Veejaama ujuvpaagi tööpõhimõte

Flotatsioonimeetod on teatud tehnoloogia abil tekitada vees suur hulk pisikesi mullikesi, et need kleepuks reovees hõljuvate osakeste külge. Kui tihedus langeb veest väiksemaks, ujuvad nad veepinnale, moodustades saast, eemaldades seeläbi veest hõljuvad osakesed. Flotatsioonimeetodit kasutatakse peamiselt vee puhastamiseks, mis sisaldab 1-lähedase tihedusega ja settimismeetodiga raskesti eemaldatavaid hõljuvaid osakesi, nagu ammoniaaklämmastik, orgaaniline aine, kolloidosakesed, madala temperatuuriga ja vähese hägususega veeallika vesi, milles on rohkem vetikaid.

1. Pinnadevaheline pinge ja pindadevaheline vaba energia Vedeliku ja gaasi kokkupuutel mõjuvad vedeliku pinnamolekulid ja sisemolekulid erinevatele molekulaarsetele külgetõmbejõududele ning vedelikumolekulide vastastikune külgetõmbejõud ehk kohesioonijõud on palju suurem kui vedelikumolekulide ja gaasimolekulide vaheline adhesioon. Seetõttu mõjuvad vedeliku pinnamolekulid ja sisemolekulid ebaühtlastele jõududele, see tähendab, et vedeliku sisemolekulidele mõjuv resultantjõud on null ja vedeliku pinnamolekulidele mõjuv resultantjõud on suurem kui null. Tulemusjõu suurus on võrdne ja suund on kontaktpinnaga risti ning osutab vedeliku ja gaasi sisemusse. See jõud püüab vähendada vedeliku pindala. Väga väikese mahuga vesi õhus eksisteerib veepiiskade (st keradena, kuna kera pindala on väikseim) kujul. Sama kehtib gaasifaasi kohta.

2. Õhk vees eksisteerib mullide (st sfääride) kujul ja pindadevaheline pinge on pinnamolekulide vaheline tõmbejõud, mis eksisteerib samaaegselt molekulide vahelise sidusjõuga ja mille suund on puutuja kontaktpind. Vedeliku pinnamolekulid on kohesiooni toimel endiselt vedeliku pinnal, mis tähendab, et vedeliku pinnamolekulide vaheline tõmbejõud ehk pindadevaheline pinge on suurem kui sisemiste molekulide vaheline tõmbejõud. Seetõttu on vedeliku pinnamolekulidel rohkem energiat kui sisemolekulidel.

Sama õhuhulk moodustab hajutatud väikesed mullid ja selle pindala on suurem kui suurte mullide pindala, mis suurendab mullide ja osakeste vahelise kokkupõrke ja adhesiooni võimalust; lisaks ei soodusta suurte mullide äkiline hüdrauliline segamine kerkimisprotsessi ajal mullide ja osakeste kleepumist ning lööb ära ka adsorbeerunud mullid, mistõttu moodustuvad väikesed mullid soodustavad flotatsiooni.

Praktika on tõestanud, et mulli läbimõõt on alla 100 um, et osakestega hästi nakkuda. Mullidel endil on kalduvus üksteise külge kleepuda ja vähendada liidese energiat, st mullide ühinemisefekti, mis vähendab ka kokkupõrke ja nakkumise võimalust. Kui mullide ja osakeste kooslus ehk vaht tõuseb veepinnale ja puruneb kiiresti, ei jõua adsorbeerunud osakesed kraapimisseadmete poolt eemaldada ja uuesti vette vajuda. Seetõttu peab vees olema teatud kogus pindaktiivset ainet, et vältida mullide ühinemist ja mullide kiiret kokkuvarisemist. Pindaktiivseid aineid nimetatakse ka vahutavateks aineteks. Enamik neist koosneb polaarsetest ja mittepolaarsetest molekulidest. Ümmargune pea esindab polaarset rühma, mis on vees kergesti lahustuv ja läheb sügavale vette (kuna vesi on tugev polaarne molekul); saba esindab mittepolaarset rühma, mis on hüdrofoobne rühm ja läheb sügavale mullidesse. Sama märgiga laengute tõrjumine võib takistada mullide ühinemist ja kokkuvarisemist, suurendades seeläbi vahu stabiilsust. Kui vees ei ole piisavalt pindaktiivset ainet, tuleks seda flotatsiooniefekti tagamiseks lisada ja lisatava koguse määramine vastavalt testile.

Kui vees on liiga palju pindaktiivseid aineid, on mullid või osakesed (näiteks õliosakesed) sama märgi tõttu liiga stabiilsed, samuti on vahu tekkimine keeruline. Vees sisalduva hüdrofiilse tahke pulbri märgumisnurk on 0 kuni 90 kraadi, nii et väike osa selle pinnast on õli külge kleepunud. Õlitilgad on kaetud nende tahkete pulbritega, mistõttu on vahu moodustumine raskendatud. Seetõttu on tõhus meetod koagulandi kasutamine vees laetud kolloidi suurendamiseks, laengute tõrjumise kõrvaldamiseks ja osakeste mullide külge kleepumise võimaldamiseks.

Vastavalt erinevatele rõhkudele, mille juures mullid sadestuvad, võib lahustunud õhu flotatsiooni jagada kahte tüüpi: vaakumlahustuva õhu flotatsioon ja rõhu all lahustunud õhu flotatsioon.

Vaakumis lahustunud õhu flotatsioon on protsess, mille käigus õhk lahustub vees normaalrõhul või rõhu all ja sadestub alarõhu tingimustes. Selle peamised omadused on järgmised: õhus lahustumiseks vajalik rõhk on madalam kui rõhu all lahustunud õhul ning elektriseadmed ja elektritarbimine on väiksemad; õhuflotatsioon töötab alarõhu tingimustes ja õhuflotatsioonipaak tuleb sulgeda, muutes õhuflotatsioonipaagi kompleksi struktuuri, hoolduse ja töötamise ning seadmete hooldamise keeruliseks ning lahustunud õhu kogus on väike. See meetod sobib ainult madala saasteainete kontsentratsiooniga reovee puhastamiseks ja seda kasutatakse tootmises harva.

Surve all olev lahustunud õhuõhk lahustub survetingimustes vees ja sadestub normaalrõhul. Selle omadused on järgmised: suur lahustunud õhu maht, piisavalt mikromulle, mis vastavad erinevate nõuete tahke-vedeliku eraldamise nõuetele ja tagavad eemaldamise efekti; pärast dekompressiooni ja vabastamist tekkivate mullide osakeste suurus on väike (20–100 um), osakeste suurus on ühtlane, mikromullid tõusevad flotatsioonipaagis väga aeglaselt ja paagi häirimine on väike, mis sobib eriti hästi vee eraldamiseks. lahtised helbed ja peened tahked ained; seadmed ja protsess on suhteliselt lihtsad ning hooldus ja haldamine on mugavad. Surve all lahustunud õhu flotatsioon on tootmises kõige laialdasemalt kasutatav flotatsioonimeetod. Selle protsess koosneb õhu küllastusseadmetest, õhu väljalaskeseadmetest, flotatsioonipaagist, räbu eemaldamise seadmetest jne. Protsessi põhivoogusid on kolm: täielik lahustunud õhuvool, osaline lahustunud õhuvool ja tagasivoolu survestatud lahustunud õhuvool.

Täielik lahustunud õhuvool peab survestama ja lahustama kogu reovee ning seejärel sisenema flotatsioonipaaki läbi dekompressioonivabastusseadme tahke ja vedeliku eraldamiseks. Võrreldes kahe teise protsessiga on selle energiatarve suur, kuid kuna lahustunud õhuvett ei lisata, on flotatsioonipaagi maht väike.

Osalise lahustunud õhuvoolu eesmärk on survestada ja lahustada osa reoveest ning ülejäänud reovesi suunatakse otse flotatsioonipaaki. See protsess säästab rohkem elektrit kui täielikult lahustunud gaasi protsess. Kuna osa reoveest läbib lahustunud gaasipaaki, on lahustunud gaasipaagi maht suhteliselt väike. Kuna aga osa reoveest survestatud lahustunud gaasiga tagatav õhuhulk on väike, tuleb sama õhuhulga andmiseks suurendada lahustunud gaasipaagi rõhku. Reflukssurve all olev lahustunud gaas juhib osa heitveest tagasi ja surub selle otse flotatsioonipaaki. See meetod sobib tahkete ainete ja vedelike eraldamiseks vees, kus hõljum on kõrge.

Allpool tutvustame flotatsiooniks vajalikke seadmeid. Õhuküllastusseadmed koosnevad surveveepumbast ja õhuvarustusest, lahustunud gaasist ja muudest seadmetest. Selle ülesanne on lahustada õhku teatud rõhu all vees, et saada vee töötlemiseks vajalik lahustunud gaasivesi.

1. Võimepump

Võimepumpa kasutatakse teatud koguse vee varustamiseks teatud rõhul. Kui rõhutõstepumba rõhk on liiga kõrge, suureneb lahustunud õhu hulk mahuühiku kohta. Pärast dekompressiooni võib sadestuda suur kogus õhku, mis soodustab mikromullide agregatsiooni ega soodusta flotatsioonieraldumist. Lisaks, kuna kõrge rõhu all vajaliku lahustunud gaasivee kogus väheneb, ei soodusta see lahustunud gaasivee ja algse reovee täielikku segunemist. Vastupidi, kui rõhutõstepumba rõhk on liiga madal, suureneb lahustunud õhuvee hulk paratamatult, suurendades seeläbi flotatsioonipaagi mahtu.

2. Õhuvarustus

Õhuvarustuse saab jagada kolmeks: veepumba imitoru imemisõhuvarustus, veepumba survetoru joa õhuvarustus ja veepumba õhukompressori õhuvarustus. Veepumba imitoru imemisõhuvarustuse saab jagada kaheks vormiks: üks on veepumba imitoru alarõhu kasutamine, et avada imemistorus väike auk, ja õhk imetakse pärast imemist lahustunud õhupaaki. õhuhulga reguleerimise ja mõõtmise seadmete kaudu; teine ​​on ühendada harutoru veepumba survetoruga ja paigaldada harutorule ejektor. Ejektorit kasutatakse õhu imemiseks ja suunamiseks imitorusse ning seejärel veepumba kaudu lahustunud õhupaaki. Selle eelised on lihtsad seadmed ja õhukompressorit pole vaja; Puuduseks on see, et lahustunud õhu kogus on väike, üldiselt ei ületa see 10% (mahusuhe) veepumba voolust, vastasel juhul põhjustab see veepumba ebanormaalset vibratsiooni.

Veepumba survetoru reaktiivõhuvarustus on õhu imemiseks kasutada veepumba survetorule paigaldatud ejektorit. Selle eelised on lihtsad seadmed, õhukompressori puudumine, veepumba ebatavaline vibratsioon ja kavitatsiooni oht; selle puuduseks on ejektori enda suur energiakadu, tavaliselt umbes 30%, ja rõhk veepumba väljalaskeava juures on suurem kui nõutav lahustunud õhu vee rõhk.

Õhuvarustus veepumba õhutrafokompressoriga on praegu levinud õhuvarustusmeetod. Selle meetodi puhul tarnitakse lahustunud õhku õhukompressor ja survevesi siseneb lahustunud õhupaaki ainult veepumba abil või võib selle kombineerida suruõhuga, et siseneda lahustunud õhupaaki. Selleks, et suruõhk või survevesi vale töö tõttu tagasi veepumpa või õhukompressorisse ei voolaks, kasutatakse lahustunud õhupaaki voolamiseks sageli sama suunda ülalt alla.

Selle eeliseks on see, et õhukompressori võimsus on väike, kuna teatud rõhu all on vaja vähem õhku. Energiatarve on väike; miinuseks on kerge müra ning määrimis- ja jahutusõlireostus. Eriti oluline on kontrollida veepumba ja õhukompressori rõhku ning viia need tasakaaluasendisse.

3. Lahustatud õhupaak

Lahustunud õhupaagi ülesanne on integreerida täielik kontakt vee ja õhu vahel ning kiirendada õhu lahustumist. Praegu on palju levinud vorme. Lahustatud õhupaake on kahte tüüpi: tühjad ja täidetud paagid. Täidetud mahutid võivad suurendada turbulentsi astet, parandada vedelfaasi hajutamist ja pidevalt ajakohastada vedelfaasi ja gaasifaasi vahelist liidest, nii et lahustunud õhu efektiivsus on kõrge. Täidetud lahustunud õhupaake on erinevat tüüpi. Uuringud on näidanud, et kõrgeim on astmerõngaste lahustunud õhu efektiivsus, mis võib ulatuda üle 90%, järgnevad Raschigi rõngad ja madalaim on lainepapist lehtrullid. Lainepapist lehtrullide lahustunud õhu efektiivsus on umbes 25% kõrgem kui tühjadel paakidel. Kui pakkekihi paksus ületab 0,8 m, võib see jõuda küllastumiseni. Lahustatud õhupaagi pinnakoormus on üldiselt 300–2500 m3/(m2·d), seega kasutatakse tavaliselt täidetud lahustunud õhupaake.

4. Lahustatud õhu vabastaja

Õhuvabastusseadme ülesanne on rõhu all lahustunud õhuvees sisalduv õhk kiiresti pärast dekompressiooni mikromullide kujul vabastada. Mikromullide läbimõõt peab olema 20–100 mm. Mikromullide läbimõõt ja arv mõjutavad oluliselt flotatsiooniefekti. Praegu jagunevad tootmises kasutatavad dekompressioonivabastusseadmed kahte kategooriasse: üks on rõhualandusklapp ja teine ​​vabastusventiil. Survet vähendav ventiil kasutab olemasolevat sulgeventiili ja selle puudused on järgmised: mitme ventiili avanemisaste on üksteisega vastuolus ning selle optimaalset avanemisastet on raske reguleerida ja kontrollida, mistõttu on iga klapi väljavool erinev ja vabanenud mullide suurus on ebaühtlane; klapp paigaldatakse väljapoole flotatsioonipaaki ja pärast dekompressiooni saadetakse see torujuhtme lõigu kaudu flotatsioonipaaki. Kui see torujuhtme osa on pikk, on mullide ühinemise nähtus tõsine, mis mõjutab flotatsiooniefekti; Lisaks on päeval ja öösel rõhu all oleva lahustunud õhuvee mõjul klapi südamikku ja ventiili varre kruvi lihtne lahti keerata ning vee sisselaskeava, piluava kamber, augukarp ja vee väljalaskeava põhjustavad voolu muutust, muutes operatsioon ebastabiilne.

Hiinas on TS tüüpi, TJ ja TV tüüpi. TS-tüüpi lahustunud õhu vabastaja, kui rõhu all olev lahustunud õhuvesi läbib augukasti, läbib lahustunud õhuvesi korduvalt kokkutõmbumist, difusiooni, lööki, tagasivoolu, ekstrusiooni, kiirgust, keerist ja muid vooluolekuid ning {{{{5} }}}.1s, on rõhukadu umbes 95% ja lahustunud õhk vabaneb kiiresti. TS tüüpi vabastusseadme eeliseks on see, et rõhu vähendamine ja energia hajutamine on põhjalik. Ühekordne gaasi vabastamise efektiivsus võib ulatuda 99% või rohkem, vabaneb peaaegu kogu vees lahustunud gaas; energia hajumine ja gaasi eraldumine lõppevad koheselt. Pärast seda, kui 0,3 MPa lahustunud gaasivesi läbib vabastaja, on mulli keskmine läbimõõt 20–30 um, mis kontrollib kasutud mullid miinimumini; see suudab paremini juhtida vabastusseadme väljalaskeava voolukiirust, kõrvaldada veevoolu purustavate helveste kahjustused; vältida mullide ühinemise võimalust teel ja parandada flotatsiooniefekti. Selle puuduseks on see, et veevool vabastusseadmes on väike ja mõnikord on see blokeeritud rõhu all lahustunud gaasivees hõljuva aine tõttu. Teleri ja TJ tüüpi spetsiaalsed vabastid kasutavad pneumaatilisi või vaakumseadmeid, mis avavad lahustunud gaasivee vabastamiseks vabastusseadmes oleva pilu, mille sees oleva prahi saab ära pesta ilma vabastajat lahti võtmata. Kasutage stabiilset flotatsiooniefekti.

Kokkuvõtteks võib öelda, et vee flotatsioonil veetaimedes on veetootmise tehnoloogias ülitähtis roll. See võib tõhusalt eemaldada veest hõljuvaid aineid, rasva, helbeid ja vetikate rohket vett. Flotatsiooniseadmetel on väike investeering, väike jalajälg ja kõrge automatiseerituse tase. Sellel on väga oluline mõju veetaimede veekvaliteedi töötlemisel.