Tullantı sularının təmizlənməsi problemi onilliklər ərzində aktual olmuşdur. Çətinlik üsul və avadanlıqların köhnəlməsində, eləcə də məişət kimyasında və istehsalatda yeni kimyəvi maddələrin meydana çıxması ilə əlaqədardır ki, bu da onların tullantı sularından çıxarılmasına tamamilə yeni yanaşmalar tələb edir. Universal tullantı sularının təmizlənməsi üsullarından biri flotasiyadır. Çirkləndiricinin xüsusiyyətlərindən asılı olaraq, o, yalnız reagentlərin dəyişdirilməsini və proses şəraitinin düzəldilməsini tələb edir.
Tullantı sularının təmizlənməsi
Bu üsul tərkibində liflər, neft məhsulları, yağlar və piylər və suda zəif həll olunan digər maddələr olan çirkab suların təmizlənməsi üçün uğurla istifadə edilmişdir. Tullantı suları əvvəlcə xüsusi maddələrdən istifadə etməklə suspenziya və emulsiyaya köçürülür.
Flotasiya prosesi qaz qabarcıqlarının hissəciklərə yapışma qabiliyyətinə əsaslanır və onların mayenin səthində üzməsinə kömək edir.
Metodun ümumi prinsipləri
Flotasiyanın ən sadə hərəkəti qoşmadırhəll olunmayan hissəciklər (məsələn, mineral, yağ və ya hər hansı digər) hava kabarcıklarına. Təmizləmənin müvəffəqiyyəti zərrəcik və qabarcıqlar arasında əlaqənin yaranma sürətindən, bu əlaqənin gücündən və bu kompleksin mövcudluq müddətindən asılıdır. Bu da öz növbəsində hissəciklərin təbiəti, su ilə islanma meyli və onların reagentlərlə qarşılıqlı təsirinin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. Beləliklə, flotasiya bir çox amillərdən asılı olan prosesdir.
Elementar hərəkət aşağıdakı mexanizmlərdən biri ilə həyata keçirilə bilər:
- baloncuklar dərhal asılı hissəciklərdə əmələ gəlir;
- Asılı hissəciklər qaz qabarcığı ilə toqquşduqda ona yapışır;
- hissəciyin səthində kiçik qabarcıq əmələ gəlir, o, toqquşma zamanı digəri ilə birləşir və həcmi artır.
Flotasiya prosesi zamanı əmələ gələn kompleks, praktiki olaraq hərəkətsiz mühitdə ancaq qaz qabarcığının qaldırıcı qüvvəsi hissəciyin çəkisindən çox olması şərti ilə üzə bilər. Bu, təmizlənmiş suyun səthində köpük təbəqəsinin əmələ gəlməsinə səbəb olacaq.
Bundan əlavə, təmas nöqtəsində qabarcıqların və hissəciklərin səth sahələri müəyyən nisbətdə olmalıdır. Yapışqan qüvvələr hissəciklərin kvadrat ölçüsünə nisbətdə artır, çünki onların əlaqə perimetri üzlərinin ən böyüyünün ölçüsü ilə məhdudlaşır. Və ayırma qüvvəsi birbaşa çirkləndirici hissəciyin kütləsindən asılıdır (yəni onun kubdakı xətti ölçüləri). Beləliklə, müəyyən hissəcik ölçüsünə çatdıqda, ayırma qüvvələri yapışma qüvvələrini üstələyir. Belə ki, üçünTullantı sularının flotasiya üsulu ilə uğurlu təmizlənməsi təkcə süspansiyonun qabarcıqlarla əlaqəsinin xarakteri üçün deyil, həm də onların ölçüsü üçün vacibdir.
Suyu qabarcıqlarla doyurmağın yolları
Tullantı sularında qaz qabarcıqlarının görünməsini təmin edən bir çox texnika var. Flotasiyada istifadə olunan əsas üsullar bunlardır:
- Təzyiqin artması ilə havanın suda həllolma qabiliyyətinin artırılmasına əsaslanan sıxılma (və ya təzyiq) üsulu.
- Mayenin hava ilə intensiv qarışdırılmasına əsaslanan mexaniki üsul.
- Tullantı sularını məsaməli materiallardan keçirərək onların dağılmasına səbəb olur.
- Qaz qabarcıqlarının görünüşü ilə müşayiət olunan suyun elektrolizinə əsaslanan elektrik üsulu.
- Müəyyən reagentlərin çirkab su komponentləri ilə kimyəvi reaksiyaları zamanı qabarcıqların əmələ gəlməsinə səbəb olan kimyəvi proses.
- Təzyiqin azaldılması ilə xarakterizə olunan vakuum üsulu.
Təzyiq flotasiyası
Aşağı konsentrasiyalı incə və kolloid süspansiyonların çıxarılması üçün ən effektivdir. Təmizlənmiş su xüsusi reaktorda - saturatorda 7 MPa-a qədər təzyiq altında hava ilə doyurulur. Ondan su buraxıldıqdan sonra təzyiq kəskin şəkildə normaya düşür (atmosfer), bu da hava kabarcıklarının intensiv prosesini təhrik edir.
Suyun təmizlənməsinin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq üçün flotasiya koaqulyasiya və flokulyasiya ilə birləşdirilir. Bu yanaşmaların hər ikisihəll olunmamış hissəciklərin ölçüsünün artmasına kömək edir. Koaqulyantlar həm qeyri-üzvi birləşmələr, adətən dəmir dəmir və ya alüminium duzları və bəzi üzvi maddələrdir. Flokulyantlar xüsusi polimerlərdir ki, onların molekulları sulu mühitdə çirkləndirici hissəcikləri cəlb etməyə qadir olan yüklü şəbəkə yaradır və bu da flokulyant aqreqatların yaranmasına səbəb olur.
Quraşdırmalar və axın diaqramları
Təzyiqli flotasiyanı həyata keçirən qurğular təkcə içəridə deyil, həm də onlardan kənarda yerləşdirilə bilər. Beləliklə, birincilər kiçik həcmlər üçün uyğundur, əgər su sərfi 20 m3/saatdan çox deyilsə, ikincisi isə daha böyük tutuma malikdir. Quruluşların birgə yerləşdirilməsi çox vaxt böyük obyektlər, məsələn, doyma elementi və flotasiya kamerası açıq havada, nasoslar isə qapalı məkanda olduqda təşkil edilir.
Hava istiliyinin mənfi dəyərlərə mümkün azalması şəraitində quraşdırmalar zamanı köpüklü istilik sistemini təmin etmək lazımdır. Klassik sıxılma flotasiya qurğusu aşağıdakı avadanlıqdan ibarətdir:
- Maye təchizatı üçün nasos.
- Su təmizləmə sisteminə hava (və ya hər hansı qaz) verilməsi üçün kompressor.
- Saturator (digər adı təzyiq çənidir), burada hava çirkab suda həll olunur.
- Flotasiya kameraları, əgər proses asılı hissəciklərin qabalaşma mərhələsini nəzərdə tutursa.
- Reagent cihazı, o cümlədən dozaj üçün cihazlar vəreagentlərin təmizlənəcək maye ilə qarışdırılması.
- Təmizləmə prosesinə nəzarət sistemi.
Təzyiqli flotasiya ilə çirkab suların təmizlənməsini nəzərdə tutan texnoloji sxemlər aşağıdakılar ola bilər:
- Təmizlənəcək mayenin tam həcmi saturatordan keçdikdə eyni vaxtda.
- Təmizlənmiş mayenin yalnız 20 - 50%-i saturatordan keçdikdə dövriyyədə olur.
- Qismən birbaşa axın, xam suyun təqribən 30 -70%-i saturatora daxil olduqda, qalan hissəsi isə birbaşa flotasiya kamerasına verilir.
Bu sxemlərdən birini seçərkən təmizlənmiş tullantı sularının fiziki-kimyəvi xassələri, təmizlənmə dərəcəsinə dair tələblər, yerli şərait və iqtisadi göstəricilər nəzərə alınır.
Elektroflotasiya
Bu üsul 20-ci əsrin ikinci yarısında istifadə olunmağa başladı. Sonra məlum oldu ki, flotasiyanın intensivliyini artırmaqda elektroliz qazları inert qazlardan və ya havadan qat-qat effektivdir. Bu, suda həll olunmayan neft məhsullarını, sürtkü yağlarını, tullantı sularında sabit emulsiyalar əmələ gətirən ağır və əlvan metalların zəif həll olunan birləşmələrini təcrid etməyə imkan verir. Lakin elektroliz qazlarına əlavə olaraq, bəzi çirklərin çıxarılmasına yüklənmiş hissəciklərin əks yüklü elektrodlara doğru hərəkət etdiyi süni şəkildə yaradılmış elektrik sahəsi təsir edir.
Elektroflotasiyanın əhəmiyyətli çatışmazlıqları aşağı məhsuldarlıq, elektrodların yüksək qiyməti, aşınma və çirklənmə və partlayış təhlükəsidir.
Köpük fraksiya üsulu
O, həll edilmiş səthi aktiv maddələrin (səthi aktiv maddələrin) məhluldan yuxarı qalxan qaz qabarcıqları üzərində adsorbsiyasına qədər qaynayır. Bu zaman köpük intensiv şəkildə əmələ gəlir, adsorbsiya olunmuş maddə ilə zənginləşir.
Bu tip flotasiya üçün mühüm tətbiq sahəsi suyun camaşırxanalarda istifadə olunan yuyucu vasitələrdən təmizlənməsidir. O, həmçinin aktiv lilin biokimyəvi emaldan ayrılması üçün uyğundur.
Filiz sarğı
Flotasiya prosesi bütün növ filizlərin ilkin emalında uğurla istifadə olunur ki, bu da tərkibində yüksək miqdarda metal və ya onun birləşmələri olan qiymətli fraksiyanı ayırmağa imkan verir. Bu, ayrılmış mineralların səthinin xassələrindəki fərqlərə əsaslanır.
Filiz flotasiyası üç fazalı prosesdir:
- bərk faza əzilmiş mineraldır;
- maye faza sellülozdur;
- qaz fazası pulpadan keçən hava qabarcıqları ilə əmələ gəlir.
Flotasiya maye fazanın səthində əmələ gələn məhsulun formasından asılı olaraq köpüklü, plyonkalı və ya yağlı ola bilər.
