Устройство для флотационной очистки природных и сточных вод

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод, а именно к флотационным машинам напорной флотации.

Задачей предложенного технического решения является уменьшение строительных площадей, сокращение энергозатрат и получение воды высокого качества.

Устройство для флотационной очистки природных и сточных вод, содержащее корпус, системы подачи обрабатываемой жидкости и флотоагента, систему отвода обработанной жидкости и систему сбора флотационного шлама; дополнительно внутри корпуса встроена камера хлопьеобразования, выполненная в виде усеченного конуса большим основанием вверх, к которому дополнительно подведен трубопровод подачи рабочей жидкости, а к низу усеченного конуса подведена система подачи обрабатываемой жидкости и флотоагента, в которую дополнительно введен эжектор с трубопроводом циркуляционного осадка, а над большим основанием усеченного конуса камеры хлопьеобразования размещен механизм для съема пены.

1 н.п.ф., 1 илл.

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки природных и сточных вод, а именно к флотационным машинам напорной флотации.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее подводящую трубу, флотационную ванну, сборник осветленной воды, карма для осветленной воды [Пат. РФ №2129528, МПК ⁶ С 02 F 1/24, В 03 D 1/14, 1997 г].

Недостатками данной конструкции являются:

1. непригодность для очистки природных вод, для которых необходим процесс хлопьеобразования протекающий в течение 20-30 мин.;

2. отсутствие системы отвода пенного продукта и несфлотированных частиц;

3. не использование циркуляционных продуктов, позволяющих снижать расход реагентов.

Наиболее близким устройством для флотационной очистки природных и сточных вод является [Пат. РФ №2090513, МПК ⁶ С 02 F 1/24, 1993 г.], содержащее корпус, систему подачи обрабатываемой жидкости и флотореагента, систему отвода обработанной жидкости и систему сбора и уплотнения флотационного шлама.

Данное устройство принято за прототип.

Однако это устройство не предусматривает возможности реагентного умягчения природных вод, а в случае применения его для флотации с использованием реагентов потребуются дополнительные сооружения такие как: смеситель, камера хлопьеобразования и система подачи реагентов, что неизбежно приведет к увеличению строительных площадей и энергозатрат. Накопление пенного продукта в разделительной камере, имеющей

коническую форму, и удаление его под гидростатическим давлением, будет способствовать стесненному состоянию отдельных слоев пены с последующим разрушением этих слоев, а, следовательно, и осаждением сфлотированных частиц. К тому же, верхний способ удаления очищенной воды будет сопровождаться дополнительной флотацией тончайших твердых частиц за счет остаточной концентрации растворенного воздуха в воде.

Задачей предложенного технического решения является уменьшение строительных площадей, сокращение энергозатрат и получение воды высокого качества.

Сущностью данного изобретения является то, что устройство для флотационной очистки природных и сточных вод, содержащее корпус, системы подачи обрабатываемой жидкости и флотоагента, систему отвода обработанной жидкости и систему сбора флотационного шлама, дополнительно внутри корпуса встроена камера хлопьеобразования, выполненная в виде усеченного конуса большим основанием вверх, к которому дополнительно подведен трубопровод подачи рабочей жидкости, а к низу усеченного конуса подведен общий патрубок смеси обрабатываемой жидкости, циркуляционного осадка и реагента. Указанные продукты подаются в общий патрубок с помощью эжектора. Над большим основанием усеченного конуса камеры хлопьеобразования расположен скребковый механизм для съема пены.

На фиг. изображено устройство для флотационной очистки природных и сточных вод, общий вид.

Устройство включает в себя круглый в плане корпус 1, встроенную внутри камеру хлопьеобразования 2, выполненную в виде усеченного конуса большим основанием вверх, трубопроводы подачи обрабатываемой жидкости 3, циркуляционного осадка 4, эжектор 5, трубопровод подачи реагента 6, общий патрубок 7, подающий смесь обрабатываемой жидкости, циркуляционного осадка и реагента в нижнюю часть камеры хлопьеобразования 2, трубопровод подачи рабочей жидкости 8,

расположенный на глубине 20-40 см от кромки камеры хлопьеобразования. Пенный продукт удаляется с помощью механических скребков 9, расположенных над камерой хлопьеобразования, в карман пенного продукта 10. Очищенная вода отводится трубопроводом 11 в карман очищенной воды 12. Несфлотированные частицы удаляются трубопроводами 13 и 14 с помощью насоса 15.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость и циркуляционный осадок по трубопроводам 3 и 4 через эжектор 5 подаются в общий патрубок 7, куда также подается реагент по трубопроводу 6. Общий патрубок 7 установлен тангенциально к камере хлопьеобразования 2, расположенной внутри корпуса флотатора 1. Циркуляционный осадок представляет собой пенный продукт в количестве 5-10% от расхода исходной воды. Система подачи указанных веществ с помощью тангенциально расположенного общего патрубка способствует:

- интенсивному перемешиванию циркуляционного осадка с очищаемой жидкостью;

- предварительному образованию центров хлопьеобразования как за счет остаточной концентрации реагентов, поступающих с осадком, так и за счет самой твердой фазы, выполняющей роль замутнителя процесса;

- плавному спиралевидному вращению.

Конически расширяющаяся форма камеры хлопьеобразования, приводит к снижению скорости подъема всей массы, и обеспечивает требуемое время пребывания в ней 20-30 мин. В верхнюю часть камеры хлопьеобразования 2 на глубине 20-40 см от кромки также тангенциально подводится патрубок подачи рабочей жидкости 8. В качестве рабочей жидкости используется циркуляционная очищенная вода в количестве 40-60% от исходной, насыщенная растворенным воздухом в сатураторе под давлением 0,5-0,6 МПа. Подача циркуляционного осадка и циркуляционной воды снижает (на 50-60%) количество подаваемых реагентов. Тангенциальная подача всех продуктов способствует повышению вероятности встречи пузырьков воздуха,

выделяющихся из рабочей жидкости, с образующимися хлопьями камеры хлопьеобразования. Образующийся на поверхности пенный продукт удаляется с помощью скребкового механизма 9, в карман пенного продукта 10, не оказывая дополнительного давления на нижележащие слои пенного продукта. Уровень воды в камере хлопьеобразования 2 соответствует уровню раздела фаз в корпусе-флотаторе 1. Очищенная вода отводится трубопроводом из средней части резервуара-флотатора 1 с помощью трубы 11, и поступает в карман 12 осветленной воды. Несфлотированные частицы удаляются с помощью трубопроводов 13 и 14 насосом 15.

Достоинства предлагаемой конструкции:

- пригодность данного устройства для умягчения природных вод с получением очищенной воды, соответствующей кондиционным требованиям по жесткости и металлам: железу общему, стронцию, марганцу;

- подача циркуляционного осадка позволяет интенсифицировать процесс хлопьеобразования и снизить дозу реагента;

- подача циркуляционной воды в качестве рабочей жидкости также позволяет снизить дозу реагента и улучшить процесс умягчения за счет снижения величины исходной жесткости;

- наличие совмещенной камеры хлопьеобразования с камерой флотации позволяет сократить производственные площади и снизить энергозатраты;

- удаление пенного продукта с помощью механических скребков позволяет наиболее полно удалять сфлотированные частицы;

- способ отвода очищенной воды позволяет получать воду более высокого качества.

Устройство обеспечивает получение из исходной воды, с концентрацией солей жесткости 22-28 мг-экв/л, железа общего 0,5 мг/л, стронция 10 мг/л, очищенную воду с содержанием солей жесткости 3-5 мг-экв/л, полностью удалять железо общее и извлекать стронций на 80-95%.

Устройство для флотационной очистки природных и сточных вод, содержащее корпус, системы подачи обрабатываемой жидкости и флотоагента, систему отвода обработанной жидкости и систему сбора флотационного шлама, отличающееся тем, что дополнительно внутри корпуса встроена камера хлопьеобразования, выполненная в виде усеченного конуса большим основанием вверх, к которому дополнительно подведен трубопровод подачи рабочей жидкости, а к низу усеченного конуса подведена система подачи обрабатываемой жидкости и флотоагента, в которую дополнительно введен эжектор с трубопроводом циркуляционного осадка, а над большим основанием усеченного конуса камеры хлопьеобразования размещен механизм для съема пены.