ФЛОТАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД "ЦИКЛОН-1" ЗАРУБИНА М.П. Российский патент 1999 года по МПК C02F1/24 B01D17/35 B03D1/14 

Изобретение относится к устройствам для флотационной очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров, взвешенных частиц и других загрязнителей и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, в пищевой, нефтяной, металлургической отраслях промышленности, на предприятиях энергетики, автотранспорта и других.

Известна "Установка для очистки сточных вод", описание изобретения к патенту РФ N 2050328, кл. C 02 F 1/24, опубликовано в БИ N 35, 20.12.95 г. (1).

Эта установка может быть принята в качестве ближайшего аналога.

Сущность аналога заключается в следующем.

Установка для очистки сточных вод содержит флотационную емкость с тангенциальными патрубками подвода очищаемой воды, сборник загрязнителей с патрубком отвода, аэратор, емкость очищенной воды с патрубком, соединенным с флотационной емкостью в нижней ее части, а патрубок отвода очищенной воды установлен в емкости очищенной воды и выведен на уровень подвода очищаемой воды с возможностью регулировки его по высоте, а сборник загрязнителей выполнен в виде шнека с принудительным приводом и установлен нижней частью в патрубке отвода загрязнителей.

Недостатком указанного аналога является некоторая сложность устройства, заключающаяся, например, в дополнительном механизме принудительного привода шнека для удаления загрязнителей из сборника, а также площадь, занимаемая под двумя емкостями - для неочищенной сточной воды и для очищенной воды.

Предлагаемый флотатор для очистки сточных вод "Циклон-1" позволит обеспечить высокое качество очистки сточных вод, повысить производительность процесса очистки, снизить энергетические затраты, уменьшить занимаемую производственную площадь.

Сущность предлагаемого флотатора заключается в следующем.

На фундаментном основании установлен вертикально цилиндрический металлический корпус, имеющий в нижней части остроугольной конической формы отстойник для шлама и взвешенных частиц, а в верхней части имеет тупоугольную коническую форму для лучшего перемешивания с воздухом поступающих на очистку стоков и постепенного уменьшения площади сбора флотошлама.

Внутри корпуса флотатора установлена неподвижно и концентрично вторая цилиндрическая металлическая емкость, приваренная к корпусу флотатора многими перемычками, установленными равномерно по окружности в два яруса - сверху и снизу. Внутренняя емкость в верхней части имеет форму тупоугольного конуса, а в нижней части - форму остроугольного усеченного конуса без днища.

В верхней части корпуса флотатора под коническую часть вмонтированы тангенциально две трубы для подвода неочищенных стоков; вводы этих труб установлены противоположно-радиально с двух сторон корпуса флотатора.

На определенном расстоянии, примерно, 0,3-0,35 высоты корпуса флотатора, ниже места подвода неочищенных стоков в кольцевом пространстве между стенок внутренней емкости и корпуса флотатора установлены неподвижно и концентрично друг другу две кольцевые трубы с перфорацией (аэраторы) для подвода сжатого воздуха на флотацию стоков.

В магистраль ввода неочищенных стоков также вмонтирована труба для подвода сжатого воздуха, который еще до ввода в корпус флотатора перемешивается со стоками и способствует интенсификации процесса флотации нефтепродуктов и жиров.

В процессе флотации флотошламы нефтепродуктов и жиров под воздействием пузырьков воздуха в корпусе флотатора поднимаются вверх в уширенную емкость для сбора флотошлама и по наклонной трубе отводятся, а очищенная вода опускается ламинарными потоками в нижнюю часть корпуса флотатора, при этом тяжелые взвешенные частицы оседают по стенкам корпуса в сборник тяжелого шлама и взвешенных частиц.

В самой верхней части внутренней емкости флотатора установлена труба для отвода очищенной воды и через эту трубу самоизливом очищенная вода поступает в канализацию, на оборотное водоснабжение или на следующую ступень очистки.

Перечень фигур на чертежах.

На фиг.1 изображена схематично конструкция предлагаемого флотатора в разрезе.

На фиг. 2 изображена схема подвода неочищенных стоков в флотатор.

На фиг.3 изображена схема подвода воздуха в два аэратора.

Предлагаемый флотатор для очистки сточных вод "Циклон-1" состоит из следующих агрегатов, узлов и деталей.

На четырех фундаментных основаниях 1 и стойках 2 установлен вертикально металлический цилиндрический корпус 3, имеющий в нижней части остроугольной конической формы отстойник для тяжелого шлама и взвешенных частиц; верхняя часть корпуса 3 имеет тупоугольную коническую форму для лучшего перемешивания воды с воздухом поступающих на очистку стоков и постепенного уменьшения кверху поверхности сбора флотошлама.

Внутри корпуса 3 флотатора установлена неподвижно и концентрично цилиндрическая металлическая емкость 4, приваренная к корпусу 3, например, шестнадцатью перемычками 5, установленными равномерно по окружности по восемь штук в двух ярусах - сверху и снизу емкости 4.

На определенном расстоянии, например, 0,3-0,35 высоты корпуса флотатора ниже места подвода неочищенных стоков в корпус 3 вмонтирована труба 6 для подвода воздуха в укрепленный по наружной поверхности емкости 4 кольцевой трубчатый с перфорацией аэратор и укрепленный по внутренней поверхности корпуса 3 аэратор 8 (фиг.1 и 3).

В верхней части корпуса 3 вмонтирована тангенциально труба 9 для подачи неочищенных стоков во флотатор на очистку. В трубу 9 вмонтирована труба 10 (фиг. 2) в форме полукольца, которая огибает снаружи корпус 3 и другим своим концом с противоположной стороны трубе 9 вмонтирована в корпус 3 и также тангенциально направляет поток неочищенных стоков в ту же сторону, что и труба 9 и тем самым закручивают массу воды в верхней части корпуса 3 и создают своеобразную воронку закручивания, способствуя разделению загрязнений на легкие и тяжелые фракции.

К верхней тупоугольной конической части корпуса 3 приварена труба 11 для отвода воздуха и загрязнителей из корпуса 3 флотатора, при этом труба 11 имеет значительно уширенную емкость 12 для сбора вспененных, и потому имеющих большой объем загрязнителей (флотошлама), которые самотеком удаляются по трубе 13, установленной наклонно к линии горизонта.

В самой верхней тупоугольной конической части емкости 4 соосно вмонтирована трубка 14 для отвода первоначально попавшего воздуха для предотвращения воздушной подушки.

Труба 15 предназначена для отвода очищенной воды из верхней части емкости 4, герметично вмонтирована в емкость 4 и проходит через стенку корпуса 3. Уровень воды в отводящей трубе 15 устанавливают примерно на 30 мм ниже уровня основания уширенной емкости 12.

В нижней конической части корпуса 3 вмонтирована труба 16 с вентилем 17 для периодического сброса тяжелого шлама, накапливающегося в процессе очистки сточных вод.

Предлагаемый флотатор для очистки сточных вод "Циклон-1" работает следующим образом.

Перед запуском в работу в корпус флотатора 3 заливают чистую воду до уровня сброса флотошлама.

Затем подают неочищенные стоки через трубу 9 и одновременно подают сжатый воздух от компрессора через трубы 6 и 9, а также аэраторы 7 и 8; по этому режиму работают при концентрации нефтепродуктов и жиров от 15 до 100 мг/л.

При малых концентрациях загрязнений воды нефтепродуктами и жирами до 15 мг/л в трубу 9, подающую неочищенные стоки, можно подавать воздух из атмосферы через эжектор, а на аэраторы 7 и 8 сжатый воздух не подают.

При больших концентрациях загрязнений в воде нефтепродуктами и жирами от 100 до 1000 мг/л в аэраторы 7 и 8 подают, например, раствор серно-кислого алюминия с воздухом через сатуратор.

В верхней конической части корпуса 3 флотатора, поступая через тангенциальные вводы, неочищенные стоки приобретают круговое движение и создают своеобразную воронку закручивания и интенсивно перемешиваются с пузырьками воздуха, и в этот момент происходит разделение загрязнителей на легкие (нефтепродукты и жиры) и тяжелые фракции (взвешенные частицы), при этом легкие фракции поднимаются вверх в воронку закручивания и устремляются к центру флотатора, а тяжелые взвешенные частицы под действием центробежных сил от воронки закручивания прижимаются к стенкам корпуса 3 и опускаются по стенке вниз с потоком очищенной воды. Достигая поперечных перемычек 5 между стенкой корпуса 3 и стенкой внутренней емкости 4 потоки воды разбиваются о перемычки 5 и дополнительно перемешиваются с пузырьками воздуха, что способствует лучшей флотации.

Перемычки 5 верхнего и нижнего ярусов одновременно способствуют переходу потока воды из турбулентного в ламинарный.

Флотошлам вместе с пузырьками воздуха интенсивно поднимается вверх по верхней конической поверхности корпуса 3 и собирается в уширенной емкости 12 и по мере накопления стекает по наклонной трубе 13. Отработанный после флотации воздух отводится по трубе 11.

По трубе 14 во избежание воздушной подушки отводится воздух из внутренней емкости 4 при первоначальном заполнении корпуса флотатора чистой водой перед запуском в работу флотатора.

Очищенная вода отводится из самой верхней части внутренней емкости 4 через трубу 15, проходя как-бы дополнительную очистку от взвешенных частиц при движении уже ламинарного потока воды снизу вверх из нижней части корпуса 3 флотатора.

Уровень воды, истекающей через отводящую трубу 15 устанавливают на 30 мм ниже уровня днища уширенной емкости 12 для сбора флотошлама, что обеспечивает самоизлив очищенной воды под напором непрерывно поступающего потока неочищенных стоков в верхнюю часть корпуса 3 флотатора.

Тяжелый шлам и взвешенные частицы при флотации стоков накапливаются в нижней конической части корпуса 3 флотатора и периодически отводятся через трубу 16 и вентиль 17.

Экспериментальный образец предлагаемого флотатора для очистки сточных вод "Циклон-1" недавно изготовлен и опробован на одном из предприятий г. Омска; обеспечивает качественную очистку сточных вод от нефтепродуктов, жиров и взвешенных частиц, способствует снижению ХПК, и гарантирует показатели качества воды, соответствующие предельно допустимым концентрациям указанных загрязнителей в очищенных сточных водах.

Для эффективной и оптимальной работы флотатора в зависимости от объема очищаемой воды и степени ее загрязнения производят гидротехнический расчет параметров каждого конкретного флотатора.

Литература
"Установка для очистки сточных вод", описание изобретения к патенту РФ N 2050328, кл. C 02 F 1/24, опубликовано в БИ N 35, 20.12.95 г.

Изобретение относится к устройствам для флотационной очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров, взвешенных частиц и других загрязнителей. На фундаментном основании установлен вертикально цилиндрический металлический корпус, имеющий в нижней части остроугольной конической формы отстойник для тяжелого шлама и взвешенных частиц, а в верхней части - тупоугольную коническую форму для лучшего перемешивания с воздухом поступающих на очистку стоков и постепенного уменьшения площади сбора флотошлама. Внутри корпуса флотатора установлена неподвижно и концентрично вторая цилиндрическая металлическая емкость, приваренная к наружному корпусу перемычками, установленными равномерно по окружности в два яруса. Внутренняя емкость в верхней части имеет форму тупоугольного конуса, а в нижней части - форму остроугольного усеченного конуса без днища. В верхней части корпуса флотатора под коническую часть вмонтированы тангенциально две трубы для подвода неочищенных стоков. Вводы этих труб установлены противоположно-радиально с двух сторон корпуса флотатора. На 0,3 - 0,35 высоты корпуса флотатора в кольцевом пространстве между внутренней емкостью и корпусом флотатора установлены концентрично друг другу два аэратора для подвода сжатого воздуха на флотацию стоков. В магистраль ввода неочищенных стоков вмонтирована труба для подвода сжатого воздуха. Результат изобретения: повышение качества очистки, производительности процесса. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Флотатор для очистки сточных вод, содержащий флотационную емкость с тангенциальным подводом очищаемой воды, сборник флотошлама с патрубком отвода, аэратор, патрубки отвода очищенной воды и шлама, отличающийся тем, что он содержит установленный вертикально на стойках на фундаментное основание металлический цилиндрический корпус, имеющий верхнюю часть (крышку) в форме тупоугольного конуса, переходящую вверх в цилиндрическую трубу для отвода воздуха после флотации, имеющую уширенную часть для сбора и отвода флотошлама, а в нижней части корпус флотатора имеет остроугольной конической формы отстойник для тяжелого шлама и взвешенных частиц, установленную неподвижно и концентрично во внутрь корпуса флотатора емкость для сбора очищенной воды, имеющую цилиндрическую форму, а в верхней части тупоугольной конической формы крышку, внизу переходящую в остроугольной конической формы стенку без днища, установленные в верхней части корпуса флотатора противоположно-радиально друг другу два тангенциальных патрубка для ввода неочищенной воды, два аэратора в форме трубчатых колец с перфорацией, установленных ниже уровня ввода неочищенных стоков на 0,3 - 0,35 высоты корпуса флотатора концентрично друг другу соответственно по внутренней стенке флотатора и по наружной стенке емкости для очищенной воды, отводящую трубу для очищенной воды, при этом забор очищенной воды производят из самой верхней части емкости для очищенной воды, а для предотвращения образования воздушной подушки, в верхнюю часть емкости для очищенной воды установлена неподвижно трубка для выхода воздуха. 2. Флотатор по п.1, отличающийся тем, что при очистке сточных вод с содержанием нефтепродуктов и жиров от 100 до 1000 мг/л в аэраторы подают, например, раствор сернокислого алюминия с воздухом через сатуратор. 3. Флотатор по п.1, отличающийся тем, что при очистке сточных вод с содержанием нефтепродуктов и жиров до 15 мг/л в трубопровод подачи неочищенной воды подают атмосферный воздух через эжектор, при этом на аэраторы сжатый воздух не подают.