Особенности методологии совместного использования флотационных и сочлененных способов очистки сточных вод

Использование флотации для очистки сточных вод особенно целесообразно при извлечении гидрофобных загрязнений, например масел, нефтепродуктов, жиров и т. д. В случае присутствия в сточных водах гидрофильных загрязнений необходимо применение других способов, основанных на иных принципах извлечения, чем флотация. Чаще всего такими сопутствующими (сочлененными) способами являются отстаивание, фильтрация, адсорбция и др. Рассмотрим наиболее простой вариант, включающий наряду с флотацией применение отстаивания и реагентов. Такой комбинированный способ начал нами разрабатываться при обработке технологии очистки сточных вод энергопредприятий. Дальнейшие исследования показали, что наилучшим вариантом очистки таких сточных вод является использование наряду с реагентной флотацией отстаивания и в отдельных случаях фильтрации. Такое сочетание указанных способов приводит к достижению высоких результатов очистки сточных вод.

На первоначальной стадии происходит смешение реагентов (коагулянта, флокулянта, поверхностно-активного вещества — ПАВ) со сточными водами, что способствует интенсификации очистки воды всеми указанными выше способами. При этом если смешение реагентов со сточной водой происходит в условиях аэрации, то могут возникать не только флотокомплексы частица—газовый пузырек, но и аэрофлокулы и агрегаты, состоящие только из частиц загрязнений. На рис. 5.1 показаны возможные варианты образования таких комплексов, которые могут возникать при флотоочистке сточных вод от металлов.

Схематичное представление таких комплексов представлено на рис. 5.2.

Варианты образования различных комплексов при флотоочистке сточных вод от металлов

Рис. 5.1. Варианты образования различных комплексов при флотоочистке сточных вод от металлов

В зависимости от преимущественного вида образующихся комплексов следует отдать предпочтение использованию определенного способа на начальной стадии или одновременному применению нескольких способов, например флотации и отстаиванию. На стадии флотации происходит наиболее полное извлечение частиц загрязнений, если они образуют преимущественно флотокомплексы частица—пузырек или аэрофлокулы (рис. 5.2, а, б).

;ч

А

х)

в

Схематичное представление комплексов, образующихся при флотоочист-

Рис. 5.2. Схематичное представление комплексов, образующихся при флотоочист-

ке сточных вод от металлов:

а — флотокомплекс газовый пузырек—ПАВ-ион металла; б — гидроокись металла с включенными газовыми пузырьками; в — агрегат, состоящий из частиц загрязнений с адсорбированными на их поверхности ПАВ

Гидрофильные частицы, например песок, также объединяясь в агрегаты (рис. 5.2, в), выпадают в осадок. В этом случае предпочтительным способом, используемым на первой стадии, является отстаивание. При соблюдении благоприятных условий отстаивания (оптимальное время отстаивания, слабая турбулизация среды и т. п.) в этом случае удается достигнуть высокой степени осветления путем отстаивания.

При наличии примерно равного количества комплексов, способных к флотации (рис. 5.2, а, б) и к седиментации (рис. 5.2, в), возможно одновременное осуществление флотации и осаждения. Наиболее простым способом определения такого выбора является тестирование проб сточной воды, обработанной реагентами в условиях аэрации, в лабораторных цилиндрах. По результатам визуального наблюдения можно сделать вывод о преимущественном выпадении частиц загрязнений в осадок или их флотации в пенный (верхний) слой. Далее принимается решение о последовательности используемых способов очистки воды.

В случае необходимости вода после реагентной флотации и отстаивания поступает на доочистку в фильтр, где в зависимости от используемой загрузки происходит очистка вплоть до следовых концентраций, например нефтепродуктов до 0,05 мг/л и менее.

Описанные выше стадии очистки сточных вод были в дальнейшем отработаны не только на стоках различных предприятий. Практически во многих случаях указанный подход позволил получить желаемую степень очистки сточных вод, а в ряде случаев создать водооборотную систему водопользования.

Рациональное осуществление указанных процессов, как показал наш опыт, целесообразно проводить в корпусе одного аппарата, соблюдая при этом для каждого процесса специальный гидродинамический режим, характерный для каждой стадии очистки. Для этого в комбинированных аппаратах, названных нами флотокомбайнами, используются специальные блоки с пакетами сходящихся и расходящихся пластин, позволяющими увеличивать или уменьшать скорость очищаемого водного потока, в частности, на стадии флотации поддерживать скорость не более 5 мм/с, а при отстаивании — не более 10 мм/с. Процесс фильтрации с использованием загрузки, например, из активированного угля должен происходить со скоростью не более 12 м/ч.

Использование флотокомбайнов на практике показывает, что в этом случае при достижении высокой степени очистки сточных вод экономится примерно до 15—20 % материалов для изготовления аппарата и 20—25 % электроэнергии за счет самотека очищаемой жидкости внутри аппарата. Эти данные получены при сравнении традиционных технологий и с использованием флотокомбайнов.

Особенно эффективно использование флотокомбайнов в процессах очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и песок, например, от мойки автомобилей. В этом случае, как правило, в условиях дефицита производственных площадей компактные установки в виде флотокомбайнов представляются наиболее выгодными сооружениями практически по всем технико-экономическим показателям.

Весьма эффективно также применение флотокомбайнов в случае использования нескольких реагентов для очистки сточных вод, например, интенсификация очистки сточных вод производства бытовой техники включает добавление нескольких видов коагулянтов и фло-кулянтов, эффективно взаимодействующих с ионами металлов при нейтральных pH. В этом случае разрешается существующая дилемма, согласно которой фосфаты эффективно удаляются при нейтральных pH, а металлы переходят из растворимого состояния в нерастворимое при щелочных pH, например, в интервале примерно 10—12.

Достигнутые нами результаты указывают на возможность в этом случае существенного повышения эффективности очистки сточных вод и экономии коагулянтов и флокулянтов соответственно на 40— 50 % и 20—25 % с применением флотокомбайнов, в основе принципа работы которых используются флотационные и сопутствующие процессы.

Указанные выше данные подтверждаются и на других примерах очистки сточных вод, содержащих гидрофобные и гидрофильные загрязнения.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >