დაწნევითი ფლოტაცია არის გამიჯვნის პროცესი, რომელშიც შეწონილი და ემულგირებული მინარევები ზედაპირზე გამოაქვს ჰაერის ბუშტუკებს, რომლებიც გადაჯერებული ხსნარიდან გამოიყოფა. ამოტივტივებულ ფენას მექანიკური ფხვნელი აცილებს, გაწმენდილი წყალი კი კამერის ქვედა ნაწილიდან გაედინება. ტექნოლოგია მუშაობს იმასთან, რაც წყალზე მსუბუქია ან რეაგენტით შეიძლება ასეთ მდგომარეობაში გადავიდეს.
პრინციპი
უკვე გაწმენდილი წყლის ნაწილი რეცირკულაციისთვის აიღება და სატურატორში 4–6 ბარის წნევაზე ჰაერით ჯერდება. აირის ხსნადობა პროპორციულია მისი პარციალური წნევისა, ამიტომ წნევის ქვეშ წყალი მრავალჯერ მეტ ჰაერს იღებს, ვიდრე ატმოსფერულ პირობებში. კამერის შესასვლელზე დროსელირებისას ხსნარი გადაჯერებული ხდება და ჰაერის ჭარბი რაოდენობა ათეულობით მიკრომეტრის ზომის ბუშტუკების სახით გამოიყოფა.
ბუშტუკი ნაწილაკის ზედაპირზე მაგრდება და მასთან ერთად წარმოქმნის აგრეგატს, რომლის საშუალო სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია. აგრეგატი ამოტივტივდება; ამოსვლის სიჩქარე სტოქსის კანონით აღიწერება და დამოკიდებულია აგრეგატის ზომასა და სიმკვრივეთა სხვაობაზე. კამერის ზედაპირზე წარმოიქმნება ფლოტოშლამი, რომელსაც ჯაჭვური ფხვნელი შლამის ღარში აცილებს, გაწმენდილი წყალი კი კამერის ქვედა ნაწილიდან გაედინება.
ბუშტუკის დამაგრება მხოლოდ ჰიდროფობურ ზედაპირზეა შესაძლებელი, ამიტომ რეაგენტული დამუშავება პროცესის შემადგენელი ნაწილია და არა მისი დამატება. ფლოტაციის კამერის წინ დგას კოაგულაციისა და ფლოკულაციის კამერები, სადაც დოზირდება კოაგულანტი და ფლოკულანტი: პირველი აცილებს კოლოიდური ნაწილაკების მუხტს და ამსხვილებს მათ, მეორე აკავშირებს წარმოქმნილ მიკროფანტელებს სტრუქტურებად, რომლებიც ბუშტუკებს იკავებს. ამ კამერებში ყოფნის დრო და მორევის ინტენსივობა გაანგარიშებით დგინდება: ჭარბი მორევა ფანტელებს ანგრევს, არასაკმარისი კი მათ ჩამოყალიბებას უშლის.
დაწნევითი წყლის ხარჯი საანგარიშო სიდიდეა, რომელიც კამერაში შემავალი ჰაერის რაოდენობას განსაზღვრავს. კატალოგის მოდელებთან ის წარმადობის შესამჩნევ წილს შეადგენს: DAF-5-თან ეს 2 მ³/სთ-ია 4–5 მ³/სთ წარმადობაზე, DAF-100-თან — 50 მ³/სთ 95–100 მ³/სთ-ზე. ეს მოცულობები მუდმივად გადის რეცირკულაციის ტუმბოსა და სატურატორში და დანადგარის ენერგომოხმარების ძირითად ნაწილს განსაზღვრავს.
ფლოტაციის კამერის წარმადობას ზღუდავს არა მხოლოდ მოცულობა, არამედ ჰიდრავლიკური დატვირთვა სარკის ფართობზე და დატვირთვა მყარი ფაზით. სწორედ ამიტომ ტიპზომა საანგარიშო ჩამდინარეზე შეირჩევა და არა „მარაგით“: საანგარიშოზე მნიშვნელოვნად დაბალ ხარჯზე ირღვევა ნაკადის განაწილება კამერაში და შლამის მოცილების რეჟიმი, ხოლო გადაჭარბებისას მცირდება ყოფნის დრო და აგრეგატების ნაწილი ვერ ასწრებს ამოტივტივებას.
პრინციპი
ფლოტაცია შებრუნებული დალექვა არაა. ნაწილაკი ამოდის არა იმიტომ, რომ მისი სიმკვრივე წყლისაზე ნაკლებია, არამედ იმიტომ, რომ მას ბუშტუკი მიემაგრა და წარმოქმნილმა აგრეგატმა გარემოს მიმართ ამომტივტივებელი უნარი შეიძინა. დამაგრება მხოლოდ საკმარისად ჰიდროფობურ ზედაპირზეა შესაძლებელი, რასაც სწორედ რეაგენტული დამუშავება უზრუნველყოფს. აქედან გამომდინარეობს, რომ ფლოტატორი შერჩეული კოაგულანტის გარეშე არა „უარესად მუშაობს“, არამედ მაჩვენებლების უმეტესობით საერთოდ არ მუშაობს: ჩამდინარე კამერას პრაქტიკულად უცვლელად გაივლის.
ბუშტუკების ზომა მათ რაოდენობაზე მნიშვნელოვანია. ეფექტურია ათეულობით მიკრომეტრის დიამეტრის ბუშტუკები: ისინი ნელა ამოდის, ნაწილაკებთან უფრო დიდხანს კონტაქტობს და ასწრებს დამაგრებას. მსხვილი ბუშტუკები სწრაფად ამოდის, დამაგრების ალბათობა მათთან მცირეა, მათგან წარმოქმნილი აღმავალი ნაკადი კი კამერის შიგთავსს ურევს და უკვე ჩამოყალიბებულ აგრეგატებს ანგრევს. ამიტომ ჰაერის მიწოდების საანგარიშოზე მეტად გაზრდა გაწმენდას აუარესებს და არა აუმჯობესებს, სატურატორის რეჟიმი კი იმ პარამეტრებს განეკუთვნება, რომელთა თვითნებურად შეცვლა დაუშვებელია.
ფლოტატორი დამბინძურებლებს უფრო აკონცენტრირებს, ვიდრე ანადგურებს. მოცილებული ნივთიერება არ ქრება: ის გადადის ფლოტოშლამში, რომლის მოცულობა ჩამდინარის ხარჯის დაახლოებით ერთი-სამი პროცენტია 94–97 % ტენიანობისას. მშრალი ნივთიერების მასით ეს მცირეა, გადაზიდვის მოცულობით კი მნიშვნელოვანი, ვინაიდან ძირითადად წყალი ტრანსპორტირდება. ამიტომ შლამის გაუწყლოება ფლოტატორთან ერთად იგეგმება: მის გარეშე ამოცანა გადაწყვეტილი კი არა, ნარჩენებთან მოპყრობის შემდეგ ეტაპზე გადატანილია.
პრაქტიკა
ფლოტატორს ბიოლოგიური გაწმენდის წინ დგამენ. აქტიური ლამისთვის ცხიმები და მსუბუქი შეწონილი ნაწილაკები საკვები სუბსტრატი კი არაა, არამედ დატვირთვა: ისინი აუარესებს მასაცვლას, ხელს უწყობს ლამის შებერვას და ამცირებს გახსნილ ორგანიკაზე გათვლილი ნაგებობების ეფექტურობას.
ლოკალურ ობიექტზე დანადგარი ასრულებს კვანძის როლს, რომელიც ჩამდინარეს ცენტრალიზებულ წყალარინების სისტემაში ჩაშვების ნორმატივებამდე მიიყვანს შეწონილი ნაწილაკებით, ცხიმებითა და ქჟმ-ის ნაწილით. გახსნილ ნივთიერებებთან დაკავშირებული მაჩვენებლები არ იცვლება, და თუ დარღვევა მათ ეხება, მხოლოდ ფლოტაციით ამოცანა არ წყდება.
რეაგენტული რეჟიმი კონკრეტული ჩამდინარისთვის საცდელი დალექვით განისაზღვრება. დგინდება კოაგულანტის ტიპი და დოზა, ფლოკულანტის საჭიროება და pH-ის კორექციის აუცილებლობა. ერთი დარგის ჩამდინარეები ხასიათით ახლოსაა, მაგრამ არ ემთხვევა: რეცეპტურის, რეცხვის რეჟიმისა და სარეცხი საშუალებების შემადგენლობის სხვაობა დოზას რამდენჯერმე ცვლის.
დანადგარი მოდის ჩარჩოზე აწყობილი და მოიცავს კოაგულაციისა და ფლოკულაციის კამერებს, ფლოტაციის კამერას, სატურატორს, რეცირკულაციის ტუმბოს, ფხვნელის მექანიზმსა და დოზირების კვანძს. ობიექტისგან საჭიროა ჩამდინარის შეყვანა, გაწმენდილი წყლისა და შლამის გაყვანა, ელექტრომომარაგება და ფხვნელის მომსახურების ხელმისაწვდომობა.
ეფექტურობა ფასდება შესასვლელსა და გამოსასვლელზე შედარებადი სინჯებით და არა გაწმენდილი წყლის გარეგნული სახით. ცხიმებისა და ნავთობპროდუქტებისთვის მიღწევადი შემცირება ჩვეულებრივ 80–95 %-ია, შეწონილი ნაწილაკებისთვის 70–90 %; ფაქტობრივი მნიშვნელობები დამოკიდებულია რეაგენტულ რეჟიმზე, ტემპერატურასა და ჩამდინარის შემადგენლობის სტაბილურობაზე.
საზღვრები
პრაქტიკა
მაგალითები ტიპურია: ეს ობიექტების ანგარიშები არაა.
შემუშავებები
სქემა
ფლოტატორი დამოუკიდებელ საფეხურად არ გამოიყენება. მის წინ საჭიროა ცხაური ან საცერი მსხვილი ჩანართების შესაკავებლად და გამათანაბრებელი, რომელიც ხარჯსა და შემადგენლობას ასწორებს: რეაგენტული მეურნეობა გარკვეულ დიაპაზონზეა დაყენებული, და მისგან გასვლა ეფექტურობის დაკარგვას ნიშნავს სწორედ პიკური დატვირთვის მომენტში.
დოზირების კვანძი დანადგარის შემადგენლობაშია. კოაგულანტისა და ფლოკულანტის დოზები საცდელი დალექვის შედეგებით დგინდება და წარმოების ცვლილებისას სწორდება; pH-ის მნიშვნელოვანი გადახრისას სქემაში შეაქვთ კორექციის კვანძი, ვინაიდან კოაგულანტების ეფექტურობა ვიწრო დიაპაზონით შემოიფარგლება.
ფლოტატორის შემდეგ სქემა ორ ხაზად იყოფა. გაწმენდილი წყალი მიემართება ჩაშვებაზე ან ბიოლოგიურ გაწმენდაზე, თუ გახსნილ ნივთიერებებზე ნორმატივები არ სრულდება. ფლოტოშლამი მიემართება გაუწყლოებაზე: 94 %-ზე მაღალი ტენიანობის შლამის ტრანსპორტირება ეკონომიკურად გაუმართლებელია.
ცივი ობიექტებისთვის ტემპერატურული რეჟიმი მხედველობაში მიიღება: ჰაერის ხსნადობა და წყლის სიბლანტე ტემპერატურაზეა დამოკიდებული, და საანგარიშოსგან განსხვავებულ მნიშვნელობებზე მუშაობა ცვლის სატურატორის რეჟიმსა და აგრეგატების ამოსვლის სიჩქარეს.
სქემა
ექსპლუატაცია
ენერგია
ელექტროენერგიის ხვედრითი ხარჯი შეადგენს დაახლოებით 0,1–0,3 კვტ·სთ ერთ კუბურ მეტრ ჩამდინარეზე. ძირითადი ნაწილი მოდის რეცირკულაციის ტუმბოსა და კომპრესორზე, რომლებიც წყლის ჰაერით გაჯერებას უზრუნველყოფს; ფხვნელისა და მრევლების ამძრავები მნიშვნელოვნად ნაკლებს მოიხმარს. კატალოგის მოდელებთან ამძრავის ჯამური დადგმული სიმძლავრე ტიპზომის მიხედვით 3-დან 15 კვტ-მდეა, რაც უწყვეტი მუშაობისას იძლევა პროგნოზირებად და შედარებით მცირე საექსპლუატაციო ხარჯის მუხლს რეაგენტების ღირებულებასთან შედარებით.
სახარჯი მასალები
რა მიდის ჩაშვებაში
ფლოტოშლამი წარმოიქმნება ჩამდინარის ხარჯის დაახლოებით ერთი-სამი პროცენტის მოცულობით 94–97 % ტენიანობისას. ის შეიცავს ცხიმებს, შეწონილ ნაწილაკებსა და რეაგენტულ ფანტელებს, ანუ ყველაფერს, რაც წყლიდან იქნა გამოყვანილი. შემდგომი მოპყრობა შემადგენლობით განისაზღვრება: გაუწყლოება შნეკურ ან ლენტურ აღჭურვილობაზე, დაგროვება და გატანა სპეციალიზებული ორგანიზაციის მიერ ან, ცალკეული კვების წარმოებებისთვის, გადამუშავებაზე გადაცემა. საშიშროების კლასი და დასაშვები მოპყრობის წესი ჩამდინარის შემადგენლობით დგინდება და არა აღჭურვილობის ტიპით.
შერჩევა
რას ვითვალისწინებთ
რით სრულდება შეცდომა
შერჩევა
კითხვები
რეაგენტები პროცესის შემადგენელი ნაწილია. ბუშტუკი მხოლოდ ჰიდროფობურ ზედაპირზე მაგრდება, კოაგულანტი და ფლოკულანტი კი სწორედ მას ქმნის და ამავე დროს ნაწილაკებს იმ ზომამდე ამსხვილებს, რომელზეც აგრეგატი კამერაში ყოფნის დროში ასწრებს ამოტივტივებას. რეაგენტული დამუშავების გარეშე ცილდება მხოლოდ თავისუფლად მოტივტივე ცხიმი, შეწონილი ნაწილაკებისა და ქჟმ-ის მაჩვენებლები კი პრაქტიკულად არ იცვლება.
არა. ფლოტაცია წყლიდან გამოჰყავს შეწონილი და კოლოიდური ნივთიერებები და შლამად აქცევს მათ, მაშინ როცა გახსნილი ორგანიკა, ამონიუმის აზოტი და მინერალური მარილები დანადგარს უცვლელად გაივლის. ტიპურ სქემაში ფლოტატორი ბიოლოგიური საფეხურის წინ დგას და ამცირებს მასზე დატვირთვას, რაც საშუალებას იძლევა ნაგებობები უფრო მცირე იყოს, მათი მუშაობა კი — უფრო მდგრადი.
მოცულობა ჩამდინარის ხარჯის დაახლოებით ერთი-სამი პროცენტია 94–97 % ტენიანობისას. შლამს აუწყლოებენ შნეკურ ან ლენტურ აღჭურვილობაზე, შემდეგ კი გადასცემენ სპეციალიზებულ ორგანიზაციას დადგენილი საშიშროების კლასის შესაბამისად. მოპყრობის დაგეგმვა ფლოტატორის არჩევასთან ერთად უნდა მოხდეს; წინააღმდეგ შემთხვევაში საწარმო ძირითადად წყალს გაიტანს.
ხარჯზე მარაგი გამართლებულია იმ ზღვრებში, რომლებსაც კამერის ჰიდრავლიკური დატვირთვა განსაზღვრავს. ფლოტაციას ქვედა ზღვარიც აქვს: საანგარიშოზე მნიშვნელოვნად დაბალ ხარჯზე ირღვევა ნაკადის განაწილება და შლამის მოცილების რეჟიმი, რის შედეგადაც ეფექტურობა ეცემა. მარაგი უფრო სწორია გამათანაბრებლითა და მუშაობის რეჟიმით ჩაიდოს, ტიპზომა კი საანგარიშო ჩამდინარეზე შეირჩეს.
არჩევანს განსაზღვრავს შეწონილის ხასიათი. ლამელური დამლექი მუშაობს ნაწილაკებთან, რომელთა სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეს აღემატება: მინერალურ შეწონილთან, ნახარშთან, ქვიშასთან. ცხიმებს, ზეთებსა და მსუბუქ ფანტელებს ის არ აცილებს. ფლოტაცია, პირიქით, სწორედ მათზეა გათვლილი და რეაგენტულ მეურნეობას მოითხოვს. ჩამდინარის შერეული შემადგენლობისას საფეხურები თანმიმდევრობით გამოიყენება.
ტემპერატურა პროცესზე ორმხრივად მოქმედებს. ტემპერატურის დაწევასთან ერთად ჰაერის ხსნადობა იზრდება, რაც თავისთავად ხელსაყრელია, თუმცა წყლის სიბლანტე იმატებს, აგრეგატების ამოსვლის სიჩქარე ეცემა, კოაგულაციის ეფექტურობა კი მცირდება და რეაგენტის დოზის გაზრდას მოითხოვს. გაუთბობელი ობიექტებისთვის ითვალისწინებენ დოზირების კვანძების თბოიზოლაციასა და გათბობას: რეაგენტების ხსნარების გაყინვა დანადგარს მთლიანად აჩერებს.
მოგვიყევით ობიექტის შესახებ — ინჟინერი სამუშაო დღის განმავლობაში მოამზადებს სქემის გაანგარიშებას, სპეციფიკაციასა და კომერციულ შეთავაზებას.