Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1987 года по МПК C02F1/24 C02F1/24 C02F101/32 C02F103/00 

Изобретение относится к очистке сточных вод от жиров, масел, нефти и других примесей.

Цель изобретения -- повышение эффективности очистки флотацией за счет увеличения количества растворенного в воде воздуха. На фиг.1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.1 (в варианте с полой диафрагмой); на фиг.З - вид Б на фиг.4. .

Устройство содержит насос 1, всасывающий и напорный трубопроводы 2 и 3, воздушный эжектор 4, состоящий из конфузора 5, горловины 6., диффузора 7 и патрубка 8 подсоса воздуха, и флотационную камеру 9. Срез конфузора 5 утоплен в горловину 6 на стояние 0,01 - 1 диаметра горловины. Длина горловины 6 составляет 15-30 ее диаметров при отношении проходных сечений конфузора 5 и горловины 6 соответственно 0,6 - 0,2.

На срезе конфузора 5 установлена диафрагма 10 с каналами 11 треугольного сечения.

Диафрагма 10 может быть выполнена полой (фиг.4) и соединена с патрубком 8 подсоса воздуха. В этом случае на стороне диафрагмы обращенной к горловине, выполняются отверстия 12 для подачи воздуха между струйками зкидкости, вытекающими из каналов 11.

Устройство работает следующим образом.

Из приемного резервуара по всасывающему трубопроводу 2 насосом 1 сточная жидкость перекачивается в приемное отделение флотационной камеры 9 по напорному трубопроводу 3. Сточная жидкость ускоряется в конфу- зоре 5 воздушного эжектора 4, вследствие чего давление в области среза конфузора понижается,, В область пониженного давления через патрубок 8 подсоса воздуха всасывается воздух. Струя жидкости, окруженная воздухом. Входит в горловину 6„ В горловине оба потока перемепгиваются и однородная смесь газовых пузырей и жидкости замедляется зат,ем в диффузоре 7, где воздух сжимается до давления в 2-3 атм и насыщает жидкость. Полученная смесь тонкоизмельченных пузырьков газа со сточной жидкостью поступает во ф,потационную камеру, где оказывается под пониженным давлением. Воздух выделяется в виде микропузырьков и выносит загрязнения в пенный слой. 06- разуюр:1ийся щлам удаляется известными способами.

Указанные параметры элементов воздушного эжектора обеспечивают КПД установки 30 - 40% и объемный расход всасываемого воздуха, составляющий 0,8-1,2 объемного расхода прокачиваемой жидкости. Однако размеры образую- пщхся пузырьков воздуха оказываются недостаточными для извлечения мелкодиспергированных примесей и жировых взвесей, составляющих до 50% от начальной концентрации жира в сточной воде. Для того, чтобы устранить указанный недостаток, жидкость подается в горловину через каналы треугольного сечения с площадью 1-2 мм . При

этом в горловине происходит более тщательное и тонкое перемешивание жидкости и газа вследствие более мелкого распьша струей жидкости и более высоких частот процесса их разрушения.

Пропускание воздушных струек в пространстве между струйками жидкости еще более интенсифицирует процесс за счет увеличения относительной скорости движения газа и жидкости. Интенсивное

вихревое перемешивание жидкости и газ,а по мере приближения к диффузору и в самом иффузоре приводит к схлопыванию мельчайших пузырьков газа в области повышенного давления с выделением механической и тепловой энергии. Под воздействием пульсаций схлопывания и температуры происходит коагулирование или взбивание даже очень мелкодиспергированных частиц примесей в более

крупные частицы, способные в дальнейшем к флотации.

Диапазон,параметров устанавливают экспериментально и обосновывается следующим образом.

Если срез конфузора не утоплен в горловину, воздух плохо всасывается эжектором и, следовательно, мало га- зонасьш),ение жидкости. Если срез конфузора утоплен в горловину на расстояние, большее диаметра горловины, то при достаточном подсосе ухудшается перемешивание газа с жидкостью, поскольку происходит формирование газового потока и его разрушающее действие на струю жидкости уменьшается.

Использование горловин, длина которых превы1чает оптимальную, приводит к повьш1ению потерь на трение в

3132

горловине и снижению КПД эжектора. Короткая длина горловины не обеспечивает полное перемешивание при уменьшении количества подсасываемого воз- духа,

Между длиной горловины и отношением проходных сечений А конфузора и горловины существует обратная связь. При А 0,2 - 0,3 оптимальная относительная длина горловины должна быть больше, чтобы обеспечить эффективное перемещение большого количества род- сасываемого воздуха, и, наоборот, с ростом А оптимальная длина горловины уменьшается, поскольку уменьшается количество подсасываемого воздуха.

Экспериментально установлено, что треугольная форма струек жидкости обеспечивает более короткие участки разрушения, а оптимальная площадь сечения отдельной струйки на выходе из диафрагмы составляет 1 - 2 мм . Таким образом, организация истечения жидкости из конфузора в виде совокупности отдельных струек с подсосом воздушных струек в пространстве между Ними приводит к распылу жидкости на конгломерат мелких капель с поверхностью во много раз большей, чем поверхность крупных капель, на кото- рую распадается одна струя большого радиуса.

Гомогенная смесь газовых пузырьков и мелких капель с хорошо развитой поверхностью контакта обеспечивает интенсивное насыщение жидкости газом в диффузоре и соответственно более высокую эффективность флотации.

Отклонение от указанных диапазонов параметров приводит либо к умень- шению КПД установки, либо к уменьшению количества всасываемого воздуха, либо к тому и другому одновременно. В оптимальном диапазоне параметров многоструйное истечение жидкости в горловину, дополняемое подсосом газа между струйками ясидкости, способствует лучшему насьш1;ению жидкости газом с образованием водовоз ;ушной эмульсии и создает условия для флотации мелкодисперсной примеси.

Пример 1. Диаметр среза конфузора 3 мм, площадь проходного сечения конфузора 7,065 мм.

Диаметр горловины 4,25 мм, пло- щадь проходного сечения горловины 14,18 мм . Отношение проходных сече14

НИИ конфузора и горловиНы составляет 0,5.

Срез конфузора утоплен в горловину на расстояние 1 мм. Длина горловины 85 мм,соответствует 20 диаметрам горловины.

Пример 2. Диаметр среза конфузора 8,6 мм. В диафрагме конфузора выполнено 18 треугольных отверстий площадью. 1,5 мм, площадь проходного сечения конфузора 27 мм.

Диаметр горловины 12 мм, площадь проходного сечения горловины 113 мм Отношение проходных сечений конфузора и горловины составляет 0,24.

Срез конфузора утоплен в горловину на расстояние 3 мм. Длина горловины 300 мм соответствует 25 диаметрам горловины.

Устройство характеризуется высокими КПД, газонасьш ением и степенью извлечения примесей (95%), что в целом приводит к существенному повьшгению эффективности очистки сточных вод от жировых, нефтяных, масляных и других легких загрязнений.

Формула изобретения

1.Устройство для очистки сточных ВОД, содержащее насос, всасывающий

и напорный трубопроводы, воздушный эжектор, состоящий из конфузора, горловины, диффузора и патрубка подсоса воздуха, и флотационную камеру, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки флотацией за счет увеличения количества растворенного в воде воздуха, срез конфузора утоплен Б горловину на расстояние 0,0 - 1 диаметра горловины, а длина г.орловины составляет 15 - 30 ее диаметров при отношении площадей проходных сечений конфузора и горловины соответственно 0,6 - 0,2.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что конфузор снабжен диафрагмой с каналами треугольного сечения, установленной на срезе конфузора.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т- личающееся тем, что диафрагма выполнена полой и соединена с патрубком подсоса воздуха, а на стороне диафрагмы, обращенной к горловине, выполнены отверстия, расположенные между каналами.

ВадА

10

Фиг.д

Изобретение относится к очистке проь&шшенных сточных вод от жиров, нефти, масел и других легких примесей. Дель изобретения - повьшение эффективности очистки флотацией за счет увеличения растворенного в воде воздуха. Устройство включает всасьшающий 2 и напорный 3 трубопроводы, насос 1, флотационную камеру 9 и воздушный эжектор 4. Срез конфузора 5 воздушного эжек тора утоплен в горловину 6 на расстояние 0,0 - 1 диаметра горловины, а длина г.орловины составляет 15 - 30 ее диаметров при отношении проходных сечений конфузора и горловины соответственно 0,6 - 0,2. На срезе конфузора 5 может быть установлена диафрагма с каналами треугольного сечения. Диафрагма может быть выполнена полой и соединена с патрубком 8 подсоса воздуха, а на стороне диафрагмы, обращенной к горловине, выполняптся отверстия. Очищаемая жидкость перемешивается с воздухом в горловине эжектора 4, насьш1ается воздухом в диффузоре 7 эжектора и поступает в флотационную камеру 9. Степень гаэо- насыщения и качество водоиоздушной эмульсии повышаются при многоструйном истечении жидкости и воздуха соответственно через каналы и отверстия в диафрагме. 2 з.п.ф-лы, 5 ил. .I п i «Л 00 ND О5 СО Фиг.

W

BudS

Фиг.5

фиг. ft

Редактор Н. Гунько

Составитель Г. Месхи Техред А.Кравчук

Заказ 2717/16

Тираж 851Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Юекмар