Флотационный аппарат для очистки сточных вод Советский патент 1990 года по МПК C02F1/24 B01D17/35 C02F1/24 C02F101/30 C02F101/32 C02F103/00 

.Изобретение относится к очистке методом напорной флотации сточных вод, содержащих взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ, жиры, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, например в металлургической, машиностроительной, энергетической, масло-жировой, а также для очистки природных и бытовых сточных Еод городского и коммунального хозяйства.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки сточных вод и компактности аппарата.

На фиг. 1 представлен аппарат,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Флотационный аппарат для очистки сточных вод содержит корпус 1 с горизонтальным или пирамидальным днищем 2 с расположенными в нем входным трубопроводом 3 для подачи под давлением водовоздушной смеси, камерой 4 сатурации с размещенной в ней системой сатурации, выполненной из отдельных трубчатых секций 5, установленных в шахматном порядке и соединенных между собой по последовательной, параллельной или последовательно-параллельной схемам входными и выходными патрубками 6 и 7, установленными; на разных концах трубчатой секции 5 и направленными в противоположные стороны вращения относительно оси корпуса трубчатой секции 5. Например, если входной патрубок 6 трубчатой секции 5 направлен по часовой стрелке, то выходной патрубок 7 направлен против часовой стрелки и наоборот. Причем, количество трубчатых секций 5 и схема их соединения определяются в зависимости от расчетного расхода сточных вод, времени требуемого контакта (до 20-30 с), давления подаваемой водовоздушной смеси и местных условий, а сами трубчатые секции 5 изготавливаются из стальных труб, при этом могут размещаться как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. На выходных патрубках 8 трубчатых секций 5, являющихся последними по ходу движения водовоз- душйой смеси перед ее выходом в корпус 1 флотационного аппарата, установлены редуцирующие коноидальные насадки 9, направленные в противоположную сторону от входа в камеру 10.осветления, а напротив каждой редуцирующей коноидальной насадки 9 установлены параболические струегасящие отражатели 11. При этом редуцирующие коноидальные насадки 9 имеют форму внутренней поверхности, близкую к форме струи, истекающей из отверстия под давлением, и расположены на глубине 50-150-мм от уровня воды в корпусе. Причем камера 4 сатурации и камера 10 осветления разделены перфорированной перегородкой 12, служащей для выравнивания потока жидкости по поперечному сечению корпуса 1 аппарата.

Камера 10 осветления содержит блоки 13 наклонных элементов, вертикальные зоны 14 и 15, ограниченные уплотнительными перегородками 16, патрубок 17 для отведения осадка- из камеры 10 осветления, расположенный в днище 2. Причем над камерой 4 сатурации и камерой 10 осветления установлены устройства 18 и 19 для сбора пенного продукта. На входе в каQ меру 10 осветления установлена перегородка 20, перекрывающая движение водовоздушной смеси вне блоков 13 наклонных элементов (т.е. над блоками 13, между блоками 13 и под блоками

5 13 наклонных элементов), а на выходе из камеры 10 осветления установлена перегородка 21, аналогичная по назначению перегородке 20 и отделяющая вертикальные зоны 14 и 15 от водопри0 емной камеры 22, содержащей лоток 23 для сбора очищенной жидкости и патрубок 24 для отведения осветленной жидкости. Причем перегородки 20 и 21 несколько перекрьюают сечение бло5 ков 13 наклонных элементов, обеспечивая при этом надежность уплотнения. Кроме того, перегородка 21 в сечении против блоков 13 может быть выполнена перфорированной.

Q Аппарат работает следующим образом.

Исходная водовоздушная смесь под давлением из входного трубопровода 3 череэ входные патрубки 6 подается в трубчатые секции 5, приобретая при этом вращательное движение за счет тангенциального ввода водовоздушной смеси под давлением. При этом в условиях интенсивного турбулентного

Q перемешивания происходит ускоренное растворение газа. Проходя один за другим трубчатые секции 5, водовоз- душная смесь меняет свое винтообразное движение на противоположное за

5 счет того, что тангенциальные патрубки 6 и 7 на входе и выходе из каждой секции 5 направлены в противоположные стороны, и выходит из вы- ходны х. тангенциальных патрубков 8 трубчатых секций 5, последних по ходу движения водовоздушной смеси перед ее выходом в корпус 1 флотационного аппарата, через редуцирующие на- садки 9. При этом за счет падения давления, происходящего практически без гидравлических потерь, из водовоздушной смеси начинает вьщеляться растворенный в ней воздух, флотируя взвешенные в ней вещества.

0

5

5

После выхода из редуцирующих ко-

нойдальных насадков 9 компактная струя ударяется о струегасящие отражатели 11 и меняет свое направ- ление движения на противоположное (причем, при необходимости в камеру 4 сатурации могут добавляться коагулянты и флокулянты). Компактна струя, теряя свою кинетическую энергию и расширяясь, равномерно распределяется по сечению сатураторной камеры 4. При этом поток жидкости обтекает трубчатые секции 5, установк которых в шахматном порядке обеспечвает перемешивание потока, что, в свою очередь, способствует хлопьеоб разованию мелкодисперсных частиц загрязнений и пузырьков выделяющегося воздуха, выполняя тем самым функции камеры хлопьеобразования. Одновременно происходит дополнительное равномерное распределение воды по сечению сатураторной камеры 4. Часть взвешенных частиц, захваченных выделившимся из воды воздухом, всплывает на поверхность камеры 4 сатурации, откуда удаляется устройством 18 для сбора пенного продукта. При проходе через перфорированную перегородку 12 жидкость равномерно распределяется цо поперечному сечению потока камеры 10 осветления. После чего вода поступает в блоки 13 наклонных элементов камеры 10 осветления, где при ламинарном режиме происходит ее окончательное (тонкое) разделение. Всплывающие вещества по наклонным элементам блоков 13 поднимаются вверх, достигают вертикальной зоны 14, по которой, двигаясь вверх, как наиболее легкая фракция, собираются на поверхности камеры 10 осветления, откуда удаляются устройством 19 для сбора пенного продукта. В это время оседающие вещества по наклонным элементам блоков 13 сползают вниз, достигают вертикальной зоны 15, по которой, падая под действием силы тяжести, достигают днища 2 камеры 10 осветления, откуда н епрерывно или ,периодически удаляются через патрубок 17 по трубопроводу с задвижкой(не показаны). Осветленная жидкость, выходя из блоков 13 наклонных элементов, поступает в водоприемную камеру 22 и через лоток 23 и патрубок 24 отводится за пределы аппарата. На этом

8756

процесс очистки заканчивается и продолжается с новыми порциями сточной -- жидкости в таком же порядке.

Технико-экономические преимущества предлагаемого аппарата состоят в следующем. Повышается эффективность очистки сточных вод за счет применения для редуцирования коноидаль- IQ ных насадок, обеспечивающих за счет минимального гидравлического сопро-. тивления максимальную скорость истечения струи и, следовательно, максимальное число образующихся пузырь- )5 ков газа и эффективность флотации. При этом повышение эффективности очистки сточных вод можно достичь и при снижении давления в системе сатурации, что упрощает конструкцию аппа- 20 рата.

Достигается компактность аппарата и снижается площадь, занимаемая им, за счет размещения системы сатурации, выполняющей роль напорных баков, не- 25 посредственно в корпусе флотационного аппарата, что позволяет при этом исключить трубопроводы, соединяющие напорный бак и флотационный аппарат. Все это позволяет снизить стоимость 3G флотационного аппарата. При этом по- вьш1ается эффективность очистки сточт ных вод, снижаются габариты системы сатурации, выполняющей роль напорных баков, за счет увеличения скорости растворения газа в воде. Так, если в обычном напорном баке время пребывания сточных вод, необходимое для полного растворения газа, составляет 3-10 мин, то в предлагаемом 0 аппарате при условии повышения эффективности очистки сточных вод это время снижается до 20-30 с. Улучшается коэффициент использования геометрического объема трубчатых секций для д-растворения газа за счет интенсификации турбулентности потока водовоз- душной смеси.

Кроме того, последовательная схема соединения трубчатых секций ведет Q к более полному растворению газа в воде, а параллельная схема соединения трубчатых секций позволяет снизить потери напора водовоздушной смеси. Интенсивность растворения га- г з-а усиливается также за счет проти- воположных направлений врещения жидкости в каждой трубчатой секции системы сатурации. Уменьшается глубина - вспльтания и время всплывания пенно-

5

to продукта н, следовательно, время Пребывания сточных вод в камере ос- : етления за счет установки блоков |1аклонных элемен гов. Улучшается эффективность флотации за счет сни- сения глубины размещения редуцирую- цей насадки под уровень жидкости )0-150 мм, а также обеспечивается 111инимум гидравлических потерь при истечении жидкости через редуци- |)ующую гидравлическую насадку, при обеспечиваются минимальные потери энергии при редуцировании ,водопоздушной смеси.

ормула изо бре тения

1. Флотационньй аппарат для очист- :и сточных вод, содержащий корпус с трубопроводом для подвода водовоздуш- ой смеси и патрубком отвода освет- (енной жидкости, последовательно рас- га ложенные камеры сатурации и освет- Jreния, последняя из которых снабжена (шоками НЙ.КЛОННЫХ элементов, и уст0

5

Q 5

ройство для сбора пенного продукта, о.тличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности очистки сточных вод и компактности аппарата, он снабжен установленными в камере сатурации в шахматном порядке трубчатыми секциями, соединенными между собой входными и выходными тангенциальными патрубками, и параболическими струегасящими отражателями, расположенными вдоль стены камеры сатурации, противоположной стене камеры осветления, при этом выходные патрубки, трубчатых секций, последних по ходу движения водовоздуш- ной смеси, снабжены редуцирующими коноидальными насадками, направленными- в сторону струегасящих отражателей.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса растворения газа, входные и выходные патрубки трубчатых секций направлены в противоположные стороны..

Изобретение относится к очистке методом напорной флотации сточных вод, содержащих взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ, жиры, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. Цель - повышение эффективности очистки сточных вод и компактности аппарата. Флотационный аппарат (ФА) для очистки воды содержит корпус с горизонтальным или коническим днищем с расположенными в нем входным трубопроводом для подачи под давлением водовоздушной смеси, камерой сатурации, содержащей отдельные трубчатые секции (ТС), установленные в шахматном порядке и соединенные между собой входными и выходными тангенциальными патрубками, направленными в противоположные стороны. Причем ТС могут размещаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях. На выходных патрубках ТС, последних по ходу движения водовоздушной смеси перед ее выходом в корпус ФА, установлены на глубине 50-150 мм от уровня жидкости в корпусе ФА редуцирующие коноидальные насадки, направленные в противоположную от входа в камеру осветления сторону, а напротив каждой редуцирующей коноидальной насадки установлены параболические струегасящие отражатели. Камера сатурации и камера очистки разделены перфорированной перегородкой. Камера очистки содержит блоки наклонных элементов, вертикальные зоны, ограниченные уплотнительными перегородками, и патрубок для отведения осадка из аппарата, расположенный в днище. При этом над камерой сатурации и над камерой осветления установлены устройства для сбора пенного продукта. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

8 1д

S 3

11 9

5 1

7 J2 20

rr-j

21 22 М

Фиг. 1

//

, . ,

12 20 16 1321 22 23

б

Фиг. I

П