão hòa phù hợp với hiệu quả xử lý nước thải cần thiết với nồng độ chất gây ô nhiễm ban đầu lên tới 4 - 5 g/l trở lên. Để tăng mức độ thanh lọc, chất keo tụ được thêm vào nước thải. Thiết bị tuyển nổi áp suất cung cấp hàm lượng chất gây ô nhiễm còn sót lại ít hơn 5–10 lần so với bẫy dầu và có kích thước nhỏ hơn 5–10 lần. Quá trình này được thực hiện theo hai giai đoạn: bão hòa nước thải với không khí dưới áp suất cao và giải phóng khí hòa tan dưới áp suất khí quyển. Các thiết bị tuyển nổi áp lực có công suất từ ​​5 đến 2000 m3/h. Thời gian lưu của nước trong bình áp suất là 10 - 15 phút và trong buồng tuyển nổi - 10 - 20 phút. Trong quá trình tuyển nổi áp lực (Hình 2.3), nước thải được cấp qua đường ống bằng bơm 2 đến bể áp lực 3 (bể bão hòa) từ bể tiếp nhận 1. Đường ống hút có ống hút không khí. Bình bão hòa hoặc bể áp suất được sử dụng để hòa tan đồng đều không khí trong nước thải. Thể tích của bộ bão hòa được tính cho khoảng thời gian bão hòa cần thiết với không khí (thường là 1 - 3 phút) ở áp suất vượt quá 0,15 - 0,4 MPa. Lượng không khí hòa tan trong thiết bị bão hòa phải bằng 3 - 5% thể tích nước thải được xử lý. Nước bão hòa không khí được cung cấp cho buồng tuyển nổi 4, tại đây, ở áp suất khí quyển, không khí hòa tan được giải phóng dưới dạng bong bóng và các hạt lơ lửng trôi nổi. Khối nổi được loại bỏ liên tục bằng cơ chế cào bọt vào thùng chứa xốp. Bọt được loại bỏ qua đường III ở phần trên của thiết bị nổi. Nước trong được xả ra từ đáy thiết bị tuyển nổi - dòng IV. Diện tích buồng tuyển nổi cần lấy dựa trên tải trọng thủy lực 6 - 10 m3/h trên 1 m2 diện tích bề mặt buồng. Thời gian tuyển nổi là 20 phút. Thể tích không khí được hút bằng 1,5 - 5% thể tích nước tinh khiết. Các giá trị tham số phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của chất gây ô nhiễm. Khi thiết kế thiết bị tuyển nổi để xử lý nước thải có lưu lượng đến 100 m3/h, chấp nhận sử dụng thiết bị tuyển nổi hình chữ nhật dạng buồng có độ sâu 1 - 1,5 m, tốc độ dòng chảy lớn hơn 100 m3/h - thiết bị tuyển nổi hướng tâm. có độ sâu tối thiểu 3 m, độ sâu của vùng tuyển nổi và vùng lắng được quy định tối thiểu là 1,5 m và thời gian lưu trú của nước thải trong đó lần lượt là 5 và 15 phút. Theo sơ đồ (Hình 2.2 và 2.3), tất cả nước thải đi vào tuyển nổi đều được bão hòa không khí. Nên sử dụng các sơ đồ tuần hoàn (Hình 2.4a) và cấp nước một phần bằng máy bơm (Hình 2.4b) nếu quá trình đông tụ sơ bộ nước thải được thực hiện nhằm ngăn ngừa hoặc giảm sự phân hủy các bông cặn trong máy bơm. Trong các sơ đồ này, chỉ một phần nước thải được bơm và bão hòa không khí. Sơ đồ chất lỏng làm việc (Hình 2.4c) được sử dụng khi có nồng độ chất ô nhiễm cao trong nước thải, khi hoạt động của thiết bị tuyển nổi theo sơ đồ (Hình 2.2) không hiệu quả. Nước đã tinh khiết hoặc nước tự nhiên được sử dụng làm chất lỏng làm việc. Trong trường hợp này, thể tích chất lỏng làm việc vượt quá thể tích nước thải được xử lý. Sự tuyển nổi được cải thiện trong trường hợp này xảy ra do việc bảo quản các mảnh chất gây ô nhiễm và sự trôi nổi nhanh hơn của chúng. Nhược điểm của sơ đồ này là tiêu thụ năng lượng cao để bơm chất lỏng làm việc.

Nước thải (Hình 2.5), bão hòa không khí, đi vào buồng tuyển nổi 3 từ bên dưới thông qua bộ phân phối nước quay 2. Bọt khí thoát ra từ nước nổi lên cùng với các hạt gây ô nhiễm. Sử dụng cơ chế xoay 4, bọt được cào vào khay và lấy ra - dòng IV. Nước đã xử lý được lấy ra khỏi đáy thiết bị tuyển nổi 1 và đổ qua các kênh thẳng đứng vào khay vòng xả 5.

Băng thông của một máy nổi xuyên tâm không được vượt quá 1000 m3/h.

