Проектирование флотационных установок, предназначенных для очистки сточных вод, в настоящее время осуществляется на основании отдельных рекомендаций, разработанных в ре­зультате исследований по очистке тех или иных категорий сточ­ных вод.

Способы насыщения стоков воздухом

Выбор способа насыщения стоков воздухом и конструкции флотаторов, как прави­ло, делается на основе материалов, полученных при изучении методов очистки данных сточных вод. При этом следует учиты­вать, что импеллерная и пневматическая флотации, а также фло­тация с диспергированием воздуха через пористые материалы бо­лее приемлемы для очистки стоков от нефти, масел, жиров (если стоки загрязнены преимущественно этими веществами) и для пенной сепарации растворенных соединений — СПАВ и др.

 

Флотационные установки большой производительности (более 150—200 м3/ч), а также при значительном содержании в стоках, оседающих (нефлотирующихся) веществ, необходимо применять установки вертикального типа; горизонтальные же (если отсут­ствуют в стоках оседающие примеси) при производительности до 150—200 м3/ч, а при наличии оседающих примесей — до 100— 120 м3/ч.

Размещение флотационных установок

Размещают флотаторы, работаю­щие с накоплением и периодическим сбросом шлама, в отапли­ваемых помещениях (во избежание замерзания шлама на поверх­ности). Установки с непрерывным сбросом шлама при среднего­довой температуре до +3 помещают в отапливаемых помеще­ниях, при среднегодовой температуре от +3° до +6° — в легких неотапливаемых, а при более высоких температурах их можно располагать на открытом воздухе. В помещениях должна быть вентиляция, обеспечивающая пятикратный обмен воздуха в 1 ч, а при электрофлотации и электрокоагуляции-флотации кратность воздухообмена определяется расчетом, исходя из количества вы­деляющегося при электролизе водорода, чтобы не создавались взрывоопасные концентрации. Над электродным отделением ус­траивается местный отсос воздуха.

Оборудование флотационных установок

Оборудуются флотаторы скребковы­ми механизмами для удаления шлама, регуляторами уровня во­ды в камере, регуляторами количества сбрасываемого шлама, трубопроводами для выпуска осадка, опорожнения.

 

Скребковые механизмы могут применяться различных конст­рукций в зависимости от типа и размеров флотационных камер. Скребковые транспортеры практически пригодны для прямо­угольных флотокамер любых размеров, как с периодическим, так и с непрерывным сбросом осадка. Непригодны они только для периодической уборки хорошо уплотняющегося шлама, содержа­щего склеивающие (жиры) и волокнистые (шерсть) вещества (войлокообразная масса), как например, шлам шерстежироулавливателей кожевенных заво­дов. При таких шламах сле­дует применять скребок-тележку, длина пути которого не должна превышать 8— 10 м. Для флотокамер круг­лой формы рекомендуется применять скребок типа спи­рали Архимеда. Обычная глубина погружения скреб­ков в шлам от 1/3 до 1/4 тол­щины шлама (но не менее 8—10 см), а ножа скребко­вой тележки — 1/2 толщины шлама.

 

Расстояние между скребками следует принимать тем меньше, чем более плотный шлам образуется при флотации.

Управление работой флотационных установок

Управление работой флотаторов должно быть сосредоточено непосредственно у флотацион­ных камер (рабочее место оператора). Оператор с пультов управления должен осуществлять следующие основные операции:

1. Управлять работой насосов, подающих сточную жидкость в камеры флотации.
2. Управлять работой насосов рециркуляции или рабочей жид­кости и регулировать рециркуляционный расход или расход ра­бочей жидкости.
3. Регулировать давление, создаваемое насосами в напорном баке или напорном трубопроводе.
4. Регулировать подачу воздуха для флотации.
5. Регулировать подачу сточной жидкости в отдельные камеры.
6. Изменять электрические параметры работы электродной си­стемы (при электрофлотации).
7. Осуществлять дозирование реагентов (если их подача пре­дусматривается) .
8. Включать и выключать скребковые механизмы и регулиро­вать скорость их движения.
9. Управлять задвижками или шиберами на выпусках очищен­ной воды из каждой камеры.
10. Управлять задвижками или шиберами, регулирующими вы­пуск шлама из каждой камеры.
11. Включать механизмы для транспортировки шлама (если они предусмотрены).

У пультов управления должны быть сосредоточены все необ­ходимые контролирующие, показывающие и регистрирующие приборы.

 

Обязательна установка двух пультов управления: первый — у места впуска стоков в камеры, второй — у места выпуска стоков и сброса шлама. С первого пульта осуществляется управление операциями с 1 по 7, а со второго — с 8 до 11. При большой дли­не и значительном количестве камер желательно, чтобы с каждо­го пульта можно было управлять всеми перечисленными опера­циями.

Эксплуатация флотационных установок

Эксплуатация флотаторов, рабо­та которых основана на сложных физико-химических явлениях, связана с постоянным наблюдением за процессом, что требует специальной подготовки и высокой квалификации эксплуатаци­онного персонала.

 

Отработка режима эксплуатации флотационных установок, уточнение всех технологических параметров, обеспечивающих предусмотренный эффект очистки стоков, осуществляется в пе­риод пуско-наладочных работ.

 

Рекомендации по организации и проведению пуско-наладоч­ных работ относятся к напорным уста­новкам, но в той или иной степени могут быть использованы и при других способах флотации (безнапорная, химическая, пнев­матическая, при подаче воздуха через пористые материалы, электрофлотация).

Пуск и наладка флотационных установок

Пусконаладка флотаторов осу­ществляется в следующей последовательности (здесь не учтены общепринятые работы, такие как сверка с проектом построен­ных сооружений, обкатка насосного и механического оборудова­ния, проверка под нагрузкой электрохозяйства и т. п.):

1. Очищенная и рециркуляционная или рабочая жидкость рав­номерно распределяется по камерам флотации.
2. При напорной флотации регулируется и устанавливается расчетное давление в напорном баке и трубопроводах.
3. При напорной флотации регулируется подача воздуха во всасывающие патрубки насосов.
4. Проверяется равномерность распределения шлама по по­верхности флотокамер, и при необходимости в работу включают­ся дополнительные трубопроводы или электродные системы.
5. Определяется периодичность сброса шлама.
6. Отрабатываются операции по сбросу шлама с поверхности камер.
7. Устанавливается периодичность и режим удаления осадка.
8. Определяется эффективность работы флотационной установ­ки.
9. При отклонении фактического эффекта очистки стоков от проектного изменяются и корректируются основные технологиче­ские параметры (давление насосов, подача воздуха, рециркуля­ционное отношение) для установления оптимального режима работы.
10. Уточняются после выведения установки в нормальный ре­жим параметры операций по удалению шлама и осадка.

Стоки по флотокамерам равномерно распределяются задвиж­ками, которые должны быть установлены на всех видах трубо­проводов при входе их в каждую камеру.

 

Регулирование давления в напорной линии и баке производит­ся задвижкой или регулятором давления «до себя», устанавлива­емых на общем напорном трубопроводе перед камерами.

 

Количество воздуха регулируется краном, установленным на воздушной трубке, подсоединенной к эжектору или непосредст­венно к всасывающему патрубку. Кроме того, подачу воздуха можно регулировать задвижкой или вентилем, установленным пе­ред эжектором (изменяя напор перед эжектором).

 

Для нормальной работы флотационной установки количество подсасываемого воздуха должно соответствовать необходимому удельному расходу его.

 

При регулировании количества подаваемого воздуха следует установить максимальную степень открытия воздушного крана эжектора, при которой нарушается или заметно ухудшается ра­бота насоса, и минимальную степень открытия крана, при кото­рой заметно ухудшается процесс флотации.

 

При установлении диапазона открытия воздушного крана сле­дует помнить, что количество подсасываемого воздуха зависит от уровня сточной жидкости в приемном резервуаре насосной станции. Максимальная степень открытия воздушного крана ус­танавливается при минимальном уровне воды в резервуаре, а минимальная степень открытия воздушного крана при макси­мальном уровне воды.

 

Дальнейшее регулирование должно производиться в пределах установленного диапазона.

 

Регулирование количества воздуха можно считать закопчен­ным после того, как в приемном отделении флотационной каме­ры будет образовываться устойчивая водо-воздушная эмульсия и не будет происходить непрерывного выделения крупных пу­зырьков воздуха; выделение пузырьков говорит о ненужном из­бытке воздуха, который может ухудшать процесс флотации, создавая пробки в напорной линии, уменьшая объем воды в ба­ке и др.

 

Равномерность распределения всплывающего шлама по по­верхности камер проверяют после окончания работ по регулиро­вке давления и подсоса воздуха и включения флотационных ка­мер в непрерывный режим работы.

 

Для определения равномерности распределения шлама по по­верхности камер через 1—2 ч после начала накопления шлама на поверхности камеры замеряют высоту слоя шлама по площади камеры стеклянной трубкой длиной 100 см. градуированной в см. К одному ее концу присоединяется резиновый шланг, свободный конец которого располагается ниже уровня воды во флотаторе. Опустив стеклянную трубку на глубину, заведомо большую вы­соты шлама, заряжают сифон и при медленном ее поднимании определяют момент, когда по трубке начнет идти шлам. Отметив на трубке уровень шлама в этот момент, ее вынимают и устанав­ливают высоту слоя шлама.

 

Замер шлама нужно производить в 3—4 точках по длине или радиусу (первая точка на расстоянии 1,5—2 м от приемной ка­меры, последняя — у борта шламоотводящего лотка). Если вы­сота шлама в первой точке будет превосходить высоту шлама в конце камеры не более чем в два раза, распределение шлама по поверхности камеры следует признать удовлетворительным. В этом случае включение дополнительных напорных линий, подаю­щих сток прямо в отстойную часть флотационных камер, нецеле­сообразно.

 

Если же высота шлама в начале камеры более чем в 2 раза превосходит высоту шлама в конце, а тем более, если в конце имеется непокрытое шламом водное зеркало, что может иметь место при камерах длиной более 10 м, то в работу включаются дополнительные напорные линии, которые рассчитываются на подачу не более 20% расхода сточных вод.

 

В зависимости от характера распределения шлама по длине камеры может быть включена одна или две дополнительные ли­нии.

 

Нагружать дополнительные напорные линии следует постепен­но, непрерывно наблюдая за качеством осветленной воды. Если после очередного увеличения подачи стока через дополнительные линии вынос взвешенных веществ увеличится, необходимо убе­диться, что это влияет подача через дополнительные линии (несколько раз уменьшив и вновь увеличив расход по линиям) и после этого установить максимально допустимую степень откры­тия задвижек на дополнительных напорных линиях.

 

Сбросив затем накопленный шлам, снова произвести замер тол­щины шлама по длине камеры, чтобы удостовериться в доста­точно равномерном распределении его по длине.

 

Установление наилучшего режима работы дополнительных напорных линий можно ускорить, создавая в каждой камере раз­ное соотношение подачи сточных вод.

 

Периодичность сброса шлама указывается в проекте. Однако практически время накопления слоя шлама будет за­висеть от колебания взвешенных веществ в пределах суток и от колебания расхода сточных вод, пропускаемых через флотатор. Поэтому для удобства эксплуатации следует установить график сброса шлама в конкретных условиях. Для этого необходимо в течение 10—15 дней производить круглосуточный контроль за приростом шлама, замеряя его высоту через каждый час и осу­ществляя сброс шлама по достижении им средней высоты, при­нятой в расчетах. Результатом работы должен явиться график, показывающий конкретное время начала операций по сбросу шлама в пределах суток (например, 1-й сброс — 8 ч; 2-й — 10:30; 3-й — 12:30 и т. д.).

 

При выполнении данных работ (а также работ предыдущего цикла наладки) необходимо, кроме того, установить, какой мак­симальный слой шлама может быть накоплен и сброшен без уху­дшения качества очистки как в период работы флотатора, так и, в особенности, в период сброса шлама и работы скребков. В ре­зультате этого должен быть подтвержден или уточнен принятый в проекте слой шлама, при достижении которого начинается сброс шлама, и график сброса определен уже исходя из этой уточненной высоты слоя.

 

Отработка операций по сбросу шлама с поверхности флотаци­онных камер может быть начата уже при выполнении второго цикла наладочных работ.

 

В процессе отработки этой операции необходимо добиться, чтобы, во-первых, со сбрасываемым шламом уходило возможно меньшее количество воды (точнее, только то количество, которое необходимо для движения шлама самотеком по отводящим лот­кам и трубам) и, во-вторых, чтобы при сбросе не происходило взмучивания, перемешивания шлама и ухудшения качества очи­щенной жидкости.

 

Для соблюдения указанных условий необходимо, чтобы ско­рость движения скребков вдоль камеры при сбросе шлама была равна скорости движения шлама к борту шламоотводящего лот­ка. Поскольку конструкция скребкового механизма не всегда предусматривает регулирование скорости движения скребков, то регулировать в процессе наладки придется скорость движения шлама, т. е. количество шлама, переливающегося через борт шламоотводящего лотка, или его уровень над бортом лотка.

 

Таким образом, при отработке сброса шлама необходимо ус­тановить и зафиксировать оптимальный уровень шлама в камере при сбросе, т. е. уровень регулируемого водослива на выходе осветленной воды из камеры флотации, а также его расход, т. е. степень открытия шибера в шламоотводящем лотке.

 

Рабочие положения указанных регуляторов при сбросе шлама необходимо установить для трех случаев подачи стоков на фло­тацию, а именно: работа при максимальном, минимальном и среднем притоках сточных вод на флотацию.

 

Периодичность и режим сброса осадка через грязевые трубы устанавливается во время работы флотационных камер. Посколь­ку часть нерастворенных веществ неизбежно будет оседать на дно (2—5% от общего количества), то для их удаления преду­смотрены грязевые трубы, сброс через которые выпавшего на дно осадка целесообразно производить при слое осадка в средней части камеры не менее 0,4—0,5 м.

 

Во время наладки устанавливается периодичность продувки флотационных камер. Для этого с начала эксплуатации камер наблюдают за приростом осадка, выпадающего на дно (за его уровнем). Эти наблюдения можно производить при помощи устройства, аналогичного описанному выше. Опуская в камеру градуированную трубку, соединенную с сифоном, можно доста­точно точно (2—3 см) установить уровень стояния осадка в лю­бой момент. Отбирая этой же трубкой пробы осадка, можно дать оценку его качества.

 

Торговый дом «Оборудование Водоочистки» предлагает современные установки напорной флотации практически любой требуемой производительности.

С использованием материала из книги «Очистка сточных вод флотацией» (Мацнев А.И.)