CS208071B1

CS208071B1 - Způsob přetržitého odstraňování nečistot z vody a vodnýchsystémů azařízení pro provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CS208071B1
Application number: CS841879A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Necesany; Karel Svoboda; Zdenek Kvapil; Josef Kacandrle
Original assignee: Frantisek Necesany; Karel Svoboda; Zdenek Kvapil; Josef Kacandrle
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1981-08-31

Description

Vynález se týká způsobu přetržitého odstraňování nečistot z vody a vodných systémů, jako např. vodných roztoků, suspenzí koloidů, emulzí a dispergovaných vodných systémů, ve flotačním zařízení s diskontinuálním provozem s vysokou účinností a variabilností a zařízení pro provádění í tohoto způsobu. j

Způsob a zařízení podle vynálezu lze s výhodou i použít pro procesní technologie šaržovitého cha- . i rakteru, tj. pro srážecí, extrakční, čistící a sorpční procesy, pro úpravny vod apod. Odpadní vody ! obsahují rozpuštěné, emulgované a suspendované ί extrahovatelné látky a koloidy jsou produkovány ' í prakticky ve všech průmyslových i zemědělských lokalitách, v opravnách automobilové i zemědělské techniky, ve skladech pohonných hmot apod. Většina uvedených podniků pracuje s přetržitým provozem, při kterém odpadá relativně malé množství znečištěných vod (v rozmezí 1 až 20 m³/den), takže není výhodné používat k čištění . odpadních vod kontinuálně pracující jednotky, které jsou náročné především z hlediska potřeby _;pracovních sil, denního najíždění a sjíždění ίapod.

V současné době se čištění těchto vod provádí l buď adsorpcí na pevných materiálech nebo chemickými postupy v zařízeních, která mají řadu nevý: hod. Z používaných sorbentů je to např. aktivní ' uhlík o velikosti částic od 1 do 1.10⁵ nm, nebo í vysrážené sole ve formě ve vodě nerozpustných l hydroxidů, uhličitanů, fosforečnanů, síranů apod. í Nežádoucí látky jsou při čištění strhávány do pevné fáze nebo jsou sorbovány na povrchu sorbentu. Při i procesu vzniká objemný vodnatý kal, který buď ' sedimentuje nebo se volně vznáší v kapalné fázi anebo je vynášen na hladinu kapaliny. Chování j kalových částic závisí na rozdílu specifických hmot ί mezi pevnou fází s nečistotami a kapalnou fází. Ve : všech uvedených případech činí oddělení kalu od kapaliny současnou technologií potíže a výslednýί mi produkty jsou kal s vysokým obsahem vody ί a voda s obsahem pevných látek až 50 mg/1. Částečného zlepšení se dosáhne přídavkem pomocných látek (koagulanty, flokulanty apod.), které umožní vhodnější vytvarování pevné fáze j a tím i zlepšení sorpčních anebo čiřících vlastností ί anebo zvýšení sedimentačních rychlostí.

Obdobná problematika vzniká i při oddělování ί aktivovaných kalů v čistírenských procesech, při i odstraňování vláken a pevných látek organického i anorganického původu z procesních vod v papírenském nebo textilním průmyslu apod. Odstraňování těchto nežádoucích příměsí je provázeno ' tvorbou kalu s vysokým obsahem vody, dlouhou dobou sedimentace a malou aplikační schopností využití procesu pro jiné typy čištěných vod.

Nyní bylo zjištěno a pro uvedené procesy vyvinuto i experimentálně ověřeno strojně technologické zařízení -pro diskontinuální provoz, ve kterém se odstranění pevných látek provádí tlakovou flotací výhodně v kombinaci s objemovou filtrací vyčištěné kapaliny. Způsob a zařízeni podle vynálezu má oproti dosud používaným způsobům výhodu v mobilnosti, snadné adaptaci prakticky na všechny typy čištěných vod, vyniká vysokou účinností a velkou variabilností. Přitom je řešeno tak, aby všechny požadované operace, tj. přečerpávání, dávkování pomocných látek (chemikálie, roztoky, koagulanty, flokulanty, sorbenty apod.), míchání, směšování, sorpce, extrakce, koagulace, čištění, byly provái děny v jednom technologickém zařízení, i Způsob přetržitého odstraňování nečistot z vody a vodných systémů, jako např. vodných roztoků, ! emulzí, suspenzí koloidů, disperzí apod., prováděný kombinaci koagulace základních částic do hrubšího disperzního stavu s tlakovou flotací, při které se vytváří vzestupný mrak částic s čiřícími vlastnostmi, který na hladině kapaliny vytváří vrstvu flotační pěny, a případně s objemovou filtrací, určenou k zachycení zytkového obsahu nečistot, spočívá podle vynálezu v tom, že koagulace základních částic se dosáhne rotačním pohybem charakterizovaným bezrozměrným kriteriem Re 1 . 10²až 5.10⁴ s dobou potřebnou pro vznik komplexu 0,45—45 minut, výhodně 5—15 minut, a následným jejich vyflotováním vzduchovými bublinkami uvolněnými z vody nasycené vzduchem při tlaku 0,15 až 0,6 MPa, výhodně při tlaku 0,3—0,45 MPa, a objemovém poměru čištěné vody k vodě sycené vzduchem 10 : 1 až 1 : 2, výhodně í 5 : 1 až 2 : 1, za vzniku vznosného mraku částic s postupovou rychlostí 1-15 m/h, výhodně

3—8 m/h, které vytvářejí na hladině kapaliny vrstvu flotační pěny, která se periodicky odstraňuI je, a vyčištěné vody se vypouštějí,' případně po filtraci. (

Filtrační pěna tvořená třífázovým systémem t pevné částice—voda—vzduch se odstraňuje po 2 až i 10 cyklech, výhodně po 3 až 5 cyklech, přičemž se | při odstranění flotační pěny z procesu ponechá v reaktoru 10 až 30% obj. pěny pro následující čistící cyklus. Vyčištěná voda se před vypuštěním I ¹ může podrobit filtraci, s výhodou přes objemový filtr; dekolmatace horní části objemového filtru do hloubky vrstvy 50 až 100 mm se provádí v každém čistícím cyklu přiváděnou vodou nasycenou vzduchem, přičemž se směs částic⁷objemového filtru ! a nečistot způsobujících kolmataci filtru uvede do i stavu vznosu tak, že rychlost přiváděné, vody vzhledem k částicím objemového filtru je pod prahovou rychlostí úletu a vzhledem k jemným částečkám nečistot nad prahovou rychlostí úletu.

Způsob podle vynálezu se provádí na zařízení, které sestává z flotačního reaktoru 1 s mechanic- ! kým zařízením pro odstraňování zahuštěné vrstvy ; nečistot, zásobníku nečistot 3, cirkulačního ěer- ! padla 4, zařízení pro přípravu vody sycené vzdu- i chem 5, 6, případně doplněné objemovým filtrem i

2, které je charakterizováno tím, že flotační reak- I tor 1 je stojatá válcová nádoba opatřená tangenciálně umístěnými hrdly pro připojení sacího a výtlačného potrubí cirkulačního čerpadla 4, která jