Флотаторы могут быть круглыми или прямоугольными в плане. Прямоугольные флотаторы обычно используют для очистки питьевой воды. Их конструируют в моноблоке вместе с флокулятором и фильтрами, поэтому они занимают минимальную площадь.
Для изучения процесса флотации рекомендуется провести предварительные исследования (флототест) в лабораторных условиях или в полупроизводственных условиях. Результаты этих исследований дадут возможность перейти к проектным расчетам, основанным на использовании двух главных параметров: нисходящей скорости и количества флотируемых веществ на единицу площади и в единицу времени.
Невысокая нисходящая скорость, уменьшающая поток частиц в направлении к дну сооружения и теоретически увеличивающая эффективность отделения, также увеличивает время пребывания флотируемого осадка. Это может вызвать деаэрацию флотируемого осадка и разрушение его структуры, что снижает концентрацию осадка. Очевидно, что специалисты должны найти компромиссное решение, обеспечивающее требуемую степень уплотнения осадка и эффективность разделения.
Внутренняя конструкция сооружения также значительно влияет на производительность флотатора.
Для распределения пузырьков воздуха круглая форма флотатора предпочтительнее прямоугольной формы. Расстояние между впуском и выпуском воды короче при одинаковых объемах сооружений, и будет поддерживаться почти однородное распределение пузырьков по всему горизонтальному сечению флотатора.
Система подачи воды, объединенная с колонной или камерой, несет двойную функцию:
- осуществляет взаимный контакт обрабатываемой воды (фло-кулированной или нет) и воды, находившейся под давлением. Снижение давления следует предусматривать непосредственно перед входом воды в сооружение;
- уменьшает кинетическую энергию смеси очищаемой воды и воды, находившейся под давлением, и снижает скорость потока перед введением его в зону флотации.
Камера позволяет ликвидировать большие пузырьки, образовавшиеся в воде при входе во флотатор.
Уровни введения поступающей воды и воды, находившейся под давлением, имеют важное значение при предварительной флокуляции. Меры предосторожности, принимаемые для успокоения смеси, вводимой в зону флотации, учитывают размеры, прочность и плотность флокулируемых и нефлокулируемых веществ, поступающих на флотацию. В случае флотационной обработки питьевой воды или флотации нефтепродуктов с незначительной вязкостью эти уровни следует определять особенно точно.
Водную эмульсию, как правило, вводят в верхнюю половину сооружения. Осадок собирается с открытой поверхности, выпуск осветленной жидкости предусматривают в нижней трети флотатора.
Чем глубже флотатор и чем больше количество выпадающего осадка, тем на большем расстоянии от дна следует забирать осветленную жидкость. Обычно это делается в периферийной камере, ограниченной перегородкой в форме сифона; в некоторых случаях используются затопленные водосливы и лотки.
Более однородное распределение воды и микропузырьков осуществляется в мелких флотаторах (обычно от 2 до 4 м).
Образование пузырьков. На рисунке ниже показаны принципиальные схемы повышения давления и насыщения воздухом воды под давлением (обычно рециркуляционного расхода).
Принципиальные схемы повышения давления и насыщения воздухом воды под давлением
В некоторых схемах воздух вводится в воду до поступления ее в нагнетательный насос. Системы, включающие амортизирующий сатуратор, более дорогие, но работают очень стабильно. Воздух под давлением может подаваться в напорный трубопровод насоса.
При электрофлотации ряд электродов покрывает площадь поверхности флотатора и подача воды осуществляется выше этой решетки.
Сбор и удаление флотошлама. В некоторых случаях слой флотошлама может достигать толщины в несколько сантиметров и становится очень прочным (уплотнение активного ила). Иногда он тоньше и более хрупкий (флотация хлопьев гидроксидов металлов или нефтепродуктов). Если флотошлам удаляется не полностью, то слой со временем уплотняется и возникающие силы сцепления способствуют прилипанию флотируемых частиц.
Своевременное удаление шлама является серьезной проблемой. Скребковый механизм должен быть достаточно мощным, так как он предназначен для сбора уплотненного шлама.
В круглых флотаторах один или более скребков сгребают флотошлам в радиальный сборный канал длиной, равной половине радиуса. Уклон должен быть принят с таким расчетом, чтобы обеспечить постоянный контакт лезвия скребка с осадком. Число скребков принимается в зависимости от количества флотошлама, скорости его удаления без риска деаэрации и расстояния, на котором флотошлам непрерывно сгребается.
В прямоугольных флотаторах флотошлам сгребается в приямок скребками, приводимыми в движение бесконечной цепью.
Foam Kit 600 – портативный комплект оборудования для профессионального напыления пенополиуретана.