Machines industrielles de flottation pour le traitement des eaux usées : types, dispositif, principe de fonctionnement

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Aujourd'hui, les questions environnementales sont en tête de table à presque toutes les réunions des gouvernements mondiaux. Ce n'est un secret pour personne que l'écologie est devenue la nouvelle religion du 21ème siècle. 2017 a été déclarée l'année de la protection de l'environnement en Russie, et l'éducation à l'environnement est donc l'une des tâches de cette année.

Pourquoi l'eau doit-elle être purifiée ?

De l'approvisionnement total de l'océan mondial, seulement 3 % sont de l'eau douce, dont 68 % sont des glaciers (impropres à la consommation), 30 % sont des sources souterraines (souvent polluées par les sols) et seulement 2 % sont sources terrestres d'approvisionnement en eau. D'après l'image globale du monde, il est clair que la disponibilité d'eau douce propre n'est pas seulement une nécessité, mais parfois un luxe.

Eaux usées générées lors des activités économiquesles entreprises contiennent un grand nombre de polluants dans des concentrations dépassant celles autorisées et normatives. En règle générale, on parle de métaux lourds (fer, nickel, cuivre, plomb, mercure, cadmium, etc.), de produits pétroliers, de solides en suspension, d'aluminium, de tensioactifs (tensioactifs synthétiques, pour le profane c'est tout ce qui mousse). Ces substances, pénétrant dans les plans d'eau, perturbent le fonctionnement normal des biogéocénoses aquatiques, empoisonnent les sols, provoquent la croissance d'algues bleues et sont toxiques pour les animaux. Ces contaminants sont également toxiques pour les humains.

Les activités humaines dans les résidences multi-appartements et les maisons privées génèrent également une grande quantité de polluants. En gros, ce sont des tensioactifs et des déchets organiques, mais les sels métalliques se retrouvent aussi dans les égouts.

Qu'est-ce qu'un skimmer d'eaux usées ?

Floater est un appareil conçu pour éliminer les fines impuretés de l'eau par une méthode physique et chimique. Relativement parlant, c'est le mécanisme de l'un des principaux modules de traitement dans l'ingénierie et la technologie du traitement des eaux usées. C'est sur le flotteur que la séparation principale des substances dissoutes et la purification de l'eau aux indicateurs standard ont lieu.

Les écumeurs industriels peuvent être conçus pour les grandes usines et les lave-autos, de taille et de matériau différents.

La tâche principale du flotteur est d'isoler et de précipiter de l'eau les polluants qui y sont dissous, en les transférant dansforme insoluble. Cela souffle de l'air dans l'appareil pour améliorer l'effet de nettoyage.

Principe de fonctionnement de la machine de flottation des eaux usées

Le principe de fonctionnement du flotteur repose sur le passage de bulles d'air dans le milieu à nettoyer afin de former de la mousse. Cette mousse est appelée boue de flottation, qui est retirée et évacuée vers des dispositifs de déshydratation spéciaux. Pour que les bulles capturent et emportent les contaminants, il est nécessaire d'ajouter d'abord des substances spéciales - coagulants et floculants. Ces substances sont très adhésives, ce qui signifie qu'elles aident les polluants à se coller les uns aux autres et aux bulles d'air, formant ce qu'on appelle des flocules.

La bulle, passant de la buse ou de la buse du distributeur vers le haut, capture avec elle les contaminants collants. Ce processus est effectué jusqu'à ce que l'eau atteigne l'effet de nettoyage souhaité.

La complexité du processus consiste à sélectionner avec précision la dose de coagulant et de floculant afin que la force d'adhérence soit suffisamment élevée pour coller à la bulle, mais que les flocons résultants ne soient pas trop lourds, afin de ne pas endommager l'air bulle.

Schéma comprenant une machine de flottation des eaux usées

La technologie, qui suppose une machine de flottation comme module de traitement principal, comprend toujours une ferme de réactifs et un dispositif à bulles d'air. L'installation de réactifs est un conteneur avec des réactifs (coagulants, floculants, alcali pour l'ajustement du pH) et un réacteur pour mélanger le réactif avec de l'eau.

En tant que dispositif pour créer des bulles d'air, on utilise généralement un saturateur, qui est une chambre pour mélanger l'air avec de l'eau afin de créer un mélange eau-air. Ce mélange est ensuite envoyé à l'écumoire. Le dispositif de saturation est équipé d'une puissante pompe à air.

Le skimmer n'est jamais utilisé séparément, il est toujours inclus dans le schéma global de purification de l'eau. Le schéma complet, en règle générale, comprend les étapes de décantation préliminaire, de traitement physique et chimique (flottation ou coagulateur) et de nettoyage mécanique ultérieur sur les filtres.

En d'autres termes, le skimmer ne peut pas fournir tout le nettoyage, c'est seulement une unité séparée qui nécessite un prétraitement et un post-traitement. Si du sable ou d'autres impuretés grossières pénètrent dans le flotteur, l'appareil tombera en panne. De plus, cet appareil ne peut pas assurer la désinfection et la purification complète des produits pétroliers. Par conséquent, après cela, une installation ultraviolette et des filtres à sorption (ou mécaniques) sont nécessaires.

Le schéma de circuit est basé sur le processus de flottation. La flottation est le traitement des eaux usées avec des bulles d'air afin d'extraire les substances solubles et émulsionnées. L'eau entre dans le module de traitement principal. Là, en mode pression (ou sans pression), un réactif pré-préparé est fourni dans le réacteur. Des bulles d'air sont également introduites dans le flotteur au moyen d'un dispositif de saturation. Dans le réservoir de flottation de l'eau, les eaux usées sont traitées avec des réactifs et des bulles d'air, et plus encoreparties de flocules sous forme de boues de flottation. Les boues flottantes sont retirées de la surface de l'eau par un convoyeur à raclettes dans le collecteur de boues.

Cette boue est très instable aux vibrations mécaniques, elle est donc soigneusement collectée à la surface de l'eau afin de ne pas casser la mousse.

Dispositif de flottaison

Slootator est un conteneur ouvert en acier ou en plastique, équipé d'un mécanisme de raclage pour collecter les boues de flottation et ayant une forme conique au fond. Le réservoir de flottation implique la présence de buses pour l'alimentation en mélange air-eau du saturateur, pour le déversement des boues de flottation et la vidange d'urgence, pour l'alimentation en eaux usées et le rejet d'eau purifiée. L'installation de l'écumoire est généralement située sur le site de maintenance pour plus de commodité.

Types d'écumeurs

Les flotteurs pour le traitement des eaux usées se distinguent par la façon dont l'eau est saturée de bulles et par la nature des bulles. Les méthodes les plus courantes sont la mécanique, la pression et l'électroflottation. La flottation sous pression implique la présence d'une chambre de saturation et d'un groupe de pompage. De plus, des réactifs sont souvent utilisés dans cette méthode. L'électroflottation n'a pas besoin d'installation de réactif et de saturateur, car elle est basée sur la dissolution des électrodes dans l'eau.

Flottation mécanique

Mécanique (ou turbine) implique la présence d'un agitateur qui, à vitesse de rotation élevée, casse les bulles d'air dans l'eau. Ce type de traitement de l'eau convient aux eaux sujettes au moussage et saturées en gaz. Dans la méthode mécanique, les réactifs ne peuvent pas être utilisés, car la turbulenceles flux créés par l'agitateur brisent simplement les flocons de contaminants. À l'heure actuelle, la flottation mécanique n'est pas courante, car elle fournit rarement un effet nettoyant suffisant.

En règle générale, ce segment de traitement comprend des machines de flottation pour le traitement des eaux usées des produits pétroliers.

Flottation sous pression

Dans ce cas, les flotteurs de traitement des eaux usées sont équipés d'un dispositif de saturation et d'une installation de réactifs. Le saturateur est une chambre dans laquelle de l'air est injecté à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Le milieu préparé dans le saturateur est appelé mélange eau-air. C'est le type de flottaison le plus courant et le plus couramment utilisé. Le processus de purification se produit en raison du traitement préliminaire de l'eau avec un réactif (coagulant ou floculant) et du traitement ultérieur avec une pression d'un mélange eau-air. Chaque bulle de gaz attache une pollution à elle-même, car elle a une grande force d'attraction due à la limite de phase (eau-air). Le prétraitement de l'eau avec un réactif améliore le nettoyage, car il crée des flocules (micelles), qui ont également une certaine force d'attraction. La majeure partie de l'eau est évacuée par la conduite d'eau purifiée pour un traitement ultérieur ou une évacuation. D'en haut, un dispositif de raclage spécial élimine les boues de flottation - les contaminants transportés vers le haut avec des bulles d'air sous une forme concentrée.

Le principal avantage de la flottation sous pression est un large éventail d'applications. Les inconvénients incluent la présence de dispositifs supplémentaires (installations de réactifs, saturateur,pompes) qui prennent beaucoup de place et doivent être automatisées (par exemple, la sélection de la dose de réactifs). La détermination de la quantité de réactif joue un rôle important, car une petite dose conduira à un nettoyage insuffisant (toutes les petites particules dissoutes ne grossiront pas), et une forte dose peut conduire au fait que les bulles ne résisteront pas au poids des flocons et l'effondrement, ce qui entraînera également une diminution de l'effet de nettoyage.

Machine d'électroflottation

Ce type de machine de flottation des eaux usées se caractérise par sa concision et sa facilité d'utilisation. L'essence de la méthode réside dans l'électrolyse du liquide à purifier et la libération des gaz des électrodes. Le processus d'électrolyse a lieu dans le flotteur: de l'hydrogène est libéré à la cathode, de l'oxygène est libéré à l'anode. Lors de l'utilisation d'électrodes solubles (par exemple, aluminium ou fer), l'eau est en outre saturée d'ions métalliques à haut degré d'oxydation, qui jouent le rôle de réactifs pour créer des flocons de pollution. Ce processus permet d'isoler et de précipiter encore plus de contaminants de l'eau. Étant donné que l'espace de l'écumoire n'est pas grand, dans de telles conditions, les flocons et les bulles d'air se collent bien, ce qui garantit un effet de nettoyage maximal.

Le principal avantage d'un tel appareil est l'absence d'installations de réactifs et d'autres appareils encombrants, avec un degré élevé de purification de l'eau. Les inconvénients incluent une consommation d'énergie élevée et la nécessité d'équipements pour éliminer l'hydrogène.

Flottation de la buse

Dans ce cas, spécialdes buses pour introduire de l'air dans l'eau traitée, qui est introduite dans le skimmer, où elle est décomposée en un mélange biphasique. L'avantage de cette méthode sera une moindre usure des pièces de l'installation, et donc une durée de vie plus longue.

Installations de réactifs

Certaines méthodes de flottation utilisent les réactifs suivants pour améliorer l'effet de nettoyage:

• les réactifs pour ajuster le pH sont des acides et des alcalis qui sont ajoutés à l'eau pour assurer des conditions de travail normales pour le coagulant et le floculant;
• coagulants - réactifs qui favorisent la floculation et sont des sels de fer et d'aluminium;
• les floculants sont des réactifs qui créent des flocons (floculus) plus grands et plus stables et sont des composés de polyacrylamide.

Les principaux inconvénients d'avoir une méthode de traitement des eaux réactives sont la nécessité de la présence de personnel, ainsi que la surface qui doit être allouée aux réservoirs et aux réacteurs. Il est également très important de choisir la bonne dose de réactifs, ce qui n'est possible qu'empiriquement.