Преимущества и недостатки флотационного метода очистки сточных вод
Флотация – удаление не способных к смачиванию мелкодисперсных примесей из сточных вод с помощью специально создаваемых пузырьков газа. Грязная пена, образующаяся при этом, оказывается на поверхности и ликвидируется. Для работы применяются различные виды устройств – флотаторов. Эффективность процесса во многом определяется их техническими характеристиками, продуктивностью и автоматизацией.
- Конструкция и назначение флотаторов
- Схема действия
- Флотационные методики
- Особенности механической флотации
- Преимущества и недостатки
- Используемые реагенты
- От чего зависит качество очищения
Конструкция и назначение флотаторов
Устройство промышленного флотатора
Очистка жидкости производится с помощью флотационных блочных установок. Основными узлами аппаратов являются:
- емкость с насосом, который смешивает кислород с жидкостью и реагентами;
- танк флотации с клапаном для устранения избытков воздуха;
- дегазатор для удаления остаточного кислорода.
Флотационные блоки не применяют как самостоятельные инструменты очищения. Их используют в комплексе на очистительных установках промышленных предприятий и автомоек, поскольку они требуют подготовки – обработки канализационных стоков механическим путем.
Схема действия
Принцип работы флотационной установки довольно простой:
- Стоки попадают в рабочую емкость, где обогащаются мелкодисперсным воздухом.
- Смесь поступает во флотационную камеру, где идет взаимодействие гидрофобного мусора с пузырями газа.
- Постепенно происходит уменьшение и разрыв слоя, разделяющего гидрофобные частицы и воздушные пузырьки. Это объясняется изменением поверхностного натяжения воды.
В результате на поверхности жидкости появляется грязная пена. Ее удаление происходит с применением особых грабельных устройств.
Флотация в устройствах – процесс принудительный, когда плотность мусорных частиц искусственно снижается.
Флотационные методики
Классификация флотаторов ведется по способу образования газовых пузырей. Чаще используются такие флотационные методы:
- механический;
- напорный;
- вакуумный;
- биологический;
- электрохимический.
Напорная флотация – это простой способ очистки сточных вод, когда в жидкость добавляют реагенты и под большим давлением с помощью насоса подают кислород. Образуются пузыри по всему объему канализационных стоков. Такой метод нередко используется для очищения жидкости от активного ила. Технология предполагает наличие камеры сатурации.
В электрофлотаторах этого узла нет. Методика не требует электрофлотации и реагентов. Она подразумевает удаление взвесей из жидкости при помощи электрического тока. В электрофлотаторе осуществляется процесс электролиза: на катоде происходит выделение водорода, на аноде – кислорода.
Принцип работы вакуумного устройства заключается в снижении давления ниже атмосферного в емкости для флотации. При этом выделяется воздух, растворенный в воде.
Биологическая флотация – это подогрев осадка после первичной очистки при помощи пара и отстаивание его в течение нескольких дней. Образующиеся бактерии выделяют пузыри газа. Благодаря им осуществляется флотация частиц осадка в пенный слой, где происходит их уплотнение и обезвоживание. В течение пяти дней влажностный показатель можно уменьшить до 80 процентов, что позволяет упростить последующую обработку.
Особенности механической флотации
Принцип работы флотатора
Флотационных методов механической очистки сточных вод несколько:
- Жидкость перемешивается специальным рабочим колесом с лопастями. Эта методика очищения выполняется без напора и хорошо подходит для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей – волос, нитей, шерстинок.
- Сточные воды выделяются в центрифугу (импеллер). Там они перемешиваются, приобретая однородную структуру. При передвижении загрязненная вода обогащается кислородом, образуются маленькие пузыри. Они способны притянуть даже остатки нефтепродуктов.
- Стоки обогащаются воздухом с применением специальных труб, располагающихся на дне принимающей камеры. Метод именуется пневматическим. Применяется в том случае, когда требуется очищение стоков, являющихся агрессивными для обработки их в импеллере либо безнапорной установке.
При напорной обработке уровень очищения зависит от скорости вращения импеллеров – чем она больше, тем лучше. Но нужно рассчитать точное ускорение. На определенном этапе растет потоковая турбулентность, могут разрушиться хлопья мусора, что снижает эффективность процесса.
Очистка канализационных жидкостей в флотационных блоках механического типа используют, когда в жидкости присутствуют легкие гидрофобные примеси – жиры, остатки нефти, масла.
Если в стоках имеются примеси, которые требуют агрегации, стоит предпочесть иной способ. Из-за значительной турбулентности происходит разрушение молекул загрязнений, и качество очищения резко уменьшается.
Компромисс между механическим и напорным способом – насыщение воды кислородом с применением пористого материала. Направление потока воздуха здесь происходит через особые пластинки с прорезями. Чем тоньше щелевые отверстия в пластинке, тем меньше воздушные пузырьки и лучше очищение.
Преимущества и недостатки
Применение устройств для флотации имеет как достоинства, так и несовершенства. К плюсам причисляются:
- простота обслуживания машин;
- бюджетность большинства способов;
- высокое качество и скорость очищения стоков.
С помощью методики можно удалить большую часть мелкодисперсных примесей, но не все. К недостаткам также можно отнести необходимость в дополнительном использовании реагентов, чтобы повысить степень гидрофорбности грязевых частиц. В случае применения электрического флотатора, требуется точно настроить прибор для создания пузырей необходимого диаметра.
Используемые реагенты
Для повышения эффективности очищения применяются химические вещества-собиратели:
- коагулянты – реагенты, способствующие образованию хлопьев и представляющие собой соли железа и алюминия;
- флокулянты (полиакриламидные соединения) – вещества, создающие более крупные и устойчивые хлопья (флокулы);
- кислотные и щелочные реагенты, позволяющие корректировать pH. Их добавляют в воду, чтобы обеспечить нормальные условия работы двух предыдущих видов реактивов.
Для стабилизации пенообразования применяют также сосновое масло, фенолы, крезол. Они позволяют предохранить воздушные пузырьки от разрушения, делая их упругими. Это способствует удалению большего количества загрязнений из канализационных стоков.
Использование химических реактивов, позволяющих улучшить процесс, требует точного подбора дозировки, что возможно достичь лишь опытным путем.
От чего зависит качество очищения
На эффективность методики влияют следующие факторы:
- устойчивость воздушных пузырей к разрушению;
- равномерность образования пены;
- степень гидрофобности частиц — чем больше этот показатель, тем более активно они взаимодействуют с пузырями воздуха.
Важен и размер пузырей. Большие быстро всплывают, и не успевают захватить молекулы примесей, а маленькие менее прочны.
Применение методики флотации незаменимо для очищения сточных вод от жиров, волокнистых включений, нефтепродуктов, иных загрязнений, не поддающихся осаждению. Этот метод применяют для чистки канализации и при обогащении полезных ископаемых.
Преимущества и недостатки технологии флотации
Для обогатительной фабрики, прежде чем выбрать процесс флотации, необходимо четко понимать технологию флотации, полностью понимать преимущества и недостатки технологии флотации.
I.Преимущества технологии флотации
1. Широкое использование
Флотация является одним из наиболее широко используемых процессов в обогащении руды, который занимает доминирующее положение в различных технологиях обогащения и может использоваться для обработки различных цветных металлов, редких металлов и неметаллических минералов.
В настоящее время общие технологии обогащения включают гравитацию, флотацию и технологию магнитного разделения. Хорошо известно, что гравитация в основном основана на разнице относительной плотности минералов (обычно известной как удельный вес) для отдельных минералов. Технология магнитного разделения основана на различных магнитных свойствах минералов, различных минералов в магнитном поле оборудования для магнитного разделения различными силами, а флотация основана на физических и химических свойствах различий поверхности минералов. После обработки флотационными агентами минералы избирательно прикрепляются к пузырькам с целью разделения. Нетрудно видеть, что первая и вторая технология в основном зависят от природы самой руды, а флотация основана на природе самой руды, в основном, путём добавления флотационных агентов для сортировки, что ограничено природой руды.
2. Высокая эффективность разделения, особенно подходит для низкосортных и мелкозернистых минералов.
Из-за мелкого размера зерна и небольшого влияния размера и плотности частиц материал не может быть отделен процессом гравитационного разделения. Для некоторых минералов с небольшой магнитной разницей, мелкий размер зерна приведет к тому, что магнитных частиц недостаточно для преодоления сопротивления жидкости, трудно использовать разделение. В соответствии с различными поверхностными свойствами минералов, полезные минералы и минералы породы могут быть эффективно разделены путем добавления агентов и использования метода флотации. Эффективность разделения, очевидно, выше, чем в других процессах переработки минералов, особенно для обработки мелких минералов, что решает проблему, состоящую в том, что трудно извлечь полезные компоненты из многих мелких минералов.
3. Способствовать комплексному восстановлению минеральных ресурсов
С развитием и использованием запасов руды все меньше и меньше легко перерабатывающиеся руды и отдельные рудные ресурсы, а также все более и более сложные типы руд с физическими характеристиками, такими как большое количество полиметаллической руды, симбиоз, мелкий размер зерна и низкий уровень содержания, которые выдвигает более высокие требования к технологии обогащения руды.
Преимущество технологии флотации заключается в том, что она может не только дополнительно обрабатывать грубой концентрат обогащения по другому методу, среднедушевой и хвостовой рудыи далее выбирать высокий кочественый концентрат, но также может расширять объем полезных ископаемых.
II. Недостатки технологии флотации
1. Расходование агентов и флотационных агентов легко вызвать загрязнение окружающей среды
В процессе флотации использование флотационных агентов играет важную роль в конечном индексе концентрации. Высокий расход реагентов неизбежно приведет к увеличению стоимости флотации, что скажется на экономических выгодах завода. Предполагается, что концентратор должен использовать строгую фармацевтическую систему в соответствии с результатами испытаний, чтобы достичь рационального использования агентов, строго контролировать размер частиц материалов и концентрацию пульпы, а также своевременно ухаживать за оборудованием для флотации, чтобы снизить общее потребление агентов, повысить количество и показатель кочествта продуктов. Кроме того, флотационные агенты, являющиеся химическими агентами, будут иметь разную степень вреда для экологической среды.
2. Строгая зернистость измельчения
Размер частиц измельчения является одним из важных факторов для получения лучшего показателя флотации. Однако размер частиц измельчения слишком груб, чтобы не достичь диссоциации мономера. Если размер измельчаемых частиц слишком мелкий, диссоциированные минеральные мономеры легко надеваются, что также увеличивает энергопотребление шлифовальной машины и позволяет легко получать мелкий шлам, влияющий на эффект флотации.
Поэтому для получения лучших технико-экономических показателей флотации необходимо обратиться к результатам флотационных испытаний.
3. Высокая стоимость, множество влияющих факторов и высокие требования к процессу
По сравнению с технологией гравитации и магнитного разделения, технология флотации должен использовать определенное количество флотационных агентов, поэтому его стоимость обогатительной фабрики выше, чем у некоторых.
Кроме того, принцип работы технологии флотации также определяет, что он является более сложным и строгим, чем два других технологий.
Во всем процессе флотации тонкость измельчения, концентрация пульпы, кислотность пульпы, фармацевтическая система, газ и перемешивание, время флотации, качество воды и температура пульпы—все это факторы следует учитывать на предприятии.
Флотация : Общие вопросы о технологии флотации Ⅲ
Как очень важная технология обогащения руды, флотация широко используется для разделения мелкозернистых минералов. . [more]
Флотация : Общие вопросы о технологии флотации Ⅳ
Связь между плавучестью руды и последовательностью флотации и как флотационная пена отразит эффект флотации? . [more]
Связанные статьи
- Руководство по технологиям магнитного ра
- Флотация : Общие вопросы о технологии фл
- Как выбрать процесс пенной флотации, при
- Общие технологии обогащения вольфрамита
- Флотация : Общие вопросы о технологии фл
- Опасность и управление хвостохранилищя ж
- Как улучшить эффективность процесса флот
- Как решить общие проблемы процесса пенно
- Разница между измельчением в замкнутом ц
- Несколько проблем на стадии измельчения-
Связаться с Нами
- Китай, г. Яньтай, р.Фушань высокотехнологическая зона, у. Синьхай, н.188
- marketing@ytxinhai.com
- 0086 13810384919
Оставьте сообщение
Пожалуйста, оставьте свое сообщение здесь! Мы отправим вам подробную техническую информацию и цитату!
Флотация – это что такое? Подробное описание процесса, преимуществ и недостатков
Руды, из которых получают цветные металлы, в большинстве своем достаточно бедные, то есть больший процент вещества – это пустая порода. Флотация – это метод обогащения, в основе которого лежит понятие «смачиваемость частиц». Впрочем, этот термин применяется не только тут. Незаменимой технология стала и в области очистки сточных вод, и в медицине, где используется для анализа на наличие паразитов в органических выделениях.
О чем идет речь
Флотация руды представляет собой такую методику, которая позволяет сделать работу с полезными ископаемыми эффективнее и выгоднее. Разные элементы отличаются между собой способностью удерживаться на поверхности, где контактируют две фазы, то есть происходит раздел сред. Флотация – это процесс, который основан на удельной энергии поверхности.
Если говорить о частицах, то их можно разделить на следующие группы:
- гидрофобные;
- гидрофильные.
О гидрофобности…
Итак, метод флотации основан на том, что вода по-разному влияет на различные молекулы. О чем идет речь?
Под гидрофобными принято понимать такие молекулы, для которых вода относительно «безопасна», то есть смачиваются они из-за особенностей своей структуры очень плохо. Такие частицы сформированы таким образом, чтобы по возможности избегать контакта с водой.
В реальности подобное поведение можно наблюдать невооруженным глазом, если выйти утром из дома: роса или дождевые капли на листья деревьев и на траве формируют небольшие капли. При этом растения проявляют свою гидрофобность, не позволяя жидкости растекаться по поверхности. Что касается полезных руд, то тут сходная логика, но сопряженная с измельчением породы. Молекулы полезных веществ гидрофобны, и в ситуации, когда они оказываются в жидкой среде, происходит взаимодействие с газовыми молекулами, помогающее полезным ископаемым всплывать. Это сопряжено с природным стремлением к уменьшению энергии.
…и гидрофильности
Под гидрофильными принято понимать такие частицы, которые жидкостью могут быть смочены без особенного труда. Для этих веществ нет «дискомфорта» в ситуации, когда вещество оказалось в суспензии.
Если гидрофобные молекулы стремятся вступить в контакт с газами, у гидрофильных такой особенности не зафиксировано. Также гидрофильные соединения в своей основной массе не проявляют специфических свойств относительно масел, к которым так и «липнут» гидрофобные молекулы.
Метод флотации
Отличаются разные технологии границей раздела, создаваемой, чтобы компоненты отделялись друг от друга. Наиболее современные:
- Масляная флотация – это такой вариант, когда смешивают предварительно измельченные руды с жидкостью, маслом. Это приводит к всплытию сульфидных соединений.
- Пенная флотация – это технология, предполагающая измельчение руды, смешивание ее с водой, обработку полученного составом воздушными пузырьками. Этот процесс приводит к формированию пены на поверхности смеси. В ней будут находиться компоненты, которые нужно было выделить из породы. Специальной машиной пену отводят и высушивают.
Второй вариант требует измельчения исходной породы до частиц, диаметр которых не превышает 0,2 мм.
Это важно!
В современной промышленности высоко ценятся различные руды, далеко не все они отличаются гидрофобностью, а значит, описанная технология не будет работать для их извлечения. Тогда применяют химические составы – реагенты. Это такие компоненты, благодаря которым целевые частицы либо приобретают гидрофобные качества, либо теряют их.
Существуют следующие реагенты:
- образователи пены;
- регуляторы, повышающие гидрофильность;
- собиратели;
- активаторы, формирующие такие условия, в которых собиратели закрепляются на поверхности;
- депрессоры, исключающие увеличение гидрофобности веществ (применяются для того, чтобы процесс стал более селективным).
Особенности работы
Флотация – это очень важный технологический процесс, который незаменим в промышленности, так как помогает обогащать руды с высокой результативностью. Эффективность показывает пенная технология, именно она и распространена в наши дни шире всего.
Чтобы начать флотацию, материалы сперва проходят через мельницу, что позволяет получить шихту, и уже после этого начинается процесс пенообразования. Чтобы флотация воды была результативной, выбирают такие размеры частиц, которые бы гарантировали разделение минералов. Оптимальный вариант – до 0,1 мм, но иногда измельчают и на компоненты размером всего 0,04 мм. Если в процессе окажутся более крупные компоненты, они снизят эффективность всей технологии в целом, так как имеют отрицательное действие. Также понижают эффективность процесса слишком мелкие составляющие, из-за которых элементы нормального размера не могут нормально взаимодействовать с воздушными пузырьками. Для улучшения качества необходимо использовать реагенты.
А как еще используем?
Обогащение руд – это не единственная область применения описанной технологии. В частности, широко распространена флотация сточных вод. Эта методика показала свою эффективность в ситуации, когда необходимо удалить из жидкости диспергированные компоненты, так как таковые нельзя убрать в процессе отстаивания.
Метод «пузырек-частица» показал высокую эффективность при выделении из воды следующих примесей:
- ПАВ;
- продукты нефтяного производства;
- нефть;
- маслянистые вещества;
- волокнистые компоненты.
Флотация – очистка сточных вод, в ходе которой все эти загрязняющие вещества просто всплывают на поверхность, что позволяет их быстро удалить вместе с образовавшейся пеной. Чтобы слой пены стал плотнее, а также для его разрушения допускается применять нагрев, а также использовать разработанные для этого приборы – «брызгалки».
Как это происходит
Очистка воды (флотации) происходят за счет способности частиц прилипать к пузырькам воздуха. Правда, это распространяется, как указано выше, только на гидрофобные компоненты. Чтобы сформировалась пара из воздушного пузыря и загрязняющей жидкость частицы, необходимо обеспечить их интенсивное взаимодействие. Это может быть обусловлено наличием реагента, создающего химически оптимальную среду для реакции. Также используется напорная флотация, когда создается избыточное давление в среде.
Флотация эффективна и в том случае, когда из жидкости следует удалить вещества, которые в ней уже растворились. Это касается в первую очередь поверхностно-активных веществ. Применяют в таком случае так называемую парную сепарацию. Здесь комплекс из веществ и газового пузыря образуется за счет реагента. Его надежность будет связана с природой загрязняющего компонента и его особенностями.
Ключевые преимущества
Флотация – очистка, имеющая ряд положительных параметров, что и стало причиной столь широкого распространения этой технологии в мире.
- обширность применимости;
- непрерывность технологии;
- невысокая стоимость;
- простота эксплуатации;
- применение в работе простых машин;
- быстрота получения результата;
- селективность;
- не столь высокий уровень влажности шлама;
- эффективность (до 98%);
- выделяемые компоненты можно рекуперировать.
При флотации производится эффективная аэрация, понижается процентное соотношение жидкости и ПАВ, а также уменьшается количество микроскопических организмов, бактерий. Сточные воды, прошедшие флотацию, могут подаваться на очистительные установки более высокого уровня.
Разновидности технологии
Различные методики друг от друга отличаются в первую очередь по насыщаемости жидкости газами. Принято говорить о:
- выделении из раствора воздуха;
- диспергировании при применении механического воздействия;
- применении пористых материалов для подачи воздушного потока;
- химической технологии;
- биологической флотации;
- использовании электричества.
Установки, при помощи которых осуществляется флотация ПАВ и других примесей в жидкостях, бывают двухкамерные или однокамерные. Если камера только одна, то в ней жидкость наполняется газами и здесь же из нее выделяют загрязняющие компоненты. При наличии двух камер в одной происходит контакт с воздушным потоком, а в другом смесь может отстаиваться, во время чего шлам всплывает, а жидкость осветляется.
Флотация в медицине
Говоря об этой незаменимой методике выделения примесей из основного вещества, просто нельзя не упомянуть использование ее в медицине. Наиболее актуальна флотация кала для выявления наличия в органическом веществе гельминтов. Эта методика позволяет делать выводы о содержании:
- яиц;
- ооцист;
- цист.
Результаты оказываются достаточно точными только в том случае, когда ко врачам попадают свежие выделения. Чтобы удалось корректно и точно проанализировать вещество на наличие гельминтов, нужно хранить органическое вещество в холодильнике не более 72 часов. В некоторых случаях получается так, что образцы уже получены, а взять новые возможности нет, но изучение следует отложить на период, превышающий 72 часа. Выход есть: применяют 10% формалин. Этот раствор будет играть роль буфера. Если органические вещества были законсервированы таким образом, они могут далее использоваться в ходе исследований концентрации.
Технологии и точность
Флотация дает возможность выявить бактерии, стойкие к воздействию кислот, а также провести иммунологический анализ. Наиболее простой и легкий в реализации способ – это гравитационная флотация, также известная как стоячая. Он требует относительно мало времени на свою реализацию.
Альтернативный вариант – использование медицинских центрифуг. Этот метод более чувствителен, его результаты точнее ориентировочно в восемь раз. Если органические выделения пациента содержат небольшой процент гельминтов, гравитационный метод может показать их отсутствие, но этот результат окажется ложным. Чтобы быть уверенным в точности итогов, следует применять центрифуги.
Важные аспекты
Флотация – это такая методика выявления гельминтов, которой свойственны некоторые ограничения. О чем идет речь? К примеру, если предполагается, что в кале содержатся тяжелые яйца, их таким способом обнаружить вряд ли удастся. Это обусловлено тем, что они просто не могут всплыть из-за своего размера и массы. Кроме того, флотация не показывает достаточного эффекта на ларвальной стадии.
Планируя исследование, врачи должны помнить о том, что флотационная среда оказывает прямое влияние на точность результата. Наиболее значимые параметры:
- удельный вес;
- тип вещества.
Многие исследователи сходятся на том, что наилучшие результаты показывает сульфат цинка. Для этого соединения удельный вес варьируется в границах 1,18-1,2. Такой раствор даст возможность с высоким уровнем точности выявить цисты, яйца, а также поддержать структурные элементы цист.
Центрифуга: как это происходит
Рабочий процесс врача, изучающего кал на предмет наличия в нем гельминтов при помощи специальной установки, выглядит следующим образом:
- готовится эмульсия, в которой на 30 мл раствора приходится 5 г испражнений;
- эмульсия фильтруется через марлю в пробирку;
- пробирка заполняется флотационной средой, пока мениска не станет положительной;
- пробирка помещается на стекло, балансируется в установке;
- центрифуга запускается на 10 минут на скорость до 15 тысяч оборотов в минуту.
По завершении этого процесса доктор получает покровное стекло (его необходимо доставать вертикально), которое можно изучить под микроскопом. Исследование проводится около 10 минут – начинают с десятикратного увеличения, увеличивая его затем в четыре раза. Это дает возможность с точностью говорить о наличии микроскопических организмов, а также делать выводы об их структурах и о том, какого размера есть вредные организмы и их частицы.
Нововведения
Методики не стоят на месте, и применяемая в медицине флотация в последнее время также была усовершенствована. В частности, удалось разработать такую центрифугу, которая оснащена угловым ротором. В этой установке контейнеры не колеблются свободно, последнее вращение не сопровождается наложением на покровное стекло.
При завершающем этапе обработки смеси в установке пробирку нужно поставить вертикально в специальный штатив, затем долить в нее раствор, сохраняя верхний слой в целости. Когда мениска становится положительной, устанавливают покровное стекло и оставляют стоять пробирку не более пяти минут. Далее стекло убирают и изучают его под микроскопом также под двумя мощностями увеличения.
Флотационная очистка сточных вод: виды и установки
Говоря о чистоте и безопасности естественных водоемов, важно задуматься о проблеме очистки воды, поступающей в виде канализационных и промышленных стоков. Для этого используют разные методы, в зависимости от типологии загрязнений.
И дело даже не в том, какой процент примесей несет с собой вода, а в том, что фильтрация крупного мусора и отстаивание ила не делают воду абсолютно чистой. В ней остаются взвеси, коллоидные частицы, воздействовать на которые можно опираясь на законы физики с минимальным участием реагентов.
Часть крупных примесей удаляют фильтрацией, часть оседает на дно после отстаивания. Но мелкодисперсные частицы, оказавшиеся легче молекул воды, можно собрать, используя дополнительные методы.
Один из современных, высокотехнологичных и эффективных – флотация сточных вод.
Что такое флотация?
Термин «флотация» близок по тематике к слову «флот» (в английском языке он обозначает «плавание»).
Это осуществляется с помощью небольших пузырьков воздуха. Их специально нагнетают в очистную камеру. «Пузырьки» захватывают соринки, образуют пену, увлекают за собой и всплывают. Собрать то, что оказалось поверх воды, не составляет большого труда.
Флотационная очистка сточных вод – эффективным метод доведения воды до экологически чистого состояния.
Преимущества и недостатки очистки стоков флотацией
Флотационный метод очистки сточных вод обладает положительными и отрицательными свойствами. Проведем сравнительную характеристику:
Достоинства
Недостатки
От чего зависит эффективность флотации для очистки воды?
При применении флотационного способа учитывают состав и качественные характеристики примесей.
Чем лучше мусор способен поглощать влагу, тем выше его гидрофобность – способность смачиваться водой. На явлении гидрофобности основана работа метода флотации.
Гидрофобность можно повысить, за счет флотирующих реагентов.
Существует прямая зависимость от количества воздушных пузырей, их распределения, концентрации, размеров:
- Размер флотационных пузырьков – это то, что имеет значение. Самые большие очень быстро всплывают, не успевая захватить частицы мусора. А мелкие слишком хрупкие – разрушаются, не успев выполнить свою задачу.
- Применяют также реагенты, обуславливающие стабильность пузырьков воздуха по отношению к разрушению.
Расчет параметров флотации
Для расчета параметров флотации важно:
- Количество поступающих сточных вод.
- Концентрация засоряющих веществ.
- Состав загрязнений.
- Содержание масел и нефтепродуктов.
В конкретном случае индивидуально рассчитывают физические и математические условия по установленным формулам.
Виды флотационной очистки сточных вод
Образования воздушных пузырей можно добиться несколькими путями. Их отличия положены в основу традиционной общей классификации.
Электрофлотация и ионная флотация
Электрофлотация сточных вод – широко распространенный метод, опирающийся на электропроводность жидкости. В нее погружают электроды, подводится ток, на грани их соприкосновения с водой образуются пузырьки с газом.
Значительный плюс электрофлотационной установки в том, что в технологиях не участвуют реагенты.
Выделение воздушных пузырьков из раствора
Существуют два способа формирования газовых пузырей: напорный и вакуумный.
При напорной флотации воздух нагнетается под воздействием высокого давления, от чего в камере с канализационными стоками образуются воздушные пузырьки. Они связывают частицы загрязнений и очищают воду.
При вакуумном воздействии грязная вода сначала обогащается кислородом. Затем в отсеке флотации давление снижают до предела, в результате образуются воздушные пузырьки. Последующий процесс очистки протекает аналогично при всех методах.
Механическое насыщение воды диспергированным воздухом
Способ прост. В результате работы двигающих механизмов, это могут быть лопасти, центрифуги, турбины, возникают вихри, спиралевидные восходящие потоки в жидкой среде, она вспенивается. В слое пены скапливается мусор.
Лопастями перемешивают сточные воды в установке, которую приводит в действие центрифуга. Установка, которая называется импеллер, регулирует размер пузырьков вращением турбины на разных скоростях. Метод оправдывает себя в очищении загрязнений маслами и нефтепродуктами.
Крупные частицы и волокна: шерсть, нитки, волосы – хорошо захватывают большие воздушные пузыри. Для водных сред с агрессивными характеристиками применяют пневматический способ, когда воздух в камеру сточной очистки поступает из труб, вмонтированных на дне резервуара.
Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала
Известна способность пористого материала пропускать воздух и образовывать пузырьки газа.
Для очистки сточных вод монтируют тонкие пластины с небольшими щелями по периметру. Регулируя размер щели, добиваются образования пузырей воздуха разного размера.
Реагенты, применяемые во флотационной очистке
Флотореагенты призваны повышать уровень гидрофобности загрязненных частиц, содержащихся в сточных водах. По механизму действия реагенты разделяют на собирателей, пенообразователей и регуляторы.
Первые усиливают гидрофобные свойства примесей. Вторые предохраняют слой пены от разрушения.
Флотоактивность реагентов повышают с помощью физических, химических и др. методов — эмульгирование, электрохимическое окисление, ультразвуковая, тепловая и бактериальная обработки, смешивание разных реагентов, подача реагента в парообразном состоянии или в виде аэрозоля.
Собиратели — органические вещества, которые работаю на поверхности раздела сред твердое — жидкость.
Функция собирателей — снижение смачиваемости (гидрофобизация) поверхности частиц, увеличение скорости и прочности прилипания частиц к пузырькам воздуха.
Как собиратели применяются комплексообразующие реагенты, избирательно образующие нерастворимые комплексы (хелаты) с ионами тяжелых металлов.
Пенообразователи — поверхностно-активные органические вещества, адсорбирующиеся преимущественно на поверхности раздела жидкость — газ.
Назначение пенообразователей — способствовать образованию в объеме пульпы воздушных пузырьков с определенными свойствами, а на поверхности пульпы — достаточно устойчивого пенного слоя необходимого строения.
Молекулы пенообразователей являются полярно – аполярными (дифильными). Полярная часть может быть представлена гидроксилом, карбонилом, сульфогруппой, аминогруппой и др.
Адсорбция пенообразователей на разделе жидкость — газ подчиняется уравнению Гиббса.
Регуляторы — флотационные реагенты, применяемые в дополнение к собирателям и пенообразователям для повышения селективности флотации или повышения извлечения минералов. Регуляторами флотации могут быть как неорганические, так и органические вещества.
Флотаторы
Модули напорной флотации имеют разную производительность – от 1 до 200 кубометров в час и используются для нужд малых и крупных предприятий.
Они учитывают специфику производства и факторы местности.
Наиболее эффективно они работают:
- На предприятиях пищевой промышленности – молокозаводах, хлебозаводах, мясокомбинатах.
- На предприятиях легкой промышленности – ткацких, скорняжных производствах.
- В бытовых и обслуживающих учреждениях с большим объемом ливневых сточных вод – автомойках, автостоянках, гаражах, железнодорожных депо.
Эффективность очистки от жиров, масел, нефтепродуктов – до 98%, взвешенных мелкодисперсных частиц – до 95%, применение реагентов повышает ее до 99,7%.
Флотаторы снабжены системой контроля за работой оборудования, безопасны, программируются. Процесс полностью автоматизирован, снабжен таймером и приборами автоматической подачи реагентов.
Способ флотации применяют для очистки бытовых загрязнений, а в промышленности – для удаления взвесей и органических загрязнений. Благодаря именно флотации – способности сора к плавучести, вода приобретает прежнюю прозрачность и возвращается в реки и озера такой же чистой, как была до этого.
Нужно учесть, что установки для очистки сточных вод, основанные на принципе флотации, применяют уже после механической очистки сточных вод – отстаивания и фильтрации и выполняют функцию дополнительной выборочной очистки.
Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки
4 метода очистки сточных вод от нефтепродуктов
Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности
Очистные сооружения для очистки сточных вод
Классификация и методы очистки сточных вод
Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию
Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации
Методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические
Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?
ХПК и БПК сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?
Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка
Аэробная и анаэробная биологическая очистка сточных вод
Мембранный бак для водоснабжения принцип работы
Автономной системой подачи воды сегодня уже никого не удивить. Такие конструкции очень удобны и практичны, однако для их функционирования, зачастую, требуются устройства, о которых человек, пользующийся только централизованным водопроводом, может просто не знать. К примеру, автономная система подачи воды будет длительное время бесперебойно работать только в случае, если в нее включен расширительный бак для водоснабжения. Современная промышленность выпускает множество самых разных моделей таких устройств. Чтобы подобрать для себя оптимальный вариант, необходимо ориентироваться в типах оборудования и хорошо представлять себе принцип его работы.
Устройство и функции этого оборудования
Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды. Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа. Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную. После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой. Объем воздушной камеры при этом уменьшается. Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.
В качестве расширительного бака используется конструкция мембранного типа. Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную
Бак выполняет несколько функций:
- Поддерживает давление при отключенном насосе.
- Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
- Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
- Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.
Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.
Типы мембранных баков
Прибор со сменной мембраной
Она вынимается через специальный фланец, который держится на нескольких болтах. Вода, заполняющая бак, остается внутри мембраны и не контактирует с внутренней частью бака. Это защищает металлические поверхности от коррозии, а воду – от загрязнения. Есть модели в горизонтальном и вертикальном исполнении.
Устройства со сменной мембраной отличаются более долгим сроком службы, так как эту деталь можно при необходимости заменить, а металлический корпус не подвержен коррозии, потому что не соприкасается с водой.
Устройство со стационарной диафрагмой
Здесь внутренняя часть бака разделена на две части жестко закрепленной мембраной. Она не подлежит замене, поэтому при выходе ее из строя оборудование придется менять.
В одной части устройства содержится воздух, в другой – вода, что провоцирует коррозию металлической поверхности. Обычно поверхность покрывают специальной краской, но эта защита не долговечна. Выпускаются горизонтальные и вертикальные модели.
Как сделать правильный выбор?
Первое, что надо определить – необходимый объём бака.
Кроме этого, надо учитывать такие факторы:
- Количество людей, использующих систему водоснабжения.
- Число водозаборных точек, в количество которых входят не только душ и краны, но и бытовые приборы, например, стиральная и посудомоечная машины.
- Вероятность, что вода будет расходоваться несколькими потребителями одновременно.
- Предельное количество циклов «пуск-стоп» за один час для установленного насосного оборудования.
Специалисты рекомендуют в качестве ориентира при выборе расширительного бака использовать такие показатели:
- сли потребителей не больше трех, а установленный насос имеет производительность до 2куб. м в час, выбирается бак объемом 20-24 л.
- Если потребителей 4-8 человек и производительность насоса в пределах 3,5 куб. м в час, то устанавливается бак объемом в 50 л.
- Если потребителей больше 10 и производительность насосного оборудования составляет 5 куб. м в час, выбирают расширительный бак на 100 л.
Чм меньше объем резервуара, тем чаще будет включаться насос и больше вероятность скачков давления в системе. Конструкция прибора позволяет установку дополнительного резервуара. Это можно сделать в ходе эксплуатации основного оборудования без проведения трудоемких демонтажных работ. После монтажа нового прибора объем резервуара будет определяться совокупностью объемов емкостей, установленных в системе .
От качества каучука, из которого делается мембрана, напрямую зависит не только срок службы бака, но и безопасность воды, которая из него поступает.
Особенности самостоятельной установки
- Расширительный бак устанавливается таким образом, чтобы к нему можно было обеспечить беспрепятственный доступ для обслуживания.
- Необходимо предусмотреть возможный впоследствии демонтаж соединительного трубопровода для замены или ремонта оборудования.
- Диаметр присоединяемого водопровода не может быть меньше, чем диаметр патрубка.
- Нужно заземлить устройство для избежания электролитической коррозии.
Монтаж прибора проводится со стороны всасывания насоса. На отрезке между насосным оборудованием и местом подключения нужно исключить все элементы, которые способны внести значительное гидравлическое сопротивление в систему. Линию подпитки подсоединить к циркуляционному контуру всей системы.
Место установки бака определяется по типу самой системы отопления.
Расширительный бачок в открытых отопительных системах выполнен в виде емкости, верх которой не закрывается. Подключение его к теплосистеме осуществляется с помощью резьбового соединения, расположенного на дне бака.
Установка и эксплуатация расширительного бака закрытого типа в системе отопления тоже имеет свои особенности. Конструкция бака закрытого типа выполнена в виде герметично закрытой капсулы, которая разделяется на две части с помощью резиновой мембраны.
Технические рекомендации
Схема установки мембранного бака
Перед подсоединением гидроаккумулятора в систему водоснабжения следует:
- Изучить инструкцию.
- Провести технические расчеты давления и сравнить с указанными в нормативном справочнике по эксплуатации.
- Подобрать ключ для разъемных соединений и труб из пластика и гаечный ключ.
- Подобрать специальные кронштейны для крепления.
Преимущества
Установка мембранного бака в системе отопления имеет следующие преимущества:
- Автоматическая стабилизация критического расширения теплоносителя;
- Отсутствие потерь воды за счет испарения;
- Возможность установки как для системы с дистиллированной водой, так и с антифризом;
- Простой монтаж и замена мембраны при превышении срока ее эксплуатации.
Полезный объем мембранного отопительного бака зависит от его формы. Для больших систем лучше всего выбирать цилиндрические конструкции, а плоские модели будут оптимальны для отопления с малой протяженностью труб.
Эксплуатация расширителей
Поддержание бака в рабочем состоянии включает в себя:
- регулярный визуальный осмотр на отсутствие коррозии;
- проверка целостности мембраны;
- проверка давления воздуха (газа).
Техническое обслуживание баков открытого типа предусматривает внешний осмотр состояния корпуса и теплоизоляции, а также контроль уровня жидкости не ниже минимальной отметки.
Расширительный бак на кронштейне
Краткая инструкция по установке своими руками
- Расширительный бак можно устанавливать в любом месте системы отопления, но во избежание резких скачков давления лучше поместить его сразу за циркулярным насосом.
- Ставить прибор надо с сохранением доступа к воздушному клапану, сливному крану, запорной арматуре и другим деталям.
- Во время монтажа в помещении должно быть не ниже 0 °C. Предохранительный клапан необходимо ставить по ходу течения.
- Для установки потребуются инструменты: ключ для металлопластиковых труб и разъемов. Патрубок должен совпадать с трубопроводом.
- Баки с большой емкостью нуждаются в креплении на дополнительные кронштейны. Для этого сначала размечают место, затем сверлят отверстие и прикрепляют подвесы анкерными болтами.
- После закрепления оборудования к нему подводят трубу таким образом, чтобы она не мешала и не оказывала давление на бак.
- После этого монтируется редуктор давления, он устанавливается после счетчика.
- Затем приступить к наладке – закачать воздух и воду, наблюдая за давлением. Как только оно будет уравновешено, можно начинать включать отопление.
- Монтаж бака в многокотельной системе лучше доверить специалистам с соответствующей лицензией.
Инструкция по наладке оборудования
Первым делом определяем величину внутреннего давления бака. Оно должно составлять 1,5 атм, но при хранении или транспортировке произошла протечка, спровоцировавшая понижение данного показателя. Давление проверяется манометром, он может быть пластиковый, механический автомобильный, электронный – дорогой. Материал определяет стоимость и точность прибора.
Для нормального функционирования сантехники и бытовых приборов давление в мембранном баке должно быть в пределах 1,4-2,8 атм. Если исходное давление в баке оказалось ниже 1,4-1,5 атм, его нужно повысить путем подкачки воздуха в соответствующую камеру резервуара и настроить реле давления. Для этого открыть крышку и при помощи большой гайки P настроить максимальный показатель давления, а при помощи малой гайки ∆P – минимальный.
Расчет объема гидроаккумулятора: видео
Большинство современных баков имеют встроенный в корпус ниппель (схожий с обычным автомобильным), при помощи которого можно «подкачать» воздушную камеру, повысив в ней давление. Это можно сделать при помощи насоса или компрессора. Но закачивать нужно именно азот, а не воздух, инчае кислород вызовет быструю коррозию стенок корпуса бака, что сократится на сроке его эксплуатации.
Поломки оборудования и их ликвидация
Механическое повреждение корпуса, разрыв мембраны, проблемы с герметичностью бака требуют ремонта оборудования. Чаще всего проводится замена мембраны в гидроаккумуляторе или баллона.
Определить повреждение резиновой камеры в красном или голубом баке помогут следующие признаки:
- Кран «плюется» водой.
- Манометр показывает большое давление, которое резко снижается.
- После стравления воздуха через ниппель вытекает вода.
Заменить мембрану можно в сервисном центре или самостоятельно. Но при установке новой возникают сложности – она может соскользнуть.
- Течет воздушный клапан — причина в разрыве мембраны
- Часто — повреждение мембраны устраняется заменой, недостаточное давление в накопителе доводится до нужного уровня нагнетанием воздуха через ниппель автомобильным насосом
- Низкое давление воды — недостаток воздуха в накопителе компенсируется подкачкой
- Повреждения корпуса, нарушение герметичности — исправляются в сервисе
Безопасность использования расширительного бачка для воды определяется материалом мембраны и бака:
- каучук естественного происхождения — безвреден в холодной воде, но нагревать ее выше 50 градусов не стоит — возможны негативные реакции;
- каучук искусственного происхождения без последствий подходит для воды различных температур — вплоть до кипящей;
- резина (этилен-пропилен) аналогична по свойствам искусственному каучуку — обладает высокими эксплуатационными свойствами;
- сами баки чаще всего стальные.
Устройство мембранного расширительного бака для отопления
Вследствие температурных колебаний у теплоносителя отопительной системы может изменяться объем, что способно привести к авариям. Поэтому нужно сделать все, чтобы она работала стабильно и подобного не происходило.
Для этого применяются специальные устройства, например, мембранный расширительный бак. Он является одной из ключевых составляющих контура отопления.
- 1. Назначение, плюсы и минусы
- 2. Конструкция изделия
- 3. Принцип работы
- 4. Правила выбора
- 5. Требования к монтажу
Когда теплоноситель нагревается, в контуре отопительной системы и котлах давление повышается за счет увеличения объема жидкости. Поскольку она является несжимаемой средой, а сама система герметична, это может привести к поломке труб или котлов.
Некоторые полагают, что для решения проблемы достаточно поставить клапан для выдавливания излишнего объема нагретого носителя, но это не так. При охлаждении жидкость будет сжиматься, и на ее место в контур попадет воздух, что станет препятствием для циркуляции. Поэтому воздух потребуется из радиаторов постоянно спускать, а добавлять новый теплоноситель и греть воду будет весьма дорого.
По этой причине и рекомендуется ставить мембранный расширительный бак для отопления. Он представляет собой резервуар, подключенный с помощью трубы к системе. Излишнее давление в нем будет компенсироваться объемом, что и обеспечит контуру полноценную работу. Расширитель принимает в себя какое-то количество жидкости при повышении объема и давления, а затем, когда эти показатели понижаются, возвращает ее назад. От аналогичных устройств другого типа такие приборы отличаются рядом преимуществ:
- их можно применять в любой воде, даже если она содержит много кальция;
- разрешается использовать для питьевой воды;
- имеют большой полезный вытесняемый объем (по сравнению с баками без мембраны);
- подкачка воздуха требуется в минимальном количестве;
- установка быстрая и не требует больших затрат;
- при эксплуатации расходы будут минимальными.
Но имеет расширительный бак и минусы. Иногда можно столкнуться с проблемами при его монтаже, поскольку он довольно крупный. Теплопотери увеличиваются вследствие того, что теплоноситель отдает тепло экспанзомату.
Кроме этого, в таких приборах существует повышенный риск образования ржавчины. Чтобы избежать неконтролируемых теплопотерь, устройство рекомендуется утеплять.
В помещениях отопительные сети могут иметь открытые и закрытые схемы. Первый тип применяется в централизованных сетях, благодаря чему можно напрямую забирать воду для потребностей в горячей воде. Приборы ставят в верхней части контура. Расширительные бачки не только позволят контролировать процесс перепадов давления, но и будут выполнять функцию отделения воздуха из системы. Если же она относится к закрытому типу, то используется конструкция с мембраной внутри.
Расширительный бак мембранного типа устройство имеет относительно простое. Он включает в себя резервуар для воды и резиновую мембрану, которая может быть баллонной или диафрагменной.
Если мембрана относится к первому типу, то теплоноситель располагается внутри резинового баллона, а снаружи находится азот или воздух. Такую деталь при необходимости можно заменить, что позволит сэкономить на ремонте и не менять весь прибор.
Диафрагменная мембрана для расширительного бака представляет собой несъемную перегородку на основе тонкого металла или эластичного полимера.
Она имеет небольшую емкость и компенсирует незначительные перепады давления. Если она выходит из строя, заменить ее невозможно, поэтому менять придется бачок полностью. Но по сравнению с баллонной мембраной она стоит дешевле.
Для каждой системы давление газа настраивается согласно инструкции к прибору. Вид мембраны на эффективность работы устройства не влияет. Но если она относится к баллонному типу, в бачок можно поместить больше теплонесущей жидкости. Принцип работы мембранного расширительного бака системы отопления у конструкций разного вида не отличается:
- если давление воды растет вследствие расширения, то мембрана растягивается;
- затем она сжимает газ, находящийся с другой стороны, и позволяет остаткам теплоносителя попасть внутрь;
- когда давление в сети падает, происходит остывание, и осуществляется обратное действие.
Постоянное давление регулируется автоматически. Чтобы система работала стабильно, нужно правильно выбрать бачок и произвести расчеты. Нужное давление не сможет образоваться, если бак окажется больше, чем нужно, а если он будет меньше, то может не вместить в себя излишки жидкости. Это способно вызвать аварию.
Чтобы изделие работало полноценно, нужно не только правильно подбирать его по объему, но и учитывать другие его характеристики. Обратить особое внимание следует на следующие нюансы:
- мембрана должна быть устойчивой к предельным показателям температуры и давления или их перепадам;
- модель должна соответствовать нормам гигиены и санитарии;
- способ монтажа бака.
Сейчас на рынке можно увидеть большое количество моделей российского и зарубежного производства. Отличаются они по стоимости, при этом подозрительно низкая цена должна насторожить. Она может быть обусловлена тем, что при производстве использовались низкокачественные материалы китайского происхождения. Отечественные модели по качеству гораздо лучше, они стоят дешевле иностранных аналогов от известных брендов, однако не уступают им по характеристикам.
Как уже говорилось, основной характеристикой, на которую нужно ориентироваться при покупке бачка, является его объем. Некоторые специалисты рекомендуют выбирать изделия, размер которых находится в пределах 10% от общего объема теплоносителя в системе отопления. Дело в том, что коэффициенты теплового расширения даже при высоком нагреве не могут быть выше 0,08. Поэтому расчеты следует проводить максимально точно с учетом таких показателей, как:
- максимально допустимое давление отопительной системы;
- объем теплоносителя;
- изначальное давление в баке;
- коэффициент теплового расширения.
При подборе объема нужно учесть все узлы отопительной системы. Это можно выяснить, изучив проектную документацию. Если она отсутствует, то расчет разрешается выполнить примерный, ориентируясь на то, что на 1 кВт будет приходиться 15 л воды. Коэффициент теплового расширения теплоносителя определяется с помощью состава жидкости. Во многоквартирных домах она часто содержит гликоли, которые улучшают ее характеристики.
Также коэффициент можно вычислить по температуре теплоносителя. Предельное давление системы определяют с помощью минимальной величины, допускаемой для узлов. На нее настраивается переходной клапан. Изначальное давление в системе при условии охлажденного теплоносителя соответствует минимальному давлению. На некоторых устройствах его регулируют накачиванием или стравливанием воздуха. В баке давление контролируется путем установки манометра.
Применение мембранного бака для отопления имеет ряд ограничений в зависимости от производителя, конструкции и материала изготовления. В некоторых случаях требования к составу теплоносителя очень строгие. В частности, это касается ограничения количества антифриза и этиленгликоля в его составе.
Кроме этого, расширительные баки нельзя применять, когда превышаются предельные показатели давления. Также в обязательном порядке должна быть установлена группа безопасности, которая ограничивает и контролирует его.
Установить своими руками мембранный бачок не так уж и сложно, привлекать для работы специалиста необязательно. Требования к монтажу предъявляются такие:
- устройство запрещается ставить в местах с минусовой температурой;
- его можно установить в любой точке отопительной системы до разветвления;
- крепление должно быть максимально надежным, поскольку когда емкость наполнится, она станет очень тяжелой;
- соединения должны быть герметичными;
- герметики использовать нельзя, поскольку из-за них между корпусом бака и мембраной трение будет ухудшено;
- сосуд не стоит ставить на выходной трубе в непосредственной близости от котла.
Если емкость имеет объем от 30 л и выше, ее запрещено прикреплять к несущим конструкциям. Чаще всего она оборудована специальными ножками и ставится на пол. При установке рекомендуется соблюдать такие советы:
- патрубок должен иметь окружность в три четверти, соответственно, в обратке должен присутствовать аналогичный резьбовой канал;
- монтаж осуществляется так, чтобы части системы или другие предметы не мешали работам;
- любая нагрузка на бак должна быть исключена;
- рекомендуется применять паронитовые прокладки, которые устойчивы к высоким температурам или давлению;
- чтобы регулировать или поддерживать давление в газовом отсеке, расширитель должен быть оснащен воздушным клапаном.
Если система закрытая, то каждый раз после ее включения на мембрану оказывается высокое давление. Поэтому следует хотя бы раз в 2 года проверять ее состояние и при необходимости производить замену. В некоторых случаях меняется все полностью.
При установке нельзя допускать грубых ошибок, иначе оборудование не будет нормально функционировать. Наиболее распространенным просчетом является неправильное указание предельного давления в газовом отсеке, которое составляет порядка 90% от критического. Если это допустить, то мембрана не будет расширяться в сторону отсека. В итоге прорвется труба, из-за чего батареи отопления работать не смогут. Чтобы исправить ошибку, нужно поставить поверенный манометр. Также нужно убедиться, что в самом котле нет бака. Если после проведения расчетов будет установлено, что его объема мало, тогда потребуется дополнительная емкость.
Расширительный бак в системе отопления очень важен. От него зависит, насколько корректно она будет работать. Устанавливать его несложно, но нужно уделить этому процессу особое внимание, поскольку даже небольшая оплошность может вызвать в будущем аварийную ситуацию.
Устройство расширительного бака мембранного типа
При нагревании теплоносителя в закрытых системах отопления создается повышенное давление. Жидкость при температуре 90°C увеличивается в объеме на 3,55%. Чтобы избыточное количество теплоносителя не испортило радиаторы или трубы, устанавливается мембранный бак для отопления. Предохранительная конструкция из металлической емкости и гибкой мембраны принимает излишки воды, возвращая показатели давления в норму.
- Устройство и принцип работы мембранного бака
- Принцип работы
- Виды мембранных баков
- Фиксированный
- Фланцевый со сменной мембраной
- Достоинства и недостатки
- Расчет объема
- Требования и рекомендации по установке мембранного бака
- Правила выбора оборудования
- Возможные поломки
- Популярные модели
- Wester WRV 50
- Wester WRV 200 top
Устройство и принцип работы мембранного бака
Расширительный бак с резиновой мембраной внутри для накопления излишков воды при нагревании
Расширительный бак – это герметичная металлическая емкость, внутренняя часть которой поделена на две части эластичной мембраной. Один отсек заполняется воздухом, во второй будет поступать вода при расширении. Корпус бачка выполняется из стали. От коррозии металл защищает порошковое окрашивание. По типу сетей отопления устройства делятся на две группы:
- открытые;
- закрытые.
Расширительный резервуар открытого типа должен находиться в наивысшей точке контура. Его делают из стали, наиболее распространенной является прямоугольная форма. Бачок служит для отвода излишков жидкости и воздуха, растворенного в ней. Конструкция его очень простая – в металлическую емкость с крышкой врезаны два патрубка – для поступления и отведения воды. Бачок часто устанавливают на чердаке. В холодном помещении его необходимо утеплить пенопластом. Плюсом открытой конструкции является простая эксплуатация и низкая стоимость.
Мембранные расширительные баки для систем отопления закрытого типа должны быть герметичными. Стальной резервуар рассчитан на долгосрочную эксплуатацию. Его рабочая деталь – эластичная мембрана. Она изготавливается из специальной термостойкой резины. В зависимости от вида бачка применяется мембрана баллонного или диафрагменного типа.
Принцип работы
В водяных системах отопления циркулирует жидкий теплоноситель. При нагревании он расширяется. Излишки через соединительный патрубок поступают в мембранный бак. Эластичная резина растягивается, один отсек заполняется жидкостью, а во втором сжимается воздух. После охлаждения воды в контуре давление уменьшается. Под действием сжатого воздуха мембрана выпрямляется и выталкивает жидкость обратно в систему.
Во время передвижения жидкость не контактирует с воздухом. Это снижает вероятность развития коррозии.
Виды мембранных баков
Бак с фиксированной мембраной — не требуется замена резины
Чтобы система отопления работала с максимальной эффективностью, важно правильно выбрать мембранный бак.
Фиксированный
Конструкция с фиксированной мембраной рекомендуется для небольших систем отопления. В таких контурах давление относительно стабильное и нет резких скачков. Гибкий элемент жестко зафиксирован и не снимается для замены в случае неисправности. Плюсом варианта является низкая цена.
Фланцевый со сменной мембраной
Особенностью конструкции бачка является фиксация мембраны баллонного типа на горловине с помощью фланца. Болтовое крепление позволяет надежно удерживать резиновую деталь в процессе эксплуатации. В случае ее разрыва можно снять деталь и заменить новой. Возможность ремонта продлевает срок службы дорогостоящего бака.
Достоинства и недостатки
Резина герметично закреплена, поэтому воздух не попадает в систему
Основной плюс оборудования – предотвращение протечек и других аварийных ситуаций, возникающих при скачках давления. Бачки необходимы в контурах большой протяженности. В них находится значительный объем воды, который при расширении создает повышенную нагрузку на места соединений, радиаторы и трубы.
- исключается попадание воздуха в магистраль;
- оборудование рассчитано на воду любого качества;
- отсутствует испарение жидкости;
- предотвращается аварийный рост давления;
- установка возможна в любом месте;
- упрощается обслуживание системы, не требуется регулярная доливка теплоносителя.
К минусам относят потери тепла и довольно высокую стоимость мембранных баков по сравнению с емкостями открытого типа.
Расчет объема
Расширительный бак по объему должен вмещать 10% всего теплоносителя в системе
Параметры бачка должны позволить предотвратить рост давления при нагревании теплоносителя. Для примерного расчета системы емкостью до 150 л можно воспользоваться формулой: объем бачка – 10% от объема системы. В случае использования антифриза параметр увеличивается до 15%. Для вычислений потребуется емкость контура. Узнать параметр можно по водомеру в процессе заполнения системы. Также его высчитывают, сложив объем всех узлов, труб, радиаторов и котла. Для расчета существуют онлайн-калькуляторы.
Более точное значение даст вычисление по формуле: V = V1 x Bt/(1-(Pmin/Pmax)), где:
- V – объем бачка;
- V1 – объем жидкости в контуре;
- Bt – коэффициент теплового расширения теплоносителя, находится по таблице;
- Pmin – заводское давление в баке;
- Pmax – максимальное давление в системе, определяется в момент срабатывания предохранительного клапана.
Правильно подобранный объем расширительного бака помогает продлить срок эксплуатации отопительной системы.
Требования и рекомендации по установке мембранного бака
Баки маленького объема монтируются на стену
Монтаж оборудования можно выполнить самостоятельно, следуя инструкции. При работе придерживаются требований по установке:
- Первый этап – выбор места. Необходимо обеспечить свободный доступ к резервуару для обслуживания. Удачным местом считается участок обратной магистрали между насосом и котлом.
- Для безопасности закрытого контура потребуется установка предохранительного клапана, воздухоотводчика, манометра и термометра.
- Перед входным патрубком устанавливают дренажный кран для спуска воды из емкости.
- На участке, соединяющем бачок и систему отопления, нельзя устанавливать фильтры.
- Перед подключением оборудования проверяют давление газового пространства. При необходимости подкачивают воздух.
- Бак не должен располагаться в помещении с минусовой температурой.
Резервуар надежно закрепляется на стене, при этом на него не должна оказываться дополнительная нагрузка. Модели большого объема монтируются на пол. Рекомендуется схема подключения с расположением входного патрубка снизу. Специалисты советуют выполнить разъемное соединение патрубка и сливного крана перед ним. В случае необходимости расширительный бак легко демонтируется.
Производитель указывает требования по количеству антифриза в составе теплоносителя. Нельзя превышать заявленные пропорции.
Правила выбора оборудования
Важно правильно выбрать объем бака, чтобы отрегулировать давление в системе
Основные характеристики мембранного бака, на которые ориентируются при покупке:
- объем;
- максимальное давление;
- материал мембраны и корпуса;
- рабочая температура.
Эти критерии обеспечат надежность работы отопления. Недостаточный или избыточный объем резервуара не позволит наладить нормальное давление в контуре. Тип и материал мембраны и корпуса влияют на срок эксплуатации оборудования. Качественная резина выдерживает большое количество циклов расширения и сжатия. Чтобы корпус не подвергался коррозии, он должен иметь защитное покрытие. Стоит учесть габариты изделия и продумать место монтажа. Специалисты советуют покупать изделия известных производителей. Низкая стоимость продукции часто является показателем использования низкосортных материалов.
Возможные поломки
При длительном использовании мембрана может лопнуть
Во время эксплуатации оборудования владельцам рекомендуется каждые полгода осматривать корпус на протечки и повреждения. Также необходимо измерять давление в газовой камере. Проверка состояния мембраны осуществляется 1 раз в 2 года. При длительном отсутствии эксплуатации из бачка сливают воду.
- Падение давления в газовом отсеке – необходимо подкачать через ниппель воздух с помощью насоса.
- Повреждение корпуса – механическое воздействие или коррозия могут вызвать появление трещины. Восстановить герметичность емкости можно в сервисном центре.
- Течь из воздушного клапана – из-за высоких нагрузок и горячей воды резина может потрескаться. Лучше вовремя выполнить замену испорченной детали.
Выполнить ремонт оборудования можно своими силами. Для замены мембраны потребуется слить воду, демонтировать емкость и сбросить давление. Затем откручивают болты фланца, удерживающие резиновую деталь. Старую мембрану вынимают, заменяют новой. Все процедуры проводят в обратной последовательности.
Популярные модели
Расширительные баки марки Вестер для ГВС и отопления выкрашены в красный цвет
Российская торговая марка Wester выпускает мембранные баки для холодного и горячего водоснабжения, а также отопления. Серия WRV предназначена для компенсации расширения теплоносителя. В нее вошли модели различной емкости – от 8 до 10000 л. Корпус изделий окрашен в красный цвет.
Wester WRV 50
Устройство применяется в системах отопления закрытого типа. Его объем составляет 50 л. расположение корпуса вертикальное, монтаж напольный. Модель производится из прочной углеродистой стали. Мембрана изготавливается из пищевой синтетической резины. Она сменная, поставить и зафиксировать новую эластичную деталь позволяет фланец на горловине бачка. Конструкция рассчитана на давление до 5 бар.
Wester WRV 200 top
Баки мембранные для отопления Wester wrv200 top изготавливаются из стали сложной вытяжки. Для разделения внутренней камеры используется термостойкая эластичная резина EPDM. Деталь сменная. Диапазон рабочей температуры от -10 до +100°C. Конструкция выдерживает давление до 10 бар, ее объем составляет 200 л. Размещение напольное.
Расширительный бак – простая по конструкции, но функциональная часть системы отопления. Предотвратит поломки, вызванные резким повышением давления. Его установка обеспечит безопасную и стабильную работу всех рабочих узлов.