Проведенные исследования показали, что этот метод дает эффект очистки по жирам 90-95%, по взвешенным веществам 90-96%.
К недостаткам метода можно отнести то, что воздух, поступающий во флотационные камеры плохо диспергирует, в результате чего образуются воздушные пузырьки повышенной крупности, что отрицательно сказывается на протекании процесса.
Метод напорной флотации заключается в насыщении сточной воды газом (воздухом) под избыточным давлением, с последующим снижением давления до атмосферного. При этом происходит интенсивная десорбция газа и выделение большого количества мельчайших пузырьков ( ). Пузырьки с прилипшими к ним частичками жира и взвеси всплывают, что позволяет значительно ускорить процесс выделения жировых веществ из сточных вод.
Однако, как показал опыт промышленной эксплуатации таких установок, эффект очистки жиросодержащих сточных вод не превышает 50-60%
( ).
К основным конструктивным недостаткам относятся использование напорного резервуара барботажного типа, не обеспечивающего достаточного насыщения сточных вод воздухом; распределение сточной воды во флотаторе с помощью перфорированных труб, которые быстро забиваются жиром и взвешенными веществами.
В Курском институте экологической безопасности выпускается ряд высокоэффективных модульных установок напорной флотации с 2-х и 3-х ступенчатой очисткой с производительностью до 20 м3/ч в сочетании с самотечными и напорными фильтрами и адсорберами для извлечения из сточных вод нефтепродуктов, масел, жиров, взвешенных веществ, ПАВ и т.д.
Особенности конструкции модулей - обеспечение всех функций установки от одного насоса и возможность дополнительного 12-го рецикла воды в установках за счет системы электродов, чем и достигается высокая степень очистки: эффект очистки по взвешенным веществам составляет 90-95%, эффект по жирам - 80-95%.
Установки малоэнергоемки, обеспечивают оборотное водоснабжение, не требуют много места и больших капитальных вложений, эффективно работают как локальные установки, так и в составе очистных сооружений ( ).
Разработанная и испытанная в условиях опытно-промышленного производства новая конструкция флотатора способна обеспечить более надежную и стабильную работу очистной установки. Эффективность работы такой установки напорной флотации составляет по жирам - 86-88%, по взвешенным веществам до 95%, по ХПК около 60% ( ).
Для очистки сточных вод колбасных цехов колбасных цехов малой мощности отечественной фирмой "Флотекс" предложена флотационная установка колонного типа со струйно-эжекторным аэратором (ФКСЭ). Установка смонтирована на некоторых предприятиях горрода Москвы.
Технологический процесс осуществляется следующим образом. Из канализационной насосной станции (КНС) сточную жидкость насосом подают в верхнюю часть флотационной колонны. Насыщение жидкости воздухом осуществляется с помощью помощью струйно-эжекторного аэратора. Сточную воду прошедшую первичную обработку направляют на вторую ступень флотации. Очищенная вода сбрасывается в канализацию, а пенный продукт, образующийся на двух ступенях очистки, направляют в сборник пенного продукта. После отстаивания воду декантируют, а жиромассу выгружают в емкости.
Однако применение этой установки без привлечения средств дестабилизирующих коллоидную систему сточных вод мясоперерабатывающего производства и создания условий для эффективного выделения коагулированной взвеси не обеспечиваает необходимого уровня очистки стоков.
Процесс выделения из жидкости взвешенных частиц путем их флотации газовыми пузырьками, получаемыми при электролизе воды, называют электрофлотацией. В процессе электролиза выделяются электролизные газы: водород, кислород, азот, хлор. Основная часть газов - водород. Преимущество электрофлотации заключается в том, что обеспечивается генерация газовых пузырьков весьма тонкой дисперсности - от 10 до 200 мкм, причем на долю пузырьков от 25 до 40 мкм приходится более 50% ( ). Поверхность пузырьков малого размера обладает большой свободной поверхностной энергией, создает более благоприятный гидрологический режим в зоне флотации, что увеличивает эффект отчистки.
Положительным также является и то, что при электрофлотации можно в широком диапазоне изменять дисперсность и гранулометрический состав пузырьков путем изменения величины и плотности тока, что имеет большое значение в достижении оптимальных условий для извлечения жировых частиц любых размеров. Наличие солей в сточной воде обеспечивает необходимую электропроводность воды и делает процесс экономически целесообразным.
Исследования, выполненные ( ) с целью выяснения возможности применения электрофлотации для обезжиривания сточных вод, показали, что на эффективность процесса электрофлотации влияют: величина плотности тока на электродах, продолжительность обработки, материал и способы выполнения анода и катода, температура сточной жидкости и другие факторы.
Полученные экспериментальные данные ( ) свидетельствуют о том, что оптимальная плотность тока при электрофлотации жировых загрязнении лежит в интервале от 100 до 500 А/м2. Повышение плотности тока сверх оптимального значения снижает эффект обезжиривания, что объясняется образованием турбулентных потоков в обрабатываемой жидкости в результате бурного выделения газовых пузырьков. Возникающие потоки ухудшают процесс флотации частиц жировых загрязнений и препятствуют закреплению их в пене.
При исследовании влияния продолжительности обработки было выявлено, что скорость извлечения жировых загрязнений имеет наибольшее значение в первые 5 - 10 минут работы электрофлотациолнной установки, дальнейшая обработка практически мало влияет на относительную эффективность обезжиривания сточных вод.
Исследования влияния высоты слоя обрабатываемой сточной воды показало, что при высоте слоя 80 - 100 см. эффект обезжиривания составляет около 90 %. С увеличением высоты слоя обрабатываемой жидкости эффект выделения жира снижается ( ). От расстояния между электродами зависит величина напряжения, а также потребляемая мощность и, следовательно, расход электроэнергии на обработку сточной воды.
С увеличением расстояния между электродами для получения одной и той же плотности тока величина подводимого напряжения должна изменяться в сторону увеличения. Следовательно, расстояние между электродами должно быть минимальным (6 - 8 мм.) и регламентироваться только конструктивными возможностями.
Как показали исследования ( ) при подборе оптимальных параметров процесса электрофлотационной обработки эффект отчистки жиросодержащих сточных вод достигает 98% при начальной концентрации жировых загрязнений 4000 - 4500 мг/л. Высокий эффект отчистки в сочетании с простой изготовления электрофлотационных аппаратов и несложностью их обслуживания, а также возможностью регулирования степени отчистки жидкости в зависимости от фазово-дисперсного состояния загрязнений путем изменений только одного параметра (плотности тока) технологического процесса, отсутствие вращающихся частей в рабочей зоне аппаратов, гарантирующие надежность работы и исключающее перемешивание обрабатываемой жидкости и измельчения содержащихся в ней взвешенных частиц, делает метод электрофлотационной отчистки приоритетным в сравнении с другими методами флотации для обработки концентрированных сточных вод масложировой промышленности.
Известен метод электрокоагуляции для отчистки промышленных сточных вод, основанных на электролизе с исспользованием металлических (стальных или алюминиевых) анодов, подвергающихся электролитическому растворению. В следствии растворения анодов вода обогащается соответствующими ионами, образующими затем в нейтральной или слабощелочной среде гидроксид алюминия или гидроксид железа, которых под воздействием растворенного в воде кислорода переход в гидроксид железа. В результате осуществляется процесс коагуляции аналогичный обработке воды соответствующими солями алюминия или железа. Однако, в отличие от применения солевых коагулянтов при электрокоагуляции вода не обогащается сульфатами или хлоридами, содержание которых в отчищенной воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и при повторном использовании в системах промышленного водоснабжения.
При электрокоагуляции сточных вод, содержащих тонкодиспергированные примеси, протекают и другие электрохимические, физико-химические и химически процессы: электрофорез, катодное восстановление растворенных в воде органических и неорганических веществ или их химическое восстановление, флотация твердых и эмульгированных частиц пузырьками газообразного водорода, выделяющимся на катоде. Кроме того происходит сорбция ионов и молекул растворенных примесей, а также частиц, эмульгированных в воде примесей, на поверхности гидроксида алюминия (железа), которые обладают значительно сорбционной способностью, особенно в момент образования.
Хлопья гидроксида металла с сорбированными загрязнениями, сталкиваются с пузырьками газа, соединяются с ними и всплывают на поверхность жидкости. Некоторые частицы загрязнений, имеющие хлопьевидную структуру, могут самокоагулировать друг с другом тем самым увеличивая эффект гетерокоагуляции всей системы ( ).