Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1991 года по МПК C02F1/24 C02F1/24 C02F101/00 C02F103/00 

Изобретение относится к флотационной обработке сточных вод и может быть использовано в судовых энергетических установках.

Известны устройства для флотационной очистки сточных вод, применяемые на судах и береговых установках, представляющие собой напорный резервуар барботажного типа со сферическим и плоским днищем, в который загрязненная вода закачивается насосом и в котором происходит насыщение жидкости воздухом с последующим изъятием частиц загрязнений, их объединением с помощью всплывающих пузырьков воздуха.

Известные устройства характеризуются недостаточным качеством очистки загрязненных вод, что обусловлено низкой растворимостью воздух (30% от теоретически возможного) из-за небольшой поверхности взаимного соприкосновения жидкости с воздухом, складываемой из суммарной поверхности барботируемого воздуха и открытой поверхности жидкости; возможностью дробления большого количества загрязнений (разбиваемых лопастями насоса из-за большой скорости их вращения) в тонкодиспергируемое и эмульгированное состояние, отсутствие их контакта с пузырьками воздуха и, соответственно, вынос частиц с потоком очищенной воды.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее резервуар, внутри которого установлен распределитель сточной воды (напорная распределительная труба), выполненный с отверстиями, обращенными к поверхности жидкости, и трубы для подачи сжатого воздуха и сточной жидкости, качество очистки сточных вод повышено за счет большей растворимости воздуха (поверхность контакта жидкости с воздухом увеличена путем Д|юбfc

ю о о со VI

ления струи воды при выходе ее из отверстий распределителя).

Однако и в этом устройстве эффективность очистки сточных вод недостаточна - растворение воздуха в воде составляет 81,6% при условии постоянного поддержания значительного перепада давления (0,15 МПа) в отверстиях (между распределителем и полостью резервуара), что ведет к перерасходу электроэнергии,

Недостатком известного устройства является также прерывность процесса растворения воздуха в воде из-за значительного колебания уровня сред в резервуаре.

Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса растворения воздуха в воде и повышение эффективности очистки сточных вод за счет большего поглощения воздуха жидкостью и соответственно полного извлечения из нее загрязнений.

Поставленная цель достигается тем, что распределитель сточной воды выполнен в виде двух охватывающих резервуар снаружи диаметрально противоположных и параллельных друг другу напорных труб, патрубки которых расположены перпендикулярно корпусу резервуара и снабжены игольчатыми клапанами, выходные отверстия которых соединены с последним, а резервуар снабжен саморегулятором уровня среды и отбойными площадками, расположенными напротив упомянутых выходных отверстий, причем саморегулятор уровня среды расположен вдоль продольной оси резервуара и выполнен в виде перфорированной трубы.

Такое конструктивное выполнение распределителя сточной воды увеличивает площадь массообмена двух фаз (воды и воздуха), продолжительность их контакта (без увеличения времени пребывания воды в резервуаре)и,следовательно, интенсифицирует процесс растворения воздуха в воде при незначительных расходах энергии на поддержание перепада давления между патрубками и резервуаром (0,05-0,10 МПа), что обеспечивает непрерывность процесса растворения воздуха в воде и повышает растворимость воздуха до 96,8% и эффективность очистки воды.

Снабжение резервуара отбойными площадками и расположение патрубков перпендикулярно корпусу резервуара и, следовательно, отбойным площадкам позволяет обеспечить наиболее полное интенсивное расп-ыление струи и гем самым также обеспечивает высокую растворимость воздуха в воде, что повышает эффективность очистки воды.

Снабжение патрубков игольчатыми клапанами позволяет снизить засоряемость внутренних устройств резервуара, что также обеспечивает стабильность процесса

растворения воздуха в воде и повышение эффективности очистки воды.

Кроме того, такое конструктивное выполнение выходных отверстий игольчатых клапанов с корпусом резервуара позволяет

подавать одну часть жидкости в воздух, а другую часть в воду, что увеличивает поверхность капель, проходящих через объем воздуха, и повышает количество поглощаемого ими воздуха и, кроме того интенсифицирует

процесс растворения воздуха в воде (интенсивное перемешивание нижнего слоя воды в резервуаре, захват ею с поверхности пузырьков воздуха внутрь объема, дробление и растворение последних), следовательно

обеспечивает непрерывность процесса растворения воздуха в воде и повышает эффективность очистки воды.

Размещение саморегулятора уровня среды внутри резервуара вдоль продольной

оси последнего и выполнение его в виде перфорированной трубы позволяют устранить значительные колебания воды и воздуха, а также предотвращает прорыв нерастворившихся пузырьков воздуха в гидравлическую камеру, что обеспечивает непрерывность и стабильность процесса растворения воздуха в воде и повышает степень его растворения и эффективность очистки воды от загрязнений,

На фиг. 1 изображено устройство для

очистки сточных вод, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для очистки сточных вод содержит резервуар 1 и распределитель сточной воды, выполненный в виде напорных труб 2, охватывающих указанный резервуар снаружи и диаметрально противоположных и параллельных друг другу и снабженных патрубками 3, Патрубки 3 расположёны перпендикулярно корпусу резервуара 1 и снабжены игольчатыми клапанами 4, выходные отверстия которых соединены с корпусом резервуара 1.

0 Внутри резервуара 1 размещены регулятор 5 уровня среды для обеспечения постоянного уровня воды и отвода избытка одной из рабочих сред (воды или воздуха), расположенный вдоль продольной оси по5 следнего и выполненный в виде перфорированной трубы, отбойные площадки 6, расположенные перпендикулярно выходным отверстиям игольчатых клапанов 4, и перегородки 7, отделяющие его рабочий объем от гидравлической камеры.

Снаружи резервуара 1 размещены воздухопровод 8 для подачи сжатого воздуха, патрубок 9 для отвода насыщенной воздухом воды.

Манометры 10, фиксирующие перепады давления между патрубками 3 и резервуаром 1, размещены на последнем и напорной трубе 2.

Работа устройства в судовой энергетической установке осуществляется следую- щим образом,

В резервуар 1 по напорным трубам 2 и патрубкам 3 подается сточная вода, а по воздухопроводу 8 непрерывно нагнетается сжатый воздух.

Струи воды, вытекающие из выходных отверстий игольчатых клапанов 4 с большой скоростью, ударяются об отборные площадки 6 и дробятся на более мелкие струи и капли, которые при падении в верхнюю зону резервуара 1 сорбируют на себе воздух, а при падении в нижнюю зону перемешивают поверхность воды, тем самым обновляют поверхность массообмена, захватывают пузырьки воздуха с поверхности раздела внутрь объема воды, дробят их, ускоряя растворение последних.

Оставшиеся нерастворенными крупные пузырьки воздуха выделяются из воды перед гидравлической камерой, отводятся че- рез регулятор 5, который обеспечивает постоянство уровня воды и воздуха.

Насыщенная воздухом вода удаляется из резервуара 1 через гидравлическую камеру и выходит через патрубок 9 во флота- тор, в котором происходит отделение

пузырьков воздуха с прилипшими к ним загрязнениями от потока очищенной воды.

Эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в непрерывности и стабильности процесса растворения воздуха в воде, повышении степени насыщения воды воздухом и эффективности очистки (практически полное извлечение загрязнений из сточной воды), снижении расхода электроэнергии (возможность уменьшения перепада давления между патрубками и резервуаром).

Формула изобретения Устройство для очистки сточных вод содержащее резервуар, распределитель сточной воды и напорную трубу для подачи сжатого воздуха отличающееся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса растворения воздуха и повышения эффективности очистки воды за счет большего поглощения воздуха водой, распределитель сточной воды выполнен в виде двух охватывающих резервуар снаружи диаметрально противоположных и параллельных друг другу напорных труб, патрубки которых расположены перпендикулярно корпусу резервуара и снабжены игольчатыми клапанами, выходные отверстия которых соединены с корпусом, а резервуар снабжен регулятором уровня среды и отбойными площадками, расположенными напротив выходных отверстий, причем регулятор уровня среды расположен вдоль продольной оси резервуара и выполнен в виде перфорированной трубы.

Изобретение относится к области флотационной обработки сточных вод и обеспечивает практически полное извлечение загрязнений из сточной воды за счет большего поглощения воздуха очищаемой жидкостью, что обусловлено непрерывностью и стабильностью процесса растворения воздуха в воде, увеличением площади соприкосновения поверхностей воздуха и воды. Для этого распределитель сточной воды выполнен в виде напорных труб с патрубками, расположенными перпендикулярно корпусу резервуара и снабженными игольчатыми клапанами, выходные отверстия которых соединены с корпусом резервуара. Внутри последнего размещены регулятор уровня среды, расположенный вдоль продольной оси резервуара и выполненный в виде перфорированной трубы, и отбойные площадки, расположенные перпендикулярно выходным отверстиям игольчатых клапанов. 2 ил. с Ё

Г

/2

г- ---ZT-з

dEDCDEZlJI tiji

Г

Фие.1

5

Фиг.1