Флотация сточных вод. Часть 2

В Laboratório de Tecnologia Mineral e Ambiental исследовалась флотация растворенным воздухом (ФРВ) осадков гидроксида железа при рабочем давлении, ниже 3 атм., с использованием модифицированных флотационных машин для улучшения сбора хрупких коагулятов (Féris и Rubio, 1999).

Традиционная ФРВ исследовалась как функция давления насыщения в отсутствие и при наличии поверхностно-активных веществ в сатураторе. Без поверхностно-активных веществ минимальное давление насыщения для совершения ФРВ составляло 3 атм. Но при снижении поверхностного натяжения воздуха/воды в сатураторе ФРВ была возможна при давлении насыщения 2 атм.

Такое поведение было зафиксировано и при эксплуатационных испытаниях партии и пробных эксплуатационных испытаниях ФРВ, при этом достигалось почти полное восстановление осадков.

Результаты объясняются в условиях минимальной «энергии», которая должна была быть передана жидкой фазе для формирования пузырьков, кавитационным явлением. Поскольку стадия насыщения насчитывает около 50% общих энергетических операционных затрат и с учетом низких затрат для поверхностно-активных веществ, считается, что этот вариант имеет огромный потенциал.

Очень важная особенность, зафиксированная только для флотации растворенным воздухом, касается механизмов взаимодействия пузырьков и частиц (соединений), кроме общей адгезии через гидрофобную силу (см. рисунок). Таким образом, за исключением пересечения и адгезии частиц и пузырьков, в ФРВ часть растворенного в воде воздуха, который не превращается в пузырьки в сопле, остается в растворе и «образовывает ядра» на поверхности частиц.

Этот механизм не зависит от поверхностной гидрофобности и позволяет флотировать гидрофобные частицы. Кроме того, захват пузырьков в хлопья или коагулят и увлечение соединений поднимающимися пузырьками являются механизмами, которые облегчают сепарацию. Это объясняет тот факт, что в ФРВ, не нужен коллектор или пена, но формируется толстый и устойчивый флотирующий слой.

Результаты показывают, что в ФРВ получаются хорошо очищенные стоки. Однако, основные недостатки заключаются в том, что

• невозможно достичь высокой скорости поднятия пузырьков воздуха, а также
• гидравлическая нагрузка низкая (обусловливается законом Генри), снижая и ограничивая продуктивность процесса

• (а) пересечение и адгезия частицы и пузырька
• (б) формирование пузырька на поверхности частицы
• (в) захват микропузырьков в соединения
• (г) увлечение пузырьков соединениями