Áp dụng máy nổi hình trụ, có đường kính khác nhau, do đó, hiệu suất khác nhau. Phao khác nhau về thiết kế đầu vào và đầu ra nước thải cũng như cơ chế thu gom bọt và loại bỏ bọt. Các thiết bị tuyển nổi nhiều buồng cũng được sử dụng. Trong hệ thống lắp đặt nhiều buồng (Hình 2.6), nước thải bị ô nhiễm, tích tụ trong thùng chứa 1, trước tiên được bơm 2 cung cấp cho hydrocyclone 4, tại đây một số hạt lơ lửng được loại bỏ. Sau đó được đưa đến khoang đầu tiên của thiết bị tuyển nổi 3, tại đây nước thải được trộn với nước tuần hoàn từ bể áp lực 6, bão hòa không khí, đi vào qua thiết bị sục khí 7. Tại ngăn đầu tiên của thiết bị tuyển nổi, bọt khí được giải phóng , làm nổi các chất gây ô nhiễm. Sau đó, nước thải đi vào ngăn thứ hai và các ngăn tiếp theo, tại đó cũng xảy ra quá trình tuyển nổi sau khi trộn nước thải với nước tinh khiết. Do đó, xử lý nước thải nhiều giai đoạn xảy ra. Sau khi đi qua buồng cuối cùng của thiết bị tuyển nổi, nước tinh khiết sẽ được lấy ra khỏi hệ thống lắp đặt - dây chuyền II. Bọt được loại bỏ bằng thiết bị hớt bọt 5. Một phần nước tinh khiết được bơm 8 cung cấp cho bình áp lực 6, nơi không khí đi vào đường hút của máy bơm sẽ được hòa tan.

Nếu cần thực hiện đồng thời các quá trình tuyển nổi và oxy hóa các chất gây ô nhiễm, nước thải sẽ được bão hòa với không khí được làm giàu bằng oxy hoặc ozone. Để loại bỏ quá trình oxy hóa, khí trơ cần được cung cấp cho quá trình tuyển nổi thay vì không khí. Tuyển nổi áp lực được sử dụng để làm sạch nước thải từ dầu, sản phẩm dầu mỏ, chất béo, dầu, chất xơ và các chất khác.

(Hình 2.7).

Lắp đặt máy bay được sử dụng để xử lý nước thải trong ngành hóa chất. Sự đơn giản của thiết bị và giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình tuyển nổi bằng khí cầu để thực hiện quy trình từ 2 - 4 lần so với tuyển nổi áp suất là những ưu điểm của phương pháp. Tuy nhiên, thiết kế lắp đặt đòi hỏi sự chênh lệch đáng kể về chiều cao giữa bể cấp nước thải và buồng tuyển nổi, điều này thu hẹp đáng kể phạm vi áp dụng của phương pháp này. Nước thải từ bể 1 nằm ở độ cao 20 - 30 m đi vào thiết bị sục khí 3 qua đường ống 2. Khí nén cũng được cung cấp ở đó - đường II, hòa tan trong nước dưới áp suất tăng. Đi lên qua đường ống vận chuyển hàng không 4, chất lỏng được làm giàu bằng bọt khí, được giải phóng trong thiết bị tuyển nổi 5. Bọt thu được cùng với các hạt chất gây ô nhiễm được loại bỏ bằng trọng lực hoặc bằng máy cạo - dòng III. Nước đã được làm sạch được gửi đi để thanh lọc thêm - dòng IV.

Tuyển nổi với sự phân tán không khí cơ học

Khi một luồng không khí di chuyển trong nước, một chuyển động xoáy mạnh được tạo ra, dưới tác động của luồng không khí này sẽ vỡ ra thành các bong bóng riêng biệt. Có cánh quạt, trọng lực và tuyển nổi bằng khí nén. Tuyển nổi bằng cánh quạt (Hình 2.8). Sự pha trộn mạnh mẽ của nước thải trong các bộ phận cánh quạt tuyển nổi tạo ra một số lượng lớn dòng xoáy nhỏ trong đó, giúp thu được các bong bóng có kích thước nhất định. Thành phần chính của hệ thống lắp đặt như vậy là bánh công tác - một tuabin loại bơm nhỏ, là một đĩa có các cánh hướng tâm hướng lên trên. Nước thải từ túi tiếp nhận 1 chảy sang cánh quạt số 6, không khí được hút vào qua ống số 4. Bánh công tác quay ở đầu dưới của trục, được bọc trong một ống qua đó không khí được hút qua ống 4, vì khi nó quay sẽ hình thành một vùng áp suất thấp. Phía trên cánh quạt có stato 3 dạng đĩa có lỗ để lưu thông nước bên trong. Nước và không khí trộn lẫn với bánh công tác được thải qua stato. Lưới 7 nằm xung quanh stato giúp không khí hòa trộn tốt hơn trong nước. Bọt khí lắng xuống trên vỉ. Bọt chứa các hạt nổi được loại bỏ bằng máy hớt bọt có mái chèo. Thông thường, một thiết bị tuyển nổi bao gồm một số buồng được nối nối tiếp. Đường kính cánh quạt 600 - 700 mm. Từ ngăn thứ nhất, nước chảy vào ngăn thứ hai có cùng thiết kế, nơi diễn ra quá trình xử lý nước thải bổ sung.

Mức độ phân tán không khí và hiệu quả làm sạch phụ thuộc vào tốc độ quay của cánh quạt. Tốc độ cánh quạt càng cao, bong bóng càng nhỏ và hiệu quả của quá trình càng cao. Tuy nhiên, ở tốc độ cao, dòng chảy rối tăng mạnh và các hạt keo tụ có thể bị phá hủy, ngược lại sẽ dẫn đến giảm hiệu quả của quá trình làm sạch. Đường kính bánh công tác không được lớn hơn 750 mm. Diện tích làm việc của bánh công tác không được vượt quá kích thước của một hình vuông có cạnh bằng sáu đường kính bánh công tác. Chiều cao của buồng tuyển nổi Hf giả định là 1,5 - 3 m, thời gian tuyển nổi là 15 - 20 phút.

Nên sử dụng bộ cánh quạt khi xử lý nước thải có nồng độ chất ô nhiễm không hòa tan cao (trên 2 - 3 g/l) và có chứa dầu, sản phẩm dầu mỏ và chất béo. Nhược điểm của phương pháp tuyển nổi bằng cánh quạt là hàm lượng nước trong bọt tương đối cao. Hạn chế này trở nên đặc biệt quan trọng trong trường hợp mục đích chính của tuyển nổi là chiết xuất các chất hoạt động bề mặt hòa tan, vì một lượng lớn nước trong bọt buộc phải tạo ra các thiết bị bổ sung để xử lý, làm tăng chi phí lọc nói chung. Thiết bị tuyển nổi cánh quạt được sử dụng rộng rãi trong việc làm giàu khoáng chất và cũng được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng hạt lơ lửng cao (ở nồng độ trên 2 g/l).

Tuyển nổi trọng lực.

Sự phân tán không khí trong lắp đặt không áp suất xảy ra do dòng xoáy được tạo ra bởi cánh quạt của bơm ly tâm. Sơ đồ tuyển nổi tương tự như tuyển nổi áp suất, nhưng nó không có bộ bão hòa, đây là một lợi thế của tuyển nổi trọng lực. Các bong bóng hình thành trong buồng lắp đặt dòng chảy tự do lớn hơn và do đó hiệu ứng nổi của các hạt nhỏ bị giảm. Các thiết bị tuyển nổi trọng lực thường được sử dụng để xử lý nước thải từ dầu mỡ và len.

Tuyển nổi bằng khí nén.

Thiết bị tuyển nổi bằng khí nén được sử dụng để xử lý nước thải có chứa tạp chất hòa tan có tác động mạnh đến các cơ chế (máy bơm, cánh quạt, v.v.) có bộ phận chuyển động. Việc nghiền bọt khí được thực hiện bằng cách đưa không khí vào buồng tuyển nổi thông qua các vòi phun, được đặt trên các ống phân phối không khí đặt dưới đáy buồng tuyển nổi ở khoảng cách 0,25 - 0,3 m với nhau. Đường kính các lỗ phun 1 - 1,2 mm, áp suất làm việc phía trước 0,3 - 0,5 MPa, độ sâu thiết bị tuyển nổi giả định là 3 - 4 m, tốc độ tia phun tại miệng phun là 100 - 200 m/ S. Lưu lượng không khí cần thiết phụ thuộc vào cường độ sục khí, nằm trong khoảng 15 - 20 m3/h trên mỗi m2 diện tích dòng chảy của thiết bị tuyển nổi.

Tuyển nổi với nguồn cung cấp không khí thông qua vật liệu xốp

Ưu điểm của phương pháp này bao gồm mức tiêu thụ năng lượng tương đối thấp do không có máy bơm và cánh quạt cũng như thiết kế đơn giản của buồng tuyển nổi. Không khí được cung cấp cho buồng tuyển nổi thông qua các tấm, ống và vòi phun có độ xốp mịn đặt ở đáy buồng. Hiệu quả của quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước của lỗ vật liệu, luồng không khí, thời gian tuyển nổi và mực nước trong thiết bị tuyển nổi. Đường kính của các lỗ phải là 4 - 20 micron, lưu lượng không khí trong khoảng 40 - 70 m3/h trên 1 m2 diện tích dòng tuyển nổi, áp suất không khí 0,1 - 0,2 MPa, thời gian tuyển nổi 20 - 30 phút, lưu lượng không khí được xác định bằng thực nghiệm. Mức hoạt động của nước thải được xử lý trước khi tuyển nổi là 1,5 - 2 m, thời gian tuyển nổi là 20 - 30 phút. Nhược điểm của phương pháp này là có khả năng phát triển quá mức và làm tắc nghẽn lỗ chân lông cũng như khó khăn trong việc lựa chọn vật liệu xốp mịn, có lỗ có cùng đường kính, đảm bảo giải phóng các bọt khí nhỏ, có kích thước tương tự. Khi không khí đi qua các tấm và nắp gốm xốp sẽ thu được bong bóng, kích thước của chúng được xác định theo công thức

trong đó R là bán kính của bong bóng; r là bán kính lỗ trên vật liệu xốp; σ là sức căng bề mặt của nước.

Áp suất thắng lực căng bề mặt được xác định theo công thức Laplace

Để xử lý lượng nước thải nhỏ, người ta sử dụng buồng tuyển nổi có nắp xốp (Hình 2.9a) nước thải được cấp lên phần trên của buồng tuyển nổi 1 và không khí đi vào qua nắp xốp 2. Bọt được đổ qua máng hình khuyên 3 và loại bỏ khỏi nó. Nước trong được xả qua bộ điều chỉnh mức 4. Việc lắp đặt có thể có một hoặc nhiều giai đoạn. Đối với khối lượng lớn nước thải đã qua xử lý, sử dụng tấm lọc (Hình 2.9b), sơ đồ tuyển nổi tương tự như sơ đồ trước.

tuyển nổi điện

Bản chất của phương pháp điện nổi trong xử lý nước thải là chuyển các hạt gây ô nhiễm từ chất lỏng sang bề mặt của nó bằng cách sử dụng bọt khí hình thành trong quá trình điện phân nước thải. Trong quá trình điện phân nước thải, hydro được giải phóng ở cực âm và oxy ở cực dương. Vai trò chính trong quá trình tuyển nổi được thực hiện bởi các bong bóng thoát ra ở cực âm. Kích thước của bong bóng thoát ra khỏi bề mặt điện cực phụ thuộc vào góc tiếp xúc, độ cong của bề mặt điện cực và đặc điểm thiết kế của nó. Việc thay thế cực âm dạng tấm bằng cực âm dạng dây dẫn đến giảm kích thước của bong bóng và do đó làm tăng hiệu suất của máy nổi điện. Khi sử dụng các điện cực hòa tan (thường là sắt hoặc nhôm) ở cực dương, sự hòa tan ở cực dương của kim loại sẽ xảy ra, do đó các cation sắt hoặc nhôm đi vào nước, dẫn đến hình thành các vảy hydroxit. Sự hình thành đồng thời của các mảnh keo tụ và bọt khí trong điều kiện chật hẹp của không gian giữa các điện cực tạo điều kiện thuận lợi cho việc cố định đáng tin cậy các bọt khí trên vảy và đông tụ mạnh các chất gây ô nhiễm, đảm bảo hiệu quả của quá trình tuyển nổi. Việc lắp đặt như vậy được gọi là lắp đặt tuyển nổi-đông tụ điện. Với công suất lên tới 10 - 15 m3/h, hệ thống lắp đặt có thể là buồng đơn và với công suất cao hơn - hai buồng nằm ngang (Hình 2.10) hoặc loại dọc. Việc tính toán các hệ thống lắp đặt cho quá trình tuyển nổi bằng điện và đông tụ bằng điện nhằm xác định tổng thể tích Wу của hệ thống lắp đặt, thể tích WE của ngăn điện cực và buồng tuyển nổi Wф:

Chúng tôi sẽ không cung cấp các tính toán chi tiết, bởi vì... Mục đích của việc đánh giá này là để bạn làm quen với công nghệ tuyển nổi chứ không phải để tính toán cụ thể việc lắp đặt.

Các quá trình oxy hóa khử điện hóa xảy ra trong quá trình tuyển nổi điện giúp khử trùng nước thải bổ sung. Việc sử dụng các điện cực nhôm và sắt gây ra sự chuyển đổi các ion nhôm và sắt thành dung dịch, góp phần làm đông tụ các hạt chất gây ô nhiễm nhỏ nhất có trong nước thải.

Tuyển nổi sinh học và hóa học

Dùng để nén bùn thải. Trong quá trình tuyển nổi nước thải, bọt được hình thành, thường có cấu trúc dạng màng. Bọt như vậy chứa một lượng nước đáng kể, đặc biệt là ở các lớp thấp hơn, độ ổn định và tính di động của nó thay đổi tùy thuộc vào bản chất của vật liệu nổi. Quá trình nén bùn nổi diễn ra mạnh mẽ nhất trong hai giờ đầu, sau đó chậm lại và sau bốn giờ gần như dừng hẳn. Các mô hình nén chung của bùn tạo bọt đối với nước thải có thành phần khác nhau được rút ra dựa trên phân tích biểu đồ nén. Nếu chúng ta lấy thể tích bùn làm đơn vị tại thời điểm tất cả bọt khí nổi lên trong lớp bọt, mà trong hệ thống lắp đặt dòng chảy tương ứng với thời gian tuyển nổi là 30 phút, thì thể tích tương đối của bùn sau 1; 2; 3 và 4 giờ lần lượt là 0,6; 0,33; 0,24 và 0,21.

Quá trình nén và phá hủy lớp bọt có thể được tăng cường bằng cách đun nóng hoặc sử dụng các thiết bị phun đặc biệt. Trong hầu hết các trường hợp, việc xử lý chất ngưng tụ bọt là không khả thi về mặt kinh tế. Xử lý nước thải bằng phương pháp tuyển nổi hóa học dựa trên đặc tính của một số chất khi đưa vào nước thải sẽ giải phóng khí (O2, CO2, Cl2, v.v.) do phản ứng hóa học. Bong bóng của các loại khí này có thể dính vào các hạt lơ lửng không hòa tan và mang chúng vào lớp bọt. Ví dụ, hiện tượng này được quan sát thấy khi xử lý nước thải bằng thuốc tẩy có đưa chất đông tụ vào. Tuyển nổi sinh học được sử dụng để nén bùn từ bể lắng sơ cấp trong xử lý nước thải sinh hoạt. Với mục đích này, trầm tích được đun nóng bằng hơi nước trong một thùng chứa đặc biệt đến nhiệt độ 35 - 55 ° C và giữ ở những điều kiện này trong vài ngày. Do hoạt động của vi sinh vật, bọt khí được giải phóng mang theo các hạt trầm tích vào lớp bọt, nơi chúng được nén lại và trung hòa. Bằng cách này, trong 5–6 ngày, độ ẩm của bùn có thể giảm xuống 80% và do đó đơn giản hóa quá trình xử lý tiếp theo. Tuyển nổi ion là một quá trình được thực hiện như sau: không khí được đưa vào nước thải, phá vỡ nó thành bong bóng theo một cách nào đó và một chất thu gom (chất hoạt động bề mặt). Chất thu tạo thành các ion trong nước có điện tích trái dấu với điện tích của ion được chiết. Các ion thu và chất gây ô nhiễm tập trung trên bề mặt bọt khí và được đưa vào bọt. Bọt được loại bỏ khỏi tế bào tuyển nổi và bị phá hủy, đồng thời các ion đậm đặc của chất bị loại bỏ sẽ được chiết ra khỏi nó. Quá trình này có thể được sử dụng để chiết xuất kim loại (molypden, vonfram, vanadi, bạch kim và các kim loại khác) từ nước thải.

Vấn đề xử lý nước thải vẫn có liên quan trong nhiều thập kỷ. Khó khăn nằm ở sự lỗi thời của phương pháp và thiết bị, cũng như sự xuất hiện của các hóa chất mới trong hóa chất gia dụng và trong sản xuất, đòi hỏi những cách tiếp cận hoàn toàn mới để loại bỏ chúng khỏi nước thải. Một trong những phương pháp xử lý nước thải phổ biến là tuyển nổi. Tùy thuộc vào đặc tính của chất ô nhiễm, chỉ cần thay thế thuốc thử và điều chỉnh các điều kiện của quy trình.

Vệ sinh cống thoát nước

Phương pháp này được sử dụng thành công để chứa sợi, sản phẩm dầu mỏ, dầu và chất béo cũng như các chất khác ít tan trong nước. Trước đây, nước thải được chuyển hóa thành huyền phù và nhũ tương bằng các chất đặc biệt.

Quá trình tuyển nổi dựa trên khả năng các bọt khí bám vào các hạt, giúp chúng nổi lên trên bề mặt chất lỏng.

Nguyên tắc chung của phương pháp

Hành động tuyển nổi đơn giản nhất là gắn các hạt không hòa tan (ví dụ: khoáng chất, dầu hoặc bất kỳ loại nào khác) vào bọt khí. Sự thành công của quá trình tinh chế phụ thuộc vào tốc độ hình thành liên kết giữa hạt và bong bóng, độ bền của liên kết này và thời gian tồn tại của phức hợp này. Điều này lần lượt được xác định bởi bản chất của các hạt, xu hướng bị làm ướt bởi nước và đặc điểm tương tác của chúng với thuốc thử. Như vậy, tuyển nổi là một quá trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Một hành động cơ bản có thể được thực hiện bằng một trong các cơ chế sau:

  • bong bóng hình thành ngay lập tức trong các hạt lơ lửng;
  • các hạt lơ lửng bám vào bọt khí khi va chạm với nó;
  • một bong bóng nhỏ hình thành trên bề mặt của hạt, kết hợp với bong bóng khác khi va chạm và tăng thể tích.

Phức chất được hình thành trong quá trình tuyển nổi chỉ có thể trôi nổi trong môi trường thực tế đứng yên nếu lực nâng của bong bóng khí lớn hơn trọng lượng của hạt. Điều này sẽ dẫn đến sự hình thành lớp bọt trên bề mặt nước được lọc.

Ngoài ra, diện tích bề mặt của bong bóng và hạt tại điểm tiếp xúc phải theo một tỷ lệ nhất định. Lực bám dính tăng tỷ lệ với kích thước của các hạt trong hình vuông, vì chu vi kết nối của chúng bị giới hạn bởi kích thước lớn nhất của các mặt của chúng. Và lực xé trực tiếp phụ thuộc vào khối lượng của hạt gây ô nhiễm (tức là kích thước tuyến tính của nó trong một khối lập phương). Do đó, khi đạt đến kích thước hạt nhất định, lực tách ra sẽ vượt quá lực bám dính. Điều này có nghĩa là để xử lý nước thải thành công bằng phương pháp tuyển nổi, không chỉ bản chất của mối liên hệ giữa huyền phù và bọt khí mà còn cả kích thước của chúng cũng rất quan trọng.

Phương pháp bão hòa nước bằng bong bóng

Có nhiều kỹ thuật đảm bảo sự xuất hiện của bọt khí trong nước thải. Các phương pháp chính được sử dụng trong tuyển nổi là:

  • Phương pháp nén (hoặc áp suất), dựa trên việc tăng độ hòa tan của không khí trong nước khi tăng áp suất.
  • Một phương pháp cơ học dựa trên sự trộn mạnh của chất lỏng với không khí.
  • Nước thải đi qua các vật liệu xốp, làm cho nó phân tán.
  • Là phương pháp điện dựa trên quá trình điện phân nước, kèm theo sự xuất hiện của bọt khí.
  • Phương pháp hóa học gây ra sự hình thành bong bóng trong phản ứng hóa học của một số thuốc thử với thành phần nước thải.
  • Phương pháp chân không, đặc trưng bởi sự giảm áp suất.

tuyển nổi áp lực

Nó hiệu quả nhất để chiết xuất huyền phù mịn và keo có nồng độ thấp. Nước tinh khiết được bão hòa không khí dưới áp suất lên tới 7 MPa trong lò phản ứng đặc biệt - thiết bị bão hòa. Sau khi nước rời khỏi nó, áp suất giảm mạnh về mức bình thường (khí quyển), điều này gây ra một quá trình giải phóng bọt khí mạnh mẽ.

Để tăng đáng kể hiệu quả lọc nước, tuyển nổi được kết hợp với đông tụ và keo tụ. Cả hai kỹ thuật này đều làm tăng kích thước của các hạt không hòa tan. Chất keo tụ đều là hợp chất vô cơ, thường là muối của sắt sắt hoặc nhôm và một số chất hữu cơ. Chất keo tụ là các polyme đặc biệt có các phân tử trong môi trường nước tạo thành mạng tích điện có thể thu hút các hạt ô nhiễm, dẫn đến sự xuất hiện của các tập hợp keo tụ.

Lắp đặt và sơ đồ công nghệ

Việc lắp đặt thực hiện tuyển nổi áp lực có thể được đặt không chỉ trong nhà mà còn ở ngoài trời. Vì vậy, loại trước phù hợp với khối lượng nhỏ nếu lưu lượng nước không quá 20 m 3 / h, trong khi loại sau có năng suất cao hơn nhiều. Thông thường, sự sắp xếp kết hợp của các cấu trúc được bố trí khi các vật thể lớn, chẳng hạn như bộ bão hòa và buồng tuyển nổi, được đặt ở ngoài trời và máy bơm ở trong nhà.

Nếu việc lắp đặt được đặt trong điều kiện nhiệt độ không khí có thể giảm xuống giá trị âm thì cần phải cung cấp hệ thống sưởi ấm bằng bọt. Một cài đặt cổ điển cho tuyển nổi nén bao gồm các thiết bị sau:

  • Bơm cung cấp chất lỏng.
  • Máy nén để cung cấp không khí (hoặc bất kỳ loại khí nào) cho hệ thống xử lý nước.
  • Một thiết bị bão hòa (tên gọi khác là bể áp lực), trong đó không khí được hòa tan trong nước thải.
  • Buồng tuyển nổi, nếu quá trình này bao gồm giai đoạn làm thô các hạt lơ lửng.
  • Thiết bị thuốc thử, bao gồm các thiết bị định lượng và trộn thuốc thử với chất lỏng cần tinh chế.
  • Hệ thống kiểm soát quá trình làm sạch.

Đề án công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp tuyển nổi với áp suất ngày càng tăng có thể là:

  1. Dòng trực tiếp, khi toàn bộ thể tích chất lỏng được tinh lọc đi qua thiết bị bão hòa.
  2. Tuần hoàn, khi chỉ có 20 - 50% chất lỏng được làm rõ đi qua thiết bị bão hòa.
  3. Dòng chảy trực tiếp một phần, khi khoảng 30-70% nước chưa qua xử lý đi vào thiết bị bão hòa và phần còn lại được cung cấp trực tiếp vào buồng tuyển nổi.

Khi chọn một trong các phương án này, các đặc tính hóa lý của nước thải đang được xử lý, các yêu cầu về mức độ lọc, điều kiện địa phương và các chỉ số kinh tế sẽ được tính đến.

tuyển nổi điện

Chúng bắt đầu được sử dụng vào nửa sau của thế kỷ 20. Sau đó người ta phát hiện ra rằng khí điện phân có hiệu quả hơn nhiều so với khí trơ hoặc không khí trong việc tăng cường độ tuyển nổi. Điều này giúp có thể cô lập các sản phẩm dầu mỏ không tan trong nước, dầu bôi trơn và các hợp chất hòa tan kém của kim loại nặng và kim loại màu, tạo thành nhũ tương ổn định trong nước thải. Nhưng ngoài khí điện phân, việc loại bỏ một số tạp chất còn bị ảnh hưởng bởi một điện trường được tạo ra nhân tạo trong đó các hạt tích điện di chuyển về phía các điện cực tích điện trái dấu.

Một nhược điểm đáng kể của phương pháp tuyển nổi điện là năng suất thấp, giá thành điện cực cao, độ mài mòn và nhiễm bẩn của chúng cũng như nguy cơ cháy nổ.

Phương pháp phân đoạn bọt

Nó phụ thuộc vào sự hấp phụ của các chất hoạt động bề mặt hòa tan trên các bọt khí nổi lên trong dung dịch. Trong trường hợp này, bọt được làm giàu bằng chất hấp phụ được hình thành mạnh mẽ.

Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của loại tuyển nổi này là lọc nước từ chất tẩy rửa được sử dụng trong tiệm giặt là. Nó cũng thích hợp để tách bùn hoạt tính được hình thành trong quá trình xử lý sinh hóa.

chế biến quặng

Quá trình tuyển nổi được sử dụng thành công trong quá trình xử lý sơ cấp tất cả các loại quặng, giúp tách được phần có giá trị với hàm lượng kim loại hoặc hợp chất cao. Nó dựa trên sự khác biệt về tính chất bề mặt của các khoáng chất được tách ra.

Tuyển nổi quặng là một quá trình gồm ba giai đoạn:

  • pha rắn là khoáng chất bị nghiền nát;
  • pha lỏng là bột giấy;
  • pha khí được hình thành bởi bọt khí đi qua bột giấy.

Tuyển nổi có thể là bọt, màng hoặc dầu - tùy thuộc vào dạng sản phẩm hình thành trên bề mặt pha lỏng.

Xử lý nước thải trước hết bao gồm công đoạn đi qua bể lắng ở cả nhà máy xử lý địa phương và nhà máy xử lý toàn thành phố. Độ trễ của nước chỉ làm sạch nước bằng các chất lơ lửng lớn, lắng xuống đáy, nặng hơn nước. Nhưng còn những hạt nhẹ hơn nước và không bị lắng đọng thì sao? Có một phương pháp để cô lập các chất gây ô nhiễm phức tạp như vậy được gọi là tuyển nổi.

Xử lý tuyển nổi được sử dụng như một trong những giai đoạn lọc nước thải khỏi các tạp chất như vậy.

Tìm hiểu thêm về tuyển nổi

Tuyển nổi là một trong những phương pháp được sử dụng để xử lý nước thải. Theo nghĩa đen từ " tuyển nổi" được dịch là "bơi trên mặt nước", đó là lý do tại sao từ hạm đội giống nhau. Nhưng nếu chúng ta nói về quá trình tinh chế tuyển nổi, thì mục tiêu của nó là đưa ra bề mặt các chất lơ lửng khác nhau và các chất khác có mật độ gần với nước và không có khả năng lắng xuống.

Nhiều hạt rắn nhỏ, huyền phù keo và các tạp chất khác trôi nổi trong cột nước và không lắng xuống. Tuyển nổi được sử dụng để làm sạch nước thải từ chất hoạt động bề mặt, sản phẩm dầu, chất béo, chất xơ và huyền phù bùn hoạt tính. Ngoài ra, quá trình tuyển nổi tương tự như tách bọt có thể loại bỏ một số chất hòa tan trong nước.

Định luật hóa lý của tuyển nổi

Tinh chế tuyển nổi dựa trên các quá trình vật lý và hóa học phức tạp. Việc xem xét chính là khái niệm về khả năng thấm ướt, nghĩa là khả năng làm ướt của từng chất nhất định. Khả năng này trực tiếp xác định hoạt động của các hợp chất này ở bề mặt phân cách khí-lỏng. Có hai loại chất:

  • ưa nước - đặc trưng bởi khả năng làm ướt tốt;
  • kỵ nước - không thấm nước.

Tùy thuộc vào loại chất cụ thể, nó có thể được loại bỏ dễ dàng bằng cách tinh chế tuyển nổi hoặc ngược lại, không thể phân lập theo cách này.

Quá trình tuyển nổi rất dễ hiểu và có thể mô tả như sau:

Kết quả là một chất bọt hình thành trên bề mặt nước. Bọt thu được sẽ được loại bỏ bằng một thiết bị đặc biệt - đây là sản phẩm cuối cùng của quá trình tuyển nổi hoặc bùn.

Hiệu quả của quá trình tuyển nổi

Một số yếu tố có thể làm giảm hoặc tăng hiệu quả tuyển nổi như một phương pháp xử lý nước thải. Tác động đáng kể nhất bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

Những yếu tố này có thể bị ảnh hưởng sử dụng thuốc thử đặc biệt, sẽ được mô tả dưới đây.

Thuốc thử để cải thiện tuyển nổi

Như đã mô tả ở trên, quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào chất lượng tạo bọt và tính kỵ nước của các hạt. Có những chất phụ gia đặc biệt nhằm mục đích cải thiện chất lượng bọt và tăng tính kỵ nước của tạp chất. Thuốc thử có thể được chia thành hai nhóm chính:

  • Người thu thập;
  • Chất tạo bọt.

Bộ thu gom thuốc thử

Loại chất ô nhiễm phổ biến nhất chứa các hạt có đặc tính kép, một phần kỵ nước và một phần ưa nước. Khả năng làm ướt của chúng không đủ để liên kết với bọt khí nên quá trình tuyển nổi không hiệu quả. Để giải quyết vấn đề này, cái gọi là chất phụ gia thu gom được thêm vào nước thải, nước thải cũng có cấu trúc kép bao gồm các nhóm ưa nước (cực) và kỵ nước (không phân cực). Các đầu ưa nước có cực của chất ô nhiễm và chất thu gom bị dính lại với nhau, trong khi các đầu kỵ nước vẫn tự do.

Người thu gom để tăng cường tuyển nổi là chất hoạt động bề mặt:

  • Muối amoni;
  • Sản phẩm dầu mỏ;
  • Dầu;
  • Mercaptan

Thuốc thử tạo bọt

Chất lượng của tiền phạt đóng một vai trò quan trọng trong hiệu quả tuyển nổi. Có một nhóm chất phụ gia nhằm mục đích cải thiện khả năng tạo bọt. Chúng bảo vệ bọt khí khỏi bị phá hủy, làm cho chúng đàn hồi và ổn định đáng kể khối bọt. Điều này giúp loại bỏ càng nhiều chất ô nhiễm càng tốt khỏi nước thải. Chất ổn định bọt như vậy là:

  • Dầu thông;
  • Cresol;
  • Phenol và nhiều chất khác

Quá trình tuyển nổi được mô tả ngắn gọn là sự bão hòa của nước thải với không khí và sự phân tán của nó. Nghĩa là, nhiệm vụ chính của quá trình tuyển nổi là thu được các bong bóng có đường kính yêu cầu trong cột nước thải. Làm thế nào chính xác điều này được thực hiện được mô tả dưới đây.

Giải phóng bọt khí khỏi dung dịch

Để giải phóng bọt khí ra khỏi dung dịch, sử dụng tuyển nổi áp suất và chân không. Tuyển nổi áp suất liên quan đến việc bơm không khí vào, sau đó áp suất trong hệ thống giảm mạnh, điều này gây ra sự giải phóng khối bong bóng trong cột nước.

Tuyển nổi chân không có phần giống với tuyển nổi áp suất, nhưng nó được thực hiện khác nhau. Giai đoạn đầu tiên là nước đi qua buồng sục khí, nơi nó được bão hòa không khí. Sau đó, nó đi vào thiết bị khử khí, nơi không khí không hòa tan được loại bỏ. Giai đoạn cuối cùng là đi qua buồng tuyển nổi, trong đó áp suất giảm, khiến bong bóng hình thành nhanh chóng.

Những phương pháp này rất thành công trong việc loại bỏ tạp chất tốt.

Truyền không khí qua vật liệu xốp

Đây là một trong những phương pháp đơn giản nhất theo quan điểm vật lý để thu được luồng không khí phân tán. Trước khi không khí đi vào nước thải, nó sẽ đi qua các vật liệu xốp, chẳng hạn như các tấm có khe xuyên qua. Đường kính của bong bóng được kiểm soát bởi kích thước của các lỗ này.

Tuyển nổi điện phân

Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt hai điện cực vào nước có dòng điện chạy qua. Trong quá trình điện phân, nước xung quanh các điện cực bị tách thành bong bóng hydro và oxy. Vật liệu làm điện cực được sử dụng phổ biến nhất là nhôm và sắt. Những kim loại này giải phóng chất keo tụ vào nước, chúng liên kết các chất lơ lửng và biến đổi nó như mảnh vụn. Các khối này kết hợp với bọt khí và nổi lên bề mặt nước thải dưới dạng bọt.

Phân tán cơ học

Ngoài việc hình thành bọt khí trong nước do thay đổi áp suất, người ta còn sử dụng phương pháp cơ học. Ngoài ra còn có một số cách để làm điều này:

Các bong bóng trong ba phương pháp này được hình thành do quá trình xoáy được kích thích bằng cách khuấy.

Tuyển nổi - ưu điểm và nhược điểm của phương pháp

Ngày nay, tuyển nổi là một trong những phương pháp xử lý nước thải được sử dụng phổ biến nhất. Nó được sử dụng trong cả nhà máy xử lý công nghiệp và đô thị. Lý do cho điều này là một số yếu tố ủng hộ việc tuyển nổi.

Ưu điểm của việc làm sạch tuyển nổi:

Tất nhiên, giống như bất kỳ phương pháp nào, tuyển nổi có liên quan đến một số khía cạnh tiêu cực.

Nhược điểm của quá trình thanh lọc tuyển nổi:

  1. Nó không loại bỏ tất cả các chất ô nhiễm, vì hiệu quả của nó phụ thuộc vào tính kỵ nước của chất;
  2. Thường phải chịu thêm chi phí cho việc bổ sung thuốc thử để cải thiện chất lượng bọt và tăng tính kỵ nước của các chất ô nhiễm;
  3. Mỗi loại chất gây ô nhiễm đòi hỏi cách tiếp cận riêng, có nghĩa là không có phương pháp chung nào để loại bỏ tất cả các chất lơ lửng.

Kết luận tuyển nổi

Cho dù tuyển nổi có bao nhiêu ưu điểm thì nó cũng không phải là phương pháp xử lý nước thải độc lập và cuối cùng. Đây chỉ là một bước trong quy trình phức tạp giúp loại bỏ hầu hết các chất không mong muốn khỏi nước. Quá trình tinh chế tuyển nổi cho phép bạn loại bỏ nước khỏi các sản phẩm dầu mỏ và dầu không thể loại bỏ bằng các phương tiện khác, cũng như các thành phần dạng sợi của nước thải. Thông thường, quá trình tinh chế tuyển nổi được sử dụng sau giai đoạn bể lắng để loại bỏ những chất không dễ bị lắng đọng.

Chia sẻ với bạn bè:
Ấn phẩm liên quan