Под флотацией понимается присоединение частиц флотируемой субстанции к границе раздела газовой и жидкой среды на молекулярном уровне, возникшее вследствие избыточного показателя свободной энергии поверхностных граничащих слоев и обусловленное смачиванием.
Флотационный принцип используется с целью очистки водных стоков от нерастворимых коллоидно-дисперсных частиц и растворенных примесей. Помимо этого, таким способом выделяется активный ил, полученный при биохимической очистке. Возможно комбинирование флотации с флокуляцией.
Флотация выгодно отличается от других методов очистки широким спектром использования, непрерывностью процесса, простотой применения, низкими эксплуатационными затратами, относительно высокой скоростью процесса, избирательностью выделяемых веществ, высоким качеством очистки и возможностью возвращения части устраняемых примесей. Помимо этого, сточные воды, очищаемые путем флотации, подвергаются аэрации, уничтожению микробов и уменьшению количества поверхностно-активных веществ.
Принцип метода флотации основан на процессе соединения плохо смоченных частиц и пузырьков газа. Образовавшийся комплекс всплывает, образуя пену, а затем удаляется.
Существует следующая закономерность: чем выше полярность жидкости, тем меньшей способностью к смачиванию твердых тел она обладает. Внешний показатель, отражающий данное правило, представлен разностью степеней полярности на границе между твердыми и жидкими фазами. Оптимальный показатель уровня поверхностного натяжения воды, при котором флотация наиболее эффективна, ограничен пределами 65 мН/м.
Краевой же угол отражает степень, с которой частицы, взвешенные в воде, могут смачиваться. Чем выше этот показатель, тем гидрофобнее частица, и, следовательно, легче она подвергается флотации.
Показатель смачиваемости, которой обладает поверхность взвешенной частицы, напрямую зависит от следующих факторов: присутствие в воде поверхностно-активных веществ и электролитов, а также наличие проявлений адсорбции.
Проще говоря, флотация обусловлена такими процессами: гидрофобная частица приближается к поднимающемуся вверх пузырьку воздуха, затем с ним слипается и уже образовавшийся комплекс «газ-частица» появляется на поверхности воды с образованием пены.