Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Ремонт квартир и офисов - ремонт ванной комнаты недорого.

Флотация с механическим диспергированием воздуха

При перемещении струи воздуха в воде в последней создается значительное вихревое движение, под воздействием которого воздушная струя распадается на отдельные пузырьки. Их величина тем меньше, чем больше разность относительного перемещения зездуха и воды, а стабильность тем выше, чем меньше поверхностное натяжение на границе раздела воздух—вода. Энергичное перемешивание жидкости во флотационных машинах, оборудованных импеллерами, создает в ней большое количество мелких вихревых потоков, что позволяет получить пузырьки определенной величины. При небольших количествах потребного для флотации воздуха используется центробежный насос с подачей воздуха во всасывающий патрубок. В случае очистки сточной жидкости, агрессивной по отношению к металлу, можно применять пневматическое диспергирование.

Импеллерные установки. Флотационные машины с диспергированием воздуха импеллером широко применяются при обогащении полезных ископаемых и могут быть использованы при очистке сточных вод. Двухкамерная флотационная машина конструкции института «Механобр» приспособлена к очистке сточных вод от нефти.

Сточная жидкость поступает в приемный карман, откуда по патрубку направляется в импеллер за счет понижения давления, создаваемого при его вращении. Одновременно в импеллер по специальной трубе подсасывается воздух. Над импеллером находится статор, состоящий из диска, имеющего отверстия для внутренней циркуляции жидкости, и направляющих. Лопатками вращающегося импеллера воздух и жидкость перемешиваются и в виде эмульсии выбрасываются из статора, решетка вокруг которого является успокоителем. В этой зоне создается множество мелких вихревых потоков, измельчающих пузырьки воздуха. Степень измельчения их зависит от окружной скорости импеллера, что непосредственно влияет на эффект осветления жидкости. Над решеткой всплывают пузырьки с прилипшими к ним загрязнениями. Пена удаляется с поверхности гребками. Из первой камеры частично осветленная и насыщенная воздухом вода поступает во второе отделение, где часть ее опять захватывается импеллером и происходит дополнительное ее осветление. Очищенная сточная жидкость удаляется через выпускной карман.

Уровень воды во флотационной камере рекомендуется принимать 1,5—2 м. При работе импеллера он повышается в 1,4 раза.

Для экономного расходования электроэнергии и полного использования объема камеры диаметр импеллеров крупных флотационных машин редко принимается больше 600—750 мм, что обусловливает установку большого числа камер и механизмов при очистке значительных количеств сточных вод, а это усложняет их эксплуатацию. Применение импеллерных установок целесообразно при очистке сточной жидкости с высокой концентрацией (выше 2000—3000 мг/л) нерастворенных загрязнений, т. е. когда для флотирования их требуется высокая степень насыщения воздухом сточной жидкости (0,1—0,5 объема воздуха на 1 объем воды).

Расчет импеллерной флотационной установки ведется в следующей последовательности.

Экспериментальным путем определяют продолжительность флотации и окружную скорость. Рабочую высоту камеры принимают не более 3 м, чтобы длина вала от импеллера до привода не была слишком большой.

Флотируемость загрязнений и отработка технологического режима флотации (продолжительность, число оборотов импеллера и др.) предварительно проверяется на лабораторной флотационной машине, которая должна иметь съемные камеры и импеллеры разного размера. Скорость вращения импеллера изменяется ступенчатыми шкивами, уровень пульпы регулируется добавлением воды. Пробные опыты можно проводить также на лабораторной флотационной машине импеллерного типа 138Б-РЛ института «Механобр» с объемом камеры 8 л. Достоинство ее заключается в полной имитации процесса, происходящего в производственных машинах той же конструкции, но регулирование числа оборотов импеллера при этом затруднено.

Безнапорные установки. Диспергирование воздуха в них происходит за счет завихрений, создаваемых рабочим коле сом центробежного насоса. Схема установки такая же, как и при напорной флотации, только отсутствует напорный резервуар. Преимуществом ее является то, что для подачи необходимого количества воздуха не требуется дополнительное давление. При этом способе флотации образующиеся пузырьки будут более крупными, чем при напорной флотации, следовательно, этот способ для мелких частиц менее эффективен.

Во избежание преждевременного образования пены и крупных воздушных пузырей, насосы, подающие воду на флотацию, следует размещать как можно ближе к флотационной камере, и скорость движения жидкости в напорном трубопроводе принимать не менее 2 м/сек.

Как и напорная, безнапорная флотация может осуществляться по схемам с полной или частичной подачей воды насосами, с рециркуляцией и с рабочей жидкостью. Конструкции флотационных камер и основные расчетные параметры их такие же, как и при напорной флотации. При применении однокамерной установки перед впуском воды в камеру необходимо удалить избыточный воздух из напорного трубопровода. Воздушная трубка диаметром 40—50 мм присоединяется в самой высокой точке напорной линии на некотором расстоянии от места впуска в камеру (2—3 м) к верхней части трубопровода и выводится выше уровня воды в камере.

Безнапорные флотационные установки показывают неплохие результаты при очистке сточных вод от жира, шерсти.

Пневматические установки применяются при флотационной очистке сточных вод, содержащих растворенные примеси, агрессивные по отношению к механизмам (насосам, импеллерам), имеющим движущиеся части.

Измельчение пузырьков воздуха достигается здесь путем впуска воздуха во флотационную камеру через специальные сопла, которые располагаются на воздухораспределительных трубах, укладываемых на дно флотационной камеры на расстоянии 250—300 мм друг от друга. Диаметр отверстий сопел — 1—1,2 мм, рабочее давление перед ними 3—5 атм. Скорость выхода струи воздуха из них 100—200 м/сек.

Продолжительность флотации при таком диспергировании воздуха составляет 15—20 мин, но в каждом случае должна устанавливаться экспериментально, так же, как и интенсивность аэрации.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики