ФЛОТАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2001 года по МПК C02F1/24 C02F1/24 C02F101/32 

Предлагаемое изобретение относится к способам и аппаратам очистки сточных вод, а более конкретно к флотационным установкам для очистки сточных вод.

Известны флотационные установки для очистки сточных вод, основанные на механическом, пневмомеханическом, пневматическом, электролитическом способах аэрации (Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Химия, 1988, с. 60-75). Существенным недостатком таких установок является невысокая вероятность столкновения частиц примесей с пузырьками воздуха, что приводит к недостаточно высокой степени очистки сточных вод флотацией.

Известны также флотационные установки для очистки сточных вод напорного типа, в которых аэрация воды происходит за счет выделения растворенных газов в виде пузырьков, причем непосредственно на частицах примесей (Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод: флотация и сгущение осадков. - М.: Химия, 1992, с. 80-90). Существенным недостатком таких установок является медленная скорость подъема комплексов частица - пузырек, что приводит в конечном счете к невысокой степени очистки сточных вод от гидрофобных примесей, например, нефтепродуктов, жиров, масел и т.п.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является флотационная установка, включающая сатуратор для насыщения воды воздухом, соединительный трубопровод, флотокамеру с входным и выходным патрубками, пеносъемным устройством и расположенным внутри камеры блоком тонкослойного осветления и устройством регулирования уровня очищаемой воды, фильтр доочистки с расположенными внутри решетками и с входным и выходным патрубками (Патент РФ 2091316, МКИ C 02 F 1/24, пр. от 10.01.96 г., выд. 27.09.97 г.).

Существенным недостатком этой установки является невысокая скорость подъема комплексов частица - пузырек и, как следствие, невысокая степень очистки сточных вод.

Предлагаемая флотационная установка включает сатуратор, соединительный трубопровод, флотокамеру с входным и выходными патрубками, пеносъемным устройством и расположенным внутри флотокамеры блоком тонкослойного осветления и устройством регулирования уровня очищаемой воды, фильтр доочистки с расположенными внутри решетками и с входным и выходным патрубками, при этом отличительной особенностью предлагаемой флотационной установки является то, что на входе соединительного трубопровода установлены источники неоднородного магнитного поля, а на выходе теплообменник и при этом внутри флотокамеры дополнительно установлен второй по ходу движения очищаемой жидкости блок тонкослойного осветления, снабженный сеткой, установленной на входе в этот блок, причем за сеткой между полками блока размещены шарообразные частицы и при этом верхняя решетка фильтра имеет гидрофобную поверхность, причем внутри сатуратора размещена магнитная насадка, а отношение расстояний между полками первого и второго блоков составляет от 1:1 до 5:1.

Существенным отличием предлагаемой флотационной установки от известной является наличие на входе соединительного трубопровода источников неоднородного магнитного поля, например постоянных магнитов, установленных на диаметрально противоположных стенках трубы. При этом в газонасыщенной жидкости, движущейся в неоднородном магнитном поле, происходит повышение концентрации паромагнитных веществ, например кислорода, что способствует в дальнейшем повышению эффективности очистки сточных вод. На выходе соединительного трубопровода газонасыщенную жидкость подогревают с помощью установленного на трубопроводе теплообменника, что способствует более полному выделению растворенных газов из жидкости и, следовательно, образованию большего количества пузырьков, увеличивающих вероятностную характеристику извлечений загрязняющих веществ из очищаемой жидкости.

Другим существенным отличительным признаком предлагаемой флотационной установки является наличие дополнительно установленного второго блока тонкослойного осветления для улавливания мельчайших пузырьков воздуха с налипшими на них загрязнениями, причем расстояние между полками этого блока мало по отношению к расстоянию между полками первого по ходу движения очищаемой жидкости и это соотношение составляет от 1:1 до 1:5 соответственно. Существенное значение имеет также наличие сетки на воде во второй блок с помещенными за ней гидрофобными шарообразными частицами между полками блока. Кроме того, важное значение имеет наличие в фильтре верхней решетки с гидрофобной поверхностью, отталкивающей гидрофобные загрязнения, например жиры, нефтепродукты, масла и т.п., а также размещение магнитной насадки в сатураторе.

На чертеже изображена флотационная установка, которая состоит из сатуратора 1 с входным патрубком 2 исходной (грязной) сточной воды и входным патрубком 3 для подачи воздуха и с размещенной внутри сатуратора магнитной насадкой 4, соединительного трубопровода 5 с источниками неоднородного поля (постоянными магнитами) 6 на его входном участке и теплообменником 7 на выходном участке трубопровода, флотокамеры 8 с входным патрубком 9, первым блоком тонкослойного осветления 10, пеносъемным устройством 11, со вторым блоком тонкослойного осветления 12, имеющим на входе сетку 13 с размещенными за ней между полками блока шарообразными гидрофобными частицами 14, устройством регулирования пены 15, фильтром 16 с входным патрубком 17 и решетками 18 и 19, а также с выходным патрубком 20. Буквами на чертеже обозначено: ГВ - грязная вода, ОВ - очищенная вода, УЗ - уловленные загрязнения (пенный продукт), В - воздух.

Флотационная установка работает следующим образом. Исходная (грязная) сточная вода поступает через патрубок 2 в сатуратор 1, в котором, проходя через слой магнитной насадки 4, смешивается с сжатым воздухом, поступающим через патрубок 3 и далее поступает в соединительный трубопровод 5, где на начальном участке подвергается воздействию неоднородного магнитного поля, создаваемого источниками (магнитами) 6. На конечном участке трубопровода насыщенная воздухом вода нагревается в теплообменнике 7 и нагретая поступает во флотокамеру 8 (нагретая до 40-50 градусов Цельсия) через входной патрубок 9, выполняющий функцию дросселирующего устройства. Из нагретой воды интенсивно выделяются пузырьки воздуха, причем непосредственно на частицах (каплях) примесей. Образующиеся флотокомплексы частица - пузырек всплывают, образуя пенный слой, который удаляется пеносъемным устройством 11. Комплексы с малой подъемной силой вместе с потоком воды попадают в первый блок 12 тонкослойного осветления, где в стесненных условиях происходит коалесценция пузырьков воздуха и, вследствие этого, увеличение подъемной силы этих комплексов. Далее очищаемая сточная вода попадает во второй блок 13 тонкослойного осветления, предварительно проходя через сетку 14 с гидрофобной поверхностью и затем через регулирующее устройство уровня жидкости 15 и через входной патрубок 17 попадает в фильтр 16, проходя через решетку 18 с гидрофобной поверхностью и далее через угольную загрузку, удерживаемую нижней решеткой 19. Осветленная вода выводится из фильтра через выходной патрубок 20.

Эффективность предлагаемой флотационной установки при очистке сточных вод от гидрофобных примесей, например по нефтепродуктам, составляет 98,0 - 99,7%, а эффективность известной не превышает 96 - 97%.

Изобретение относится к очистке сточных вод, а более конкретно к флотационным способам и аппаратам для очистки сточных вод. Заявленная флотационная установка включает сатуратор, соединительный трубопровод, флотокамеру, фильтр доочистки. Внутри флотокамеры расположены блоки тонкослойного элемента и устройство регулирования уровня очищаемой воды, причем второй, по ходу движения очищаемой жидкости, блок тонкослойных элементов снабжен сеткой. За сеткой между полками блока размещены гидрофобные шарообразные частицы. Отношение расстояний между полками первого и второго блока составляет от 1:1 до 5:1. На входе соединительного трубопровода установлены источники неоднородного магнитного поля, а на выходе - теплообменник. Верхняя решетка фильтра имеет гидрофобную поверхность. Сатуратор выполнен в виде колонны с размещенной внутри магнитной насадкой. Технический результат - повышение эффективности очистки сточных вод. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Флотационная установка, включающая сатуратор, соединительный трубопровод, флотокамеру с входным и выходным патрубками, пеносъемным устройством и расположенным внутри флотокамеры блоком тонкослойного осветления и устройством регулирования уровня очищаемой воды, фильтр доочистки с расположенными внутри решетками и входным и выходным патрубками, отличающаяся тем, что на входе соединительного трубопровода установлены источники неоднородного магнитного поля, а на выходе - теплообменник и при этом внутри флотокамеры дополнительно установлен второй, по ходу движения очищаемой жидкости, блок тонкослойного осветления, снабженный сеткой, установленной на входе в этот блок, причем за сеткой между полками блока размещены гидрофобные шарообразные частицы и при этом верхняя решетка фильтра имеет гидрофобную поверхность. 2. Флотационная установка по п.1, отличающаяся тем, что сатуратор выполнен в виде колонны с размещенной внутри магнитной насадкой. 3. Флотационная установка по п. 1, отличающаяся тем, что отношение расстояний между полками первого и второго блоков составляет от 1:1 до 5:1.