Masalah rawatan air sisa telah relevan selama beberapa dekad. Kesukarannya terletak pada keusangan kaedah dan peralatan, serta kemunculan bahan kimia baharu dalam bahan kimia isi rumah dan dalam pengeluaran, yang memerlukan pendekatan baharu sepenuhnya untuk penyingkirannya daripada air sisa. Salah satu kaedah rawatan air sisa sejagat ialah pengapungan. Bergantung pada ciri pencemar, ia hanya memerlukan penggantian reagen dan pembetulan keadaan proses.
Rawatan air sisa
Kaedah ini telah berjaya digunakan untuk merawat air sisa yang mengandungi gentian, produk minyak, minyak dan lemak, dan bahan lain yang kurang larut dalam air. Air sisa mula-mula dipindahkan ke dalam ampaian dan emulsi menggunakan bahan khas.
Proses pengapungan bergantung pada keupayaan gelembung gas untuk melekat pada zarah, membantu ia terapung ke permukaan cecair.
Prinsip am kaedah
Tindakan pengapungan yang paling mudah ialah lampiranzarah tidak larut (contohnya, mineral, minyak atau apa-apa yang lain) kepada gelembung udara. Kejayaan penulenan bergantung pada kadar di mana ikatan terbentuk antara zarah dan gelembung, pada kekuatan ikatan ini, dan pada tempoh kewujudan kompleks ini. Yang, seterusnya, ditentukan oleh sifat zarah, kecenderungan untuk membasahi dengan air, dan ciri-ciri interaksi mereka dengan reagen. Oleh itu, pengapungan ialah proses yang bergantung kepada banyak faktor.
Perbuatan asas boleh dilakukan melalui salah satu daripada mekanisme berikut:
- gelembung terbentuk serta-merta dalam zarah terampai;
- Zarah ampaian melekat pada gelembung gas apabila ia berlanggar dengannya;
- gelembung kecil terbentuk pada permukaan zarah, yang bergabung dengan yang lain apabila berlanggar dan meningkatkan isipadu.
Kompleks, yang terbentuk semasa proses pengapungan, dalam medium yang hampir tidak bergerak hanya boleh terapung di bawah keadaan daya angkat gelembung gas lebih besar daripada berat zarah. Ini akan menyebabkan pembentukan lapisan buih pada permukaan air yang dirawat.
Selain itu, kawasan permukaan buih dan zarah pada titik sentuhan mestilah dalam nisbah tertentu. Daya pelekat meningkat mengikut perkadaran dengan saiz zarah kuasa dua, kerana perimeter sambungannya dihadkan oleh saiz terbesar muka mereka. Dan daya pemisahan secara langsung bergantung pada jisim zarah pencemar (iaitu dimensi linearnya dalam kubus). Oleh itu, apabila saiz zarah tertentu dicapai, daya detasmen melebihi daya melekat. Jadi untukRawatan efluen yang berjaya melalui pengapungan adalah penting bukan sahaja untuk sifat hubungan penggantungan dengan buih, tetapi juga saiznya.
Cara untuk menenun air dengan buih
Terdapat banyak teknik yang memastikan penampilan gelembung gas dalam air sisa. Kaedah utama yang digunakan dalam pengapungan ialah:
- Kaedah mampatan (atau tekanan) berdasarkan peningkatan keterlarutan udara dalam air dengan peningkatan tekanan.
- Kaedah mekanikal berdasarkan pencampuran intensif cecair dengan udara.
- Menyalurkan air sisa melalui bahan berliang menyebabkannya tersebar.
- Kaedah elektrik berdasarkan elektrolisis air, disertai dengan kemunculan gelembung gas.
- Proses kimia yang menyebabkan pembentukan buih semasa tindak balas kimia reagen tertentu dengan komponen air sisa.
- Kaedah vakum dicirikan oleh pengurangan tekanan.
Pengapungan tekanan
Ia adalah yang paling berkesan untuk pengekstrakan suspensi halus dan koloid dengan kepekatan rendah. Air yang disucikan tepu dengan udara di bawah tekanan sehingga 7 MPa dalam reaktor khas - saturator. Selepas pembebasan air daripadanya, tekanan menurun secara mendadak kepada normal (atmosfera), yang mencetuskan proses intensif gelembung udara.
Untuk meningkatkan kecekapan rawatan air dengan ketara, pengapungan digabungkan dengan pembekuan dan pemberbukuan. Kedua-dua pendekatan inimenyumbang kepada peningkatan saiz zarah yang tidak terlarut. Koagulan ialah kedua-dua sebatian tak organik, biasanya garam besi ferik atau aluminium, dan beberapa bahan organik. Flokulan ialah polimer khas yang molekulnya dalam medium akueus membentuk rangkaian bercas yang mampu menarik zarah pencemar, yang membawa kepada kemunculan agregat flokulan.
Pemasangan dan gambar rajah alir
Pemasangan yang menjalankan pengapungan tekanan boleh diletakkan bukan sahaja di dalam, tetapi juga di luarnya. Jadi, yang pertama sesuai untuk isipadu kecil, jika penggunaan air tidak lebih daripada 20 m3/j, manakala yang terakhir mempunyai kapasiti yang lebih besar. Peletakan gabungan struktur selalunya diatur, apabila objek besar, contohnya, saturator dan sel pengapungan, berada di luar rumah dan pam berada di dalam rumah.
Dalam kes pemasangan dalam keadaan kemungkinan penurunan suhu udara kepada nilai negatif, adalah perlu untuk menyediakan sistem pemanasan buih. Loji pengapungan mampatan klasik terdiri daripada peralatan berikut:
- Pam untuk bekalan cecair.
- Pemampat untuk membekalkan udara (atau sebarang gas) ke sistem rawatan air.
- Saturator (nama lain ialah tangki tekanan), di mana udara dilarutkan dalam air buangan.
- Kebuk pengapungan, jika proses menyediakan tahap kekasaran zarah terampai.
- Peranti reagen, termasuk peranti untuk dos danmencampurkan reagen dengan cecair yang hendak ditulenkan.
- Sistem kawalan proses pembersihan.
Skim teknologi yang melibatkan rawatan air sisa melalui pengapungan tekanan boleh:
- Bersama, apabila isipadu penuh cecair yang hendak ditulenkan melalui penepu.
- Mengedar semula, apabila hanya 20 - 50% daripada cecair yang dijernihkan melalui tepu.
- Sebahagian aliran langsung, apabila kira-kira 30 -70% air mentah memasuki tepu, dan selebihnya disalurkan terus ke dalam kebuk pengapungan.
Apabila memilih salah satu daripada skim ini, sifat fizikal dan kimia air sisa yang dirawat, keperluan untuk tahap rawatan, keadaan setempat dan penunjuk ekonomi diambil kira.
Electroflotation
Kaedah ini mula digunakan pada separuh kedua abad ke-20. Kemudian didapati bahawa gas elektrolisis adalah jauh lebih berkesan daripada gas lengai atau udara dalam meningkatkan keamatan pengapungan. Ini memungkinkan untuk mengasingkan produk minyak tidak larut air, minyak pelincir, sebatian logam berat dan bukan ferus yang tidak larut, yang membentuk emulsi yang stabil dalam air sisa. Tetapi sebagai tambahan kepada gas elektrolisis, penyingkiran beberapa kekotoran dipengaruhi oleh medan elektrik yang dicipta secara buatan di mana zarah bercas bergerak ke arah elektrod bercas bertentangan.
Kelemahan ketara pengapungan elektrik ialah produktiviti yang rendah, kos elektrod yang tinggi, haus dan pencemaran serta bahaya letupan.
Kaedah pecahan buih
Ia bermuara kepada penjerapan bahan aktif permukaan terlarut (surfaktan) pada gelembung gas yang naik melalui larutan. Dalam kes ini, buih terbentuk secara intensif, diperkaya dengan bahan terserap.
Kawasan penting permohonan untuk pengapungan jenis ini ialah pembersihan air daripada detergen yang digunakan dalam dobi. Ia juga sesuai untuk mengasingkan enap cemar teraktif daripada rawatan biokimia.
Balut bijih
Proses pengapungan berjaya digunakan dalam pemprosesan utama semua jenis bijih, yang memungkinkan untuk memisahkan pecahan berharga dengan kandungan logam yang tinggi atau sebatiannya. Ia berdasarkan perbezaan sifat permukaan mineral yang diasingkan.
Pengapungan bijih ialah proses tiga fasa:
- fasa pepejal ialah mineral yang dihancurkan;
- fasa cecair ialah pulpa;
- fasa gas terbentuk oleh gelembung udara yang melalui pulpa.
Pengapungan boleh berbuih, berlapis atau berminyak, bergantung pada bentuk produk yang terbentuk pada permukaan fasa cecair.
