Механизм воздушной флотации и условия ее протекания

Другим, более употребляемым на сегодняшний день путем, является адсорбция молекул газа на поверхности гидратированных частиц. Особенно активно этот процесс происходит при выделении воздушных микропузырьков воздуха на поверхности гидратированных частиц, происходящем при перенасыщении водной среды раствором газа. Микропузырьки, нарушая гидратную оболочку, позволяют «прилипнуть» к частице более крупным газообразным образованиям, обеспечивающим ее флотацию. Чаще всего при очистке сточной воды с помощью флотации удаляются хлопьевидные образования, образующиеся в результате процессов коагуляции и флокуляции. На поверхности этих пространственных агрегатов идет адсорбция ионов и частиц коллоидного раствора, дестабилизированных при влиянии коагулирующих реагентов. Следует отметить, что чем выше «возраст» хлопьев, тот есть, чем больше времени прошло с момента их образования, тем меньше вероятность прочного прилипания образующихся на их поверхности микропузырьков и, как следствие, гораздо ниже способность к флотации. То есть, чем «свежее» образованные флоккулы, тем проще и эффективное их можно удалить из водной среды методом флотации. Поэтому, идеальным в этом отношении является решение одновременного образования хлопьев и выделения на них газовых пузырьков. Следует так же отметить, что размерам флотируемых частиц соответствуют размеры транспортирующих их пузырьков, то есть частицы малого размера прилипают к микропузырькам гораздо активнее, чем к пузырькам большого размера. И чем меньше гидрофобность флотируемых частиц, тем вероятнее их взаимодействие с пузырьками меньшего размера. Увеличение размера частиц и снижение их гидрофобности способствует образованию своего рода групп из микропузырьков, или аэрофлокул. В практике обогащения методом пенной флотации принято использование реагентов-пенообразователей, способствующих измельчению и устойчивости образующихся газовых пузырьков.

К таким веществам относятся органические вещества природного происхождения, такие как сосновое масло, креозол, ксиленол, фенолы и некоторые синтетические вещества поверхностно-активного действия, имеющие в своем составе кислотные остатки серной кислоты. Все они, как и реагенты-собиратели, представляют собой вещества токсического действия, поэтому в настоящее время не применимы при очистке сточной воды. Поэтому, для образования пузырьков нужного размера и придания частицам гидрофобных свойств используются флотореагенты другого плана. Если с помощью флотации нужно удалить фракции частиц, значительно отличающихся по размерам, то в этой ситуации лучшим выходом является применение коагулирующих и флоккулирующих реагентов. Благодаря этому происходит изменение заряда мелких взвешенных частиц, окруженных гидратной оболочкой, способствующее их гидрофобизации, а так же их объединение в более крупные конгломераты, что приводит к усреднению фракционного состава удаляемых частиц. Для того, чтобы тонкодисперсные взвеси эффективно удалялись флотацией, необходимо обеспечить максимальную плотность и равномерность распределения воздушных пузырьков по всему объему водной среды. При таком образовании своего рода воздушной эмульсии, состоящей из пузырьков воздуха, выделяющихся на поверхности частиц, мелкодисперсная твердая фаза увлекается или с помощью «своего пузырька», или же при присоединении к пузырькам других частиц. Чем больше насыщена воздухом водная среда, тем интенсивнее идет течение флотационного процесса.

Структура и особенности пенного слоя

Структура пены может быть агрегатной, пленочной или пленочно-структурной. При очистке сточной воды чаще всего образуется пленочно-структурный пенный слой, содержащий большое количество воды, а так же зависящий от свойств применяемых флотореагентов. Налипшие на пузырек воздуха несколько тонкодиспергированных частиц твердой фазы образуют шламовые зерна, которые при подъеме в верхний пенный слой начинают группироваться в аэрофлокулы, образуя шламовые агрегаты. Эти образования начанают слипаться друг с другом, образуя более крупные воздушные агрегаты, стремящиеся подняться наверх и «выжимающие» воду, которая находится в просветах. Результатом этого объединения является шламовая масса с внедренными в нее воздушными пузырьками. Через время количество твердой фазы в шламовой массе растет. Для накопления ее на поверхности следует необходимо обеспечивать количество воздуха, которое превышает расчетные значения. Однако, после уплотнения шламового слоя часть избыточных пузырьков может скапливаться под ним и опускаться до области турбулентности, создаваемой устройствами для выпуска осветленной воды и выноситься вместе с ней. Для того, чтобы избежать подобного явления, принимается ограничение высоты шламового слоя и нагрузки по сухому веществу, определяемой соотношением между площадью поверхности флотационного устройства и его глубиной, которое зависит от свойств очищаемой воды. От количественного состава сточных вод зависит и время, необходимое для флотации, чем выше концентрация выделяемых загрязнений в виде взвесей, тем оно длиннее. Активнее всего процесс уплотнения шламового слоя происходит в течение первых двух часов, заметно замедляясь после четырех часов.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.