Проведенные нами длительные испытания и внедрение комбинированной флотационной техники показало на эффективность ее применения [1–35]. Особенно большой интерес вызывает использование флотокомбайнов [34]. Для их эффективного применения следует рассмотреть моделирование процессов очистки воды, которое имеет большое значение для их практического использования. В первую очередь рассмотрим основные стадии процессов, происходящих в рабочем пространстве флотокомбайна, при очистке сточных вод. Схема флотокомбайна, разработанного нами, представлена на рис. 1.
Флотокомбайн для разделения иловой смеси включает корпус 1, на внешней стороне которого находятся патрубки для подачи иловой смеси 2, отвода осветленной воды 3, вывода пенного продукта 5, эжектора 19 с выводным патрубком флотошлама 9, гидроциклона 8 с выводным патрубком сгущенного продукта 10 и отводным патрубком жидкой фазы 7, отвода сгущенного флотошлама 11, осветленной жидкости 6, вывода осадка 12, подачи рабочей жидкости 21, с дополнительно установленными на внешней стороне блоком обезвоживания осадка 13, состоящим из внутренней камеры 14 и внешних управляющих устройств 15, обжимного хомута 16 и поддона 17 для сбора фильтрата. При этом внутри флотокомбайна расположены перфорированные перегородки 20 и устройство регулирования очищенной воды 18.
Принцип работы флотокомбайна заключается в следующем. Исходная иловая смесь через патрубок 2 поступает в корпус 1 флотокомбайна, где происходит ее смешение с рабочей жидкостью, поступающей через патрубок 21. В результате смешения этих потоков происходит образование флотокомплексов «хлопья активного ила-газовые пузырьки», содержащиеся в рабочей жидкости. Образовавшиеся флотокомплексы с большими пузырьками порядка 1 мм и более достаточно быстро всплывают в пенный слой, а флотокомплексы с меньшим размером газовых пузырьков, называемые микрофлотокомплексами, увлекаются потоком очищаемой жидкости, которая далее фильтруется через перфорированные перегородки 20. При прохождении через перфорации микрофлотокомплексы коалесцируют, объединяясь в более крупные флотокомплексы, и далее всплывают в пенный слой, который собирается в пенном желобе 4 и далее выводится через патрубок 5. После этого флотошлам всасывается в эжектор 19, где под действием сжатого воздуха происходит разрушение пенного продукта и превращение его в жидкость, содержащую исходные загрязнения. После эжектора жидкость направляется в гидроциклон 8, где происходит ее разделение на сгущенный концентрат активного ила и очищенную жидкость. Далее сгущенный концентрат по трубопроводу 11 поступает во внутреннее пространство 14 блока 13, в котором размещается мешок из синтетической ткани. Под действием внешних усилий от управляющих устройств 15 происходит обезвоживание осадка, находящегося в мешке. При этом от осадка отжимается фильтрат, который собирается в поддоне 17, а обезвоженный осадок удаляется вместе с мешком.