Флотатор для очистки сточных вод: устройство, узлы и уплотнения

Флотатор ставят на локальных очистных пищевых, мясных и молочных заводов, автомоек, нефтебаз, целлюлозно-бумажных производств: там, где в стоке много жира, нефтепродуктов и тонкой взвеси, которые плохо оседают. Установка выглядит как прямоугольная или круглая ёмкость с пеносъёмником сверху, но внутри работают насосы, сатуратор, трубопроводы, затворы и скребковый механизм, и у каждого узла свои изнашиваемые неметаллические детали.

Флотатор поднимает загрязнения пузырьками воздуха

Принцип прост: пузырёк воздуха прилипает к гидрофобной частице жира, масла или взвеси, образует флотокомплекс и выносит её на поверхность. На поверхности копится пенный слой (флотошлам), который скребки сгоняют в лоток, а очищенная вода уходит снизу через перелив. Чем мельче и равномернее пузырьки, тем больше у них суммарная поверхность и тем полнее очистка.

Б. С. Ксенофонтов и Д. В. Сазонов в работе о методике расчёта флотационных установок с пневмогидравлической аэрацией (журнал АВОК, проверено 24.10.2026) приводят измерения: пузырьки лежали в интервале 10–160 мкм, на диапазон 30–80 мкм приходилось 75 % пузырьков, средний диаметр около 60 мкм. Авторы предлагают двухкамерную машину: в первой камере интенсивное перемешивание для образования флотокомплексов, во второй спокойное всплытие в пенный слой.

Способ получения пузырьков делит флотаторы на типы

Для очистки сточных вод чаще всего применяют напорную схему: часть очищенной воды насос возвращает в сатуратор, где она насыщается воздухом под давлением, затем через клапан сброса давления подаётся в зону смешения со стоком. Импеллерные машины ближе к обогатительной флотации руды, а резиновые импеллеры и статоры у флотационной машины изнашиваются по своим законам.

Напорный флотатор собран из пяти узлов

Типичная установка напорной флотации состоит из камеры смешения стока с реагентами, флотационной камеры, сатуратора с компрессором или эжектором, насоса рециркуляции и пеносъёмника со скребковым механизмом. Перед флотатором ставят дозирование коагулянта и флокулянта, после него шламовый насос и ёмкость флотошлама.

Каждый узел работает в своих условиях. Сатуратор держит давление и воду, насыщенную воздухом; насос перекачивает почти чистую воду; камера и затворы работают в стоке; скребки трутся о пену, жир и кромку лотка; дозирующие насосы работают в растворах реагентов. Поэтому один материал на всю установку не годится, и детали подбирают по узлу.

Дерево разводит детали по ведущей нагрузке. Что трётся о пену и лоток, делают износостойким, обычно из полиуретана. Что держит давление в сатураторе и насосе, подбирают по давлению и температуре воды. Остальное работает в стоке и реагентах, и материал выбирают по химической стойкости.

Как работает напорный флотатор?

Напорный флотатор работает так: часть очищенной воды насос подаёт в сатуратор, где она под давлением насыщается воздухом, затем через клапан сброса давления смешивается со стоком, и растворённый воздух выделяется мелкими пузырьками. Пузырьки прилипают к частицам жира и взвеси, поднимают их в пенный слой, скребки сгоняют флотошлам в лоток, очищенная вода уходит снизу.

Какие детали флотатора изнашиваются чаще всего?

Чаще всего во флотаторе изнашиваются скребки пеносъёмника, которые трутся о пену, жир и кромку лотка, уплотнения насоса рециркуляции, прокладки люков и фланцев сатуратора и манжеты дисковых затворов на линиях стока и шлама. Мембраны и клапаны дозирующих насосов реагентов тоже расходуются регулярно. Интервал замены зависит от жирности стока, реагентов и режима работы.

Скребки пеносъёмника изнашиваются от трения о шлам

Пеносъёмник это цепной или ленточный механизм с поперечными скребками, которые медленно движутся по поверхности и сгоняют пену на наклонный лоток. Кромка скребка постоянно трётся о жирную пену с песком, о кромку лотка и о стенки, а на мясо- и молокоперерабатывающих стоках ещё работает в жире при плюсовой температуре.

Изношенный скребок оставляет полосу пены, и шлам возвращается в воду, что сразу ухудшает очистку. Для скребков применяют полиуретан и резину: полиуретан стойко держит истирание, резина мягче прилегает к неровной кромке. Материал и твёрдость подбирают по составу стока и форме лотка; это ориентир для марок общего назначения, а состав фиксируют в КП.

Сатуратор и насос держат давление и воздух

Сатуратор это сосуд, где вода насыщается воздухом под давлением, и его прокладки люков, фланцев и смотровых окон работают одновременно под давлением и в контакте с водно-воздушной смесью. Если сатуратор и трубопроводы попадают под требования к оборудованию под давлением, материал прокладок берут по документации изготовителя установки. Насос рециркуляции уплотняют торцевым уплотнением или сальником, а его корпус и обвязку кольцами и прокладками.

Отдельно стоит клапан сброса давления: в нём струя воды с воздухом проходит через узкий зазор, и мягкие детали затвора истираются быстрее, чем в обычной арматуре. Течь по прокладкам сатуратора выдаёт себя падением давления и крупными пузырями в камере: вместо тонкой взвеси пузырьков в камере видны отдельные крупные, и флотация ухудшается.

Реагенты и сток задают материал резины

Сточные воды флотаторов содержат жиры, масла, нефтепродукты, моющие средства, а реагенты добавляют коагулянты (соли алюминия и железа) и флокулянты. Для стоков с жиром и нефтепродуктами резину берут маслостойкую, для воды с моющими средствами и щелочью часто подходит EPDM, для кислых растворов коагулянтов проверяют стойкость по таблице. Выбор резины по ступеням очистки, хлору и флокулянтам на всей станции ведут по тем же признакам, что для уплотнений очистных сооружений, а мембраны дозирующих насосов подбирают так же, как мембраны насосов в химических средах.

Для заказа деталей флотатора нужны узел, образец и состав стока

Чтобы детали для флотатора изготовили с первого раза, присылают:

1. Модель установки или тип флотатора и узел: пеносъёмник, сатуратор, насос, затвор, дозатор.
2. Чертёж, эскиз или снятую деталь как образец; для скребка длину, ширину, толщину и крепёжные отверстия.
3. Состав стока: жир, нефтепродукты, моющие средства, температура, pH.
4. Реагенты: какие коагулянты и флокулянты, в каких концентрациях.
5. Для деталей сатуратора и насоса давление и температуру.
6. Количество на ремонт и годовую потребность, интервал замены по опыту эксплуатации.

Скребки, кольца и прокладки для флотаторов изготавливают по образцу

Наша компания производит скребки из полиуретана и резины, кольца, прокладки и манжеты для насосов и арматуры очистных по чертежу, эскизу, фото или образцу. Скребки пеносъёмника чаще всего повторяют по снятой детали-образцу с крепёжными отверстиями, а уплотнения насосов рециркуляции и шлама по размерам посадочных мест.

Заказ можно начать с одного скребка для проверки на лотке, при этом сумма заказа от 9 000 ₽ с НДС, поэтому скребки на весь пеносъёмник и уплотнения насосов удобно заказывать одним комплектом. Если флотатор работает круглосуточно, комплект скребков держат в запасе к плановой остановке и меняют сразу весь ряд, чтобы кромки изнашивались равномерно.