Очистка стоков физико-химическими методами чаще используется на практике при наличии в них растворенных веществ. Гораздо реже их применяют для вывода из смесей взвешенных частиц. Разработка оборудования, основанного на данных методах, и его повсеместное активное использование сегодня стало результатом возросших потребностей потребителей в оборотных системах водоснабжения.

Перечень методов довольно обширен, практически наиболее широко используются:

• флотация;
• центрифугирование;
• сорбция;
• ионообменная очистка;
• электрохимическая очистка;
• эвапорация;
• нейтрализация;
• гиперфильтрация;
• экстракция;
• испарение, выпаривание, кристаллизация.

Флотация в очистке стоков

Метод флотации – один из наиболее развитых и используемых в очистке воды. Применяют его для удаления из стоков коллоидных и диспергированных частиц, которые обладают способностью прилипать к пузырькам газа и перемещаться вместе с ними (в виде образованных флотокомплексов) к поверхности, образуя пенный слой (шлам). В комплексе очистных сооружений данный метод реализуется в установке, получившей название флотатор.

Формирование флотокомплексов возможно только с частицами, которые не смачиваются водой или имеют участки поверхностей с такими свойствами. Поэтому, реализуя метод в специально созданном оборудовании – флотаторе – предусматривают в нем возможность ввода в раствор специальных реагентов. Благодаря сорбции последних на растворенных в стоках частицах веществ, примеси повышают свою гидрофобизацию.

Образование во флотаторах пузырьков газа обеспечивается конструктивно разными способами. По этому признаку различают виды флотации: механическую, напорную, пневматическую, электрофлотацию, химическую, пенную, биологическую, вибрационную и др. Наиболее используемые из них – напорная, пневматическая, электрофлотация.

Вид загрязнений, присутствующих в воде, влияет на характер обработки стоков во флотаторе: используется только воздух или добавляются различные реагенты. Последние – это чаще коагулянты, которые делают флотационную очистку стоков более эффективной, позволяют удалять примеси, находящиеся в коллоидном состоянии, представляющие стойкие взвеси и эмульсии.

Важной операцией является процесс удаления образующейся при флотации загрязненной воды пены (шлама). В выпускаемом сегодня оборудовании это выполняется:

• кратковременным повышением уровня воды и отводом ее вместе со шламом по лоткам;
• оснащением флотаторов скребковыми механизмами, которые соскребают пену с поверхности воды и перемещают ее к отводным лоткам, накопительным емкостям.

Особенности разных видов флотации

При пневматическом виде флотации сжатый воздух при постоянном давлении подается во флотационную емкость через аэрационно-распределительную систему, предусмотренную в оборудовании. Равномерная подача газа, образование одинаковых по размерам пузырьков обеспечивают спокойную обстановку в рабочей камере флотатора, что приводит к надежному подъему флотокомплексов и получению устойчивого шлама.

В основе напорного метода флотации – выделение пузырьков из водо-воздушного пересыщенного раствора из-за перепада давления. Воздух выделяется микропузырьками, которые зарождаются прямо на частицах примесей, образуя устойчивые флотокомплексы.

В достоинствах флотаторов, работающих на напорном методе – высокая эффективность захвата частиц загрязнений. В недостатках – низкая скорость подъема флотокомплексов.

В методе электрофлотации выделение пузырьков воздуха происходит на электродах, через которые пропускают электроток. Перспективность его – в электрохимических процессах, которые протекают при проведении флотации стоков, что дополнительно их обеззараживает. Если же используются стальные или алюминиевые электроды, то переход их ионов в раствор способствует коагуляции мельчайших механических частиц примесей.