Флотатори: види, принцип роботи та застосування

Флотатори – це ефективне обладнання, яке використовується для фізико-хімічного очищення стічних вод. Вони забезпечують видалення зважених речовин, жирів, масел, нафтопродуктів та інших домішок, які важко піддаються осадженню. Технологія базується на флотації – процесі прикріплення бульбашок повітря до частинок забруднень, що дозволяє їм спливати на поверхню, де утворюється шар піни, що знімається механічними або автоматизованими засобами. Флотатори є невід’ємною частиною багатьох промислових і комунальних очисних споруд.

Принцип роботи

Принцип дії флотатора полягає в насиченні води повітрям або іншим газом під тиском, а потім різкому скиданні тиску. У результаті утворюються мікробульбашки (10–100 мікрон), які піднімаються вгору, захоплюючи гідрофобні частинки. Цей процес дозволяє ефективно відокремити домішки від основного потоку води. Флотація може відбуватися як природним чином (за рахунок газорозділення в системі), так і з використанням спеціальних флотогенераторів, імпелерів або електролізу.

Типи флотаторів

Існує кілька основних типів флотаторів:

1. Напірні флотатори (DAF – Dissolved Air Flotation) – найпоширеніші установки, де вода під тиском насичується повітрям. Після зниження тиску у флотаторі утворюються мікробульбашки, які взаємодіють із частинками забруднень. Ці системи ідеальні для харчової, нафтохімічної, молочної та текстильної промисловості.
2. Механічні флотатори – обладнані роторними або імпелерними мішалками, які створюють турбулентність та сприяють інтенсивному змішуванню повітря з водою. Такі флотатори часто використовуються в гірничій промисловості.
3. Електрофлотатори – у них мікробульбашки утворюються внаслідок електролізу. Цей тип ефективний для емульгованих жирів і важкодоступних органічних домішок. Він часто застосовується на нафтобазах та в автоочисних спорудах.
4. Мікрофлотатори – компактні модулі з ультрадрібними бульбашками (10–30 мікрон), які дозволяють досягати високого ступеня очищення навіть при невеликих навантаженнях.
5. Колонні флотатори – мають вертикальну конструкцію і працюють за принципом повільного підйому бульбашок у високій колоні рідини.

Сфери застосування: Флотатори застосовуються у багатьох галузях:

• У харчовій промисловості для очищення стоків від жирів, білків, органічних залишків.
• У нафтохімії – для видалення нафтопродуктів, масел, мастил.
• У целюлозно – паперовій галузі – для вилучення волокон і наповнювачів.
• У металургії – для осадження важких металів, флокулянтів, технічних мастил.
• У муніципальних очисних станціях – як один з етапів доочищення води.
• У системах попередньої обробки перед мембранною фільтрацією (наприклад, перед УФ, ОЗОН, МБР).

Переваги використання

• Висока ефективність очищення (до 95–98% завислих речовин).
• Низькі експлуатаційні витрати.
• Компактність і простота в обслуговуванні.
• Автоматизоване керування процесами.
• Гнучкість у налаштуваннях залежно від типу забруднень.
• Можливість модернізації та інтеграції в існуючі системи очищення.

Приклад роботи

У типовій установці типу DAF стічна вода подається у флотаційну камеру. Попередньо насичена повітрям під тиском вода впорскується в цю ж камеру, створюючи умови для утворення мікробульбашок. Вони прикріплюються до зважених частинок, що є в стоках, і піднімають їх на поверхню. Там піну видаляє автоматичний скребок. Очищена вода відводиться самопливом або насосами. Процес керується через шафи керування з ПЛК та датчиками тиску, рівня, pH, редокс-потенціалу.

Ось доповнення про вертикальні та горизонтальні флотатори, яке можна вставити до статті або використати окремо:

Вертикальні та горизонтальні флотатори: особливості конструкції

Флотатори бувають не лише різних типів за принципом дії, але й за конструктивним виконанням — вертикальні та горизонтальні. Вибір між ними залежить від специфіки забруднень, продуктивності, обмежень на площу монтажу та технологічного процесу.

Вертикальні флотатори

Вертикальні флотатори мають циліндричну або колоноподібну форму, в якій рідина рухається знизу вгору. У таких установках бульбашки повітря піднімаються природним чином, збираючи забруднення на поверхні.

Переваги вертикальних флотаторів:

• Займають мінімальну площу на об’єкті;
• Краще підходять для систем з обмеженим простором;
• Забезпечують тривалий контакт між бульбашками і частинками забруднень;
• Часто застосовуються у фармацевтиці, мікроелектроніці та харчовій промисловості.

Горизонтальні флотатори

Горизонтальні флотатори мають довгий прямокутний резервуар, де вода тече горизонтально, а бульбашки піднімаються вертикально. У такій конфігурації флотаційна зона розтягнута, що дозволяє краще розподілити навантаження і досягти стабільної роботи навіть при змінному потоці.

Переваги горизонтальних флотаторів:

• Вища продуктивність при великому об’ємі стоків;
• Зручний доступ для технічного обслуговування;
• Простота інтеграції в існуючі лінії очищення;
• Часто використовуються в харчовій, текстильній, хімічній промисловості та на муніципальних об’єктах.

У флотаційних установках часто використовуються реагенти, і їх застосування залежить від типу забруднень та технології флотації.

Основні типи реагентів, які можуть використовуватись:

Коагулянти

Коагулянти – це хімічні реагенти, які використовуються для нейтралізації електричних зарядів дрібних колоїдних частинок у воді або стічних водах, щоб вони могли злипнутися і осісти або спливти у процесі очищення .

Більшість дрібних частинок у стічних водах мають негативний заряд, через що вони відштовхуються одна від одної й залишаються у завислому стані.

Коагулянти містять іони з позитивним зарядом, які:

• нейтралізують заряд частинок,
• руйнують стабільність колоїдної системи,
• сприяють злипанню частинок у мікрофлокули (які далі об’єднуються флокулянтами).

Фактори, що впливають на ефективність коагулянтів:

• pH середовища (коагуляція найкраще відбувається у певному діапазоні pH, залежно від реагенту),
• температура води,
• дозування (забагато коагулянту – не краще, бо знову утворюється заряд),
• швидкість та інтенсивність перемішування.

Флокулянти

Флокулянти – це хімічні речовини, які використовуються для злипання дрібнодисперсних частинок у більші агрегати (флокули), які легко видалити з води або стічних вод за допомогою флотації, відстоювання чи фільтрації.Флокулянти утворюють міжчастинкові мости або нейтралізують заряди частинок, що дозволяє їм агломеруватися в більші флокули. Ці флокули легше піднімаються під дією мікропухирців повітря у флотаційних установках.

Переваги використання флокулянтів:

• Зменшення часу флотації.
• Покращення якості очищення.
• Зниження дози коагулянту.
• Зменшення утворення осаду.

Коригувальні реагенти

Коригувальні реагенти – це хімічні речовини, які застосовуються для регулювання фізико-хімічних параметрів стічної води, зокрема pH, жорсткості, лужності, окисно-відновного потенціалу, що є критично важливим для ефективної дії коагулянтів, флокулянтів і загалом процесу очищення (зокрема у флотаційних установках).

Основні функції коригувальних реагентів:

• Регулювання pH (кислотності або лужності).
• Зниження або підвищення окисно-відновного потенціалу (ОВП).
• Пом’якшення або корекція жорсткості води.
• Усунення токсичних домішок або речовин, що заважають очищенню.

Основні типи коригувальних реагентів:

1. Для підвищення pH використовують лужні реагенти, наприклад соду каустичну (NaOH) – сильна лугова речовина, швидко піднімає pH, вапно гідратне (Ca(OH)₂) – дешевий і доступний реагент для нейтралізації кислотності, соду кальциновану (Na₂CO₃) – м’якша дія, також використовується для пом’якшення води.
2. Для зниження pH (кислотні реагенти)- використовують сірчану кислоту (H₂SO₄), соляну кислоту (HCl), оцтову кислоту або лимонну кислоту

Флотатори – це ключовий елемент сучасної системи очищення стічних вод. Вони поєднують надійність, простоту, економічність і ефективність. Завдяки різноманітності типів та можливостей, флотатори можуть бути адаптовані до будь-яких умов, що робить їх незамінними на підприємствах харчової, хімічної, металургійної галузей та у муніципальних системах водовідведення. Компанія «ЗІКО» здійснює постачання, монтаж і сервісне обслуговування флотаторів відповідно до європейських стандартів якості. Звертайтесь до нас для підбору оптимального рішення.

Компанія «ЗІКО» є лідером у сфері постачання та впровадження флотаторів в Україні. Зокрема, «ЗІКО» здійснила поставку та монтаж флотатора об’ємом 100 м³, що стало важливою віхою в розвитку технологій очищення стічних вод.

Цей флотатор був встановлений на одному з провідних підприємств промисловості, де виникала потреба в ефективному очищенні великого обсягу стічних вод з високим вмістом жирів та органічних речовин. Завдяки інноваційним рішенням та високій продуктивності, флотатор забезпечив стабільну роботу очисних споруд, зменшивши навантаження на біологічні системи та покращивши якість скидуваної води.

«ЗІКО» не лише поставила обладнання, але й забезпечила повний цикл послуг- від проєктування та виготовлення до монтажу, пусконалагоджувальних робіт та подальшого сервісного обслуговування. Цей проєкт підтверджує здатність компанії реалізовувати масштабні та складні завдання у сфері водоочищення, відповідаючи найвищим стандартам якості та ефективності.