СПОСОБ ВВОДА ВОЗДУХА В ФЛОТОМАШИНУ
AIR FEED TO FLOATATION MACHINE

Изобретение относится к аэрации жидкости и может быть использовано при флотации различных материалов, очистке сточных и промышленных вод.
Известен эжекционный способ насыщения воздухом механических флотационных машин с последующим диспергированием пузырьков воздуха импеллером. Однако данный способ характеризуется повышенным износом импеллера и не может быть использован для флотации образуемых флокул в процессах очистки сточных и промышленных вод ввиду турбулентных потоков, возникающих при вращении импеллера и приводящих к разрушению образующихся флокул (Мещеряков Н.Ф. / Флотационные аппараты и машины // М.: Недра. - 1982. - 200 с.).
Известно также устройство для ввода воздуха при флотации специальными эжекторами. Однако в них подается под давлением либо струя воды, либо воздуха, что не обеспечивает оптимальный размер пузырьков воздуха (Мещеряков Н.Ф. / Конструкционные флотационные машины и аппараты // М.: Недра. - 1990. - 237 с.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ флотационной очистки сточной воды, по которому часть рециркуляционной воды насыщается воздухом при его эжектировании, который является дополнительным. Из общего объема воздуха (6-9%) 2-3% вводится в рециркулирующую воду при насыщении под избыточным давлением воздуха (А.c. SU 715496, МПК C02F 1/24, B03D 1/06. Способ флотационной очистки воды (Ушомирский П.И., Анопольский В.Н., Рогов В.М., Терещук А.И. // Опубл. 1980. - БИ №6). По данному способу только 2-3% воздуха вводится без каких-либо энергетических затрат, который затем диспергируется. Однако авторы подвергают часть воздуха диспергированию, не указывая, каким способом производится эта операция. Остальная (большая) часть воздуха поступает в процесс, образуя пузырьки большого размера, что не способствует флотации, т.е. закреплению, как утверждают авторы, крупных частиц на крупных пузырьках из-за значительных сил отрыва, возникающих при подъеме такого комплекса частица-пузырек (А.с. SU 814878 А2, МПК C02F 1/24, C02F 101:00, C02F 103:00 / Анопольский В.Н., Ушомирский П.И., Рогов В.М., Терещук А.И. // Опубл. 1981. - БИ №11 дополнение к А.с. №715496). При флотации крупных частиц закрепляется несколько мелких пузырьков в количестве, достаточном для их подъема.
Заявляемое изобретение направлено на необходимую аэрацию очищаемых вод после коагуляции различных примесей, содержащихся в воде с получением пузырьков воздуха оптимального для флотации размера (1-1.5 мм).
Поставленная задача достигается эжекционным вводом воздуха, после чего вода, содержащая пузырьки воздуха, поступает в приставку для их диспергации. Ввод воздуха и его диспергация осуществляется без каких-либо энергетических затрат.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сточные воды подаются во флотомашину. Вода, проходя по трубе с патрубком для эжекционного ввода воздуха, направляется в колокол, желательно прямоугольного сечения, где расположены перфорированные пластины. Отверстия на пластинах расположены в шахматном порядке по отношению к каждой из пластин. Диаметр отверстий около 3 мм. Размер пузырьков составлял около 2 мм и ниже. В каждом отдельном случае размер пузырьков определялся фотосъемкой, а количество вводимого воздуха по увеличению объема в емкости, куда вводился описанным способом воздух. Вводом ПАВ, его концентрацией в воде, можно регулировать размер пузырьков.
Приведенный способ аэрирования сточных вод и его диспергирования можно пояснить следующими примерами:
Пример 1. В очищаемую воду вводился воздух эжекционным способом. Увеличение объема воды в емкости составило около 4%. Крупность пузырьков составила 6-8 мм.
Пример 2. В очищаемую воду вводился воздух по примеру 1, далее вода, содержащая воздух, поступала в колокол с перфорированными пластинами с диаметром отверстий около 3 мм. Крупность пузырьков составляла около 2 мм. Увеличение объема воды в камере составило 12%.
Пример 3. В очищаемую воду вводился воздух по примеру 2. В зумпф насоса подавалось мыло сырого талового масла (около 50 мг/л). Крупность пузырьков составила меньше 1 мм, а увеличение объема воды в камере - около 15%.
Из анализа экспериментальных данных и приведенных примеров следует, что наиболее благоприятные условия для флотации, используемой в процессах очистки сточных вод, достигаются эжекционным вводом воздуха и последующим его диспергированием в специальной приставке.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом, как показали эксперименты, создает лучшие условия флотации скоагулированных в воде примесей. Ввод воздуха при этом происходит без каких-либо энергетических затрат.