Problemi i trajtimit të ujërave të zeza ka qenë i rëndësishëm për shumë dekada. Vështirësia qëndron në vjetërsimin e metodave dhe pajisjeve, si dhe në shfaqjen e kimikateve të reja në kimikatet shtëpiake dhe në prodhim, që kërkojnë qasje krejtësisht të reja për heqjen e tyre nga ujërat e zeza. Një nga metodat universale të trajtimit të ujërave të zeza është flotacioni. Në varësi të karakteristikave të ndotësit, ai kërkon vetëm zëvendësimin e reagentëve dhe korrigjimin e kushteve të procesit.
Trajtimi i ujërave të zeza
Kjo metodë është përdorur me sukses për trajtimin e ujërave të zeza që përmbajnë fibra, produkte vaji, vajra dhe yndyrna, dhe substanca të tjera që janë pak të tretshme në ujë. Ujërat e zeza fillimisht transferohen në suspension dhe emulsion duke përdorur substanca speciale.
Procesi i notimit mbështetet në aftësinë e flluskave të gazit për t'u lidhur me grimcat, duke i ndihmuar ato të notojnë në sipërfaqen e lëngut.
Parimet e përgjithshme të metodës
Akti më i thjeshtë i flotacionit është bashkëngjitjagrimcat e patretshme (për shembull, minerale, vaj ose ndonjë tjetër) në flluskat e ajrit. Suksesi i pastrimit varet nga shpejtësia me të cilën formohet një lidhje midis grimcave dhe flluskave, nga forca e kësaj lidhjeje dhe nga kohëzgjatja e ekzistencës së këtij kompleksi. E cila, nga ana tjetër, përcaktohet nga natyra e grimcave, tendenca për t'u lagur me ujë dhe veçoritë e ndërveprimit të tyre me reagentët. Kështu, flotacioni është një proces që varet nga shumë faktorë.
Një akt elementar mund të kryhet nëpërmjet një prej mekanizmave të mëposhtëm:
- flluska formohen menjëherë në grimcat e pezulluara;
- Grimcat e pezullimit ngjiten në një flluskë gazi kur përplasen me të;
- një flluskë e vogël formohet në sipërfaqen e grimcës, e cila kombinohet me një tjetër pas përplasjes dhe rritet në vëllim.
Kompleksi, i cili formohet gjatë procesit të notimit, në një mjedis praktikisht të palëvizshëm mund të notojë vetëm me kushtin që forca ngritëse e flluskës së gazit të jetë më e madhe se pesha e grimcës. Kjo do të çojë në formimin e një shtrese shkumë në sipërfaqen e ujit të trajtuar.
Përveç kësaj, sipërfaqet e flluskave dhe grimcave në pikën e kontaktit duhet të jenë në një raport të caktuar. Forcat ngjitëse rriten në përpjesëtim me madhësinë e grimcave në katror, pasi perimetri i lidhjes së tyre është i kufizuar nga madhësia e fytyrave më të mëdha të tyre. Dhe forca e ndarjes varet drejtpërdrejt nga masa e grimcës ndotëse (d.m.th. dimensionet e saj lineare në një kub). Kështu, kur arrihet një madhësi e caktuar e grimcave, forcat e shkëputjes tejkalojnë forcat ngjitëse. Pra përTrajtimi i suksesshëm i efluentit me notim është i rëndësishëm jo vetëm për natyrën e marrëdhënies së pezullimit me flluskat, por edhe për madhësinë e tyre.
Mënyra për të ngopur ujin me flluska
Ka shumë teknika që sigurojnë shfaqjen e flluskave të gazit në ujërat e zeza. Metodat kryesore të përdorura në flotacion janë:
- Metodë e ngjeshjes (ose presionit) e bazuar në rritjen e tretshmërisë së ajrit në ujë me rritjen e presionit.
- Metodë mekanike e bazuar në përzierjen intensive të lëngut me ajrin.
- Kalimi i ujërave të zeza nëpër materiale poroze duke shkaktuar shpërndarjen e tyre.
- Metodë elektrike e bazuar në elektrolizën e ujit, e shoqëruar me shfaqjen e flluskave të gazit.
- Një proces kimik që shkakton formimin e flluskave gjatë reaksioneve kimike të reagentëve të caktuar me përbërësit e ujërave të zeza.
- Metodë e vakumit e karakterizuar nga reduktimi i presionit.
Flotacion me presion
Është më efektivi për nxjerrjen e suspensioneve të imta dhe koloidale me përqendrim të ulët. Uji i pastruar është i ngopur me ajër nën presion deri në 7 MPa në një reaktor të veçantë - saturator. Pas lëshimit të ujit prej tij, presioni bie ndjeshëm në normale (atmosferike), gjë që provokon një proces intensiv të flluskave të ajrit.
Për të rritur ndjeshëm efikasitetin e trajtimit të ujit, flotimi kombinohet me koagulimin dhe flokulimin. Të dyja këto qasjekontribuojnë në rritjen e madhësisë së grimcave të patretura. Koagulantët janë të dy komponime inorganike, zakonisht kripëra të hekurit ose aluminit, dhe disa substanca organike. Flokulantët janë polimerë të veçantë, molekulat e të cilëve në një mjedis ujor formojnë një rrjet të ngarkuar të aftë për të tërhequr grimcat ndotëse, gjë që çon në shfaqjen e agregateve flokulente.
Instalimet dhe diagramet e rrjedhës
Instalimet që kryejnë flotacion nën presion mund të vendosen jo vetëm brenda, por edhe jashtë tyre. Pra, të parët janë të përshtatshëm për vëllime të vogla, nëse konsumi i ujit nuk është më shumë se 20 m3/h, ndërsa të dytat kanë një kapacitet shumë më të madh. Vendosja e kombinuar e strukturave rregullohet shpesh, kur objekte të mëdha, për shembull, një ngopje dhe një qelizë flotacioni, janë jashtë, dhe pompat janë brenda.
Në rastin e instalimeve në kushte të një ulje të mundshme të temperaturës së ajrit në vlera negative, është e nevojshme të sigurohet një sistem ngrohjeje me shkumë. Një impiant klasik flotacioni me kompresim përbëhet nga pajisjet e mëposhtme:
- Pompë për furnizim me lëngje.
- Kompresor për furnizimin me ajër (ose ndonjë gaz) në sistemin e trajtimit të ujit.
- Saturator (emri tjetër i tij është një rezervuar nën presion), në të cilin ajri tretet në ujërat e zeza.
- Dhomat e flotacionit, nëse procesi parashikon fazën e trashjes së grimcave të pezulluara.
- Pajisja e reagentit, duke përfshirë pajisjet për dozimin dhepërzierja e reagentëve me lëngun që do të pastrohet.
- Sistemi i kontrollit të procesit të pastrimit.
Skemat teknologjike që përfshijnë trajtimin e ujërave të zeza me notim nën presion mund të jenë:
- Cocurrent, kur vëllimi i plotë i lëngut që do të pastrohet kalon nëpër saturator.
- Riqarkullon, kur vetëm 20 - 50% e lëngut të kthjelluar kalon nëpër saturator.
- Pjesërisht me rrjedhje të drejtpërdrejtë, kur rreth 30 -70% e ujit të papërpunuar hyn në saturator dhe pjesa tjetër futet drejtpërdrejt në dhomën e flotacionit.
Në zgjedhjen e njërës prej këtyre skemave merren parasysh vetitë fizike dhe kimike të ujërave të zeza të trajtuara, kërkesat për shkallën e trajtimit, kushtet lokale dhe treguesit ekonomikë.
Elektroflotacion
Kjo metodë filloi të përdoret në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të. Më pas u zbulua se gazrat e elektrolizës janë shumë më efektive se gazrat inerte ose ajri në rritjen e intensitetit të flotacionit. Kjo bën të mundur izolimin e produkteve të naftës të patretshme në ujë, vajrave lubrifikues, përbërjeve të dobëta të tretshme të metaleve të rënda dhe me ngjyra, të cilat formojnë emulsione të qëndrueshme në ujërat e zeza. Por përveç gazeve të elektrolizës, heqja e disa papastërtive ndikohet nga një fushë elektrike e krijuar artificialisht në të cilën grimcat e ngarkuara lëvizin drejt elektrodave të ngarkuara në mënyrë të kundërt.
Dizavantazhet e rëndësishme të elektroflotimit janë produktiviteti i ulët, kostoja e lartë e elektrodave, konsumimi dhe kontaminimi dhe rreziku nga shpërthimi.
Metoda e fraksionimit me shkumë
Ai zbret në adsorbimin e substancave aktive sipërfaqësore të tretura (surfaktantëve) në flluskat e gazit që ngrihen lart përmes tretësirës. Në këtë rast formohet intensivisht shkuma, e pasuruar me substancën e përthithur.
Një fushë e rëndësishme aplikimi për këtë lloj flotacioni është pastrimi i ujit nga detergjentët që përdoren në lavanderitë. Është gjithashtu i përshtatshëm për ndarjen e llumit të aktivizuar nga trajtimi biokimik.
Veshje ore
Procesi i flotacionit përdoret me sukses në përpunimin parësor të të gjitha llojeve të xeheve, gjë që bën të mundur ndarjen e një fraksioni të vlefshëm me përmbajtje të lartë metali ose përbërësish të tij. Ai bazohet në dallimet në vetitë e sipërfaqes së mineraleve të ndara.
Flotacioni i xeheve është një proces trefazor:
- faza e ngurtë është një mineral i grimcuar;
- faza e lëngshme është tul;
- faza e gazit formohet nga flluska ajri që kalojnë nëpër pulpë.
Flotacioni mund të jetë me shkumë, film ose vaj, në varësi të formës së produktit të formuar në sipërfaqen e fazës së lëngshme.
