Флотация. 
Экология

Процесс очистки стоков методом флотации заключается в прилипании мелких пузырьков газа (обычно воздуха) к грубодисперсным загрязнителям и всплытии этого комплекса на поверхность. Прочность соединения «пузырек — частица» зависит в первую очередь от размеров пузырька и частицы, физико-химических свойств поверхности частицы и жидкости, гидродинамических условий и других факторов. Если пузырек воздуха значительных размеров, то скорости воздушного пузырька и частицы сильно различаются, гак что последние не могут закрепиться на поверхности воздушного пузырька. Кроме того, большие воздушные пузырьки при быстром движении сильно перемешивают воду, вызывая разъединение уже соединенных воздушных пузырьков и частиц. Поэтому для нормальной работы флотатора во флотационную камеру не допускаются пузырьки более определенного размера.

В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают напорную, вакуумную, пневматическую, химическую, биологическую флотацию и электрофлотацию.

Установки напорной флотации просты и надежны в эксплуатации. Процесс очистки в таких установках протекает в две стадии: сначала происходит насыщение стоков воздухом под давлением, затем отделение пузырьков воздуха необходимого размера и подъем на поверхность взвешенных и эмульгированных веществ (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Схема пенного флотатора:

• 1 — флотационный резервуар; 2 — подача исходной воды; 3 — подача сжатого воздуха; 4 — перекрытие; 5 — центробежный вентилятор; 6 — пеносборник;
• 7 — отвод пенного продукта; 8 — отвод очищенной воды; 9 — перегородка; 10 — аэраторы; 11 — опорожнение флотационного резервуара

Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Схема вакуумной флотации:

I — подача сточной воды; 11 — отвод пены; III — отвод отработанной сточной воды;

1 — аэратор; 2 — деаэратор; 3 — флотационная камера; 4 — механизм сгребания пены При этом происходит выделение воздуха, растворенного в воде, и образование макропузырьков воздуха в спокойной среде, в результате чего улучшается агрегирование комплексов «частица — пузырек» и не нарушается их целостность вплоть до достижения ими поверхности воды.

Пневматическая флотация осуществляется пузырьками воздуха, образующимися при пропускании сжатого воздуха через пористые материалы. Такие флотаторы имеют более простую конструкцию флотационной камеры и требуют меньших затрат энергии, чем другие флотаторы.

Химическая флотация. При введении в сточную воду некоторых веществ для ее обработки могут протекать химические процессы с выделением газов. Пузырьки этих газов при некоторых условиях могут прилипать к нерастворимым взвешенным частицам и выносить их наверх. Такое явление наблюдается, например, при обработке сточных вод хлорной известью с введением коагулянтов.

Биологическая флотация применяется для уплотнения осадка из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод. Осадок подогревают паром в специальной емкости до 35—55°С и при этих условиях выдерживают несколько суток. В результате деятельности микроорганизмов выделяются пузырьки газов, которые уносят частицы осадка в пенный слой, где они уплотняются и обезвоживаются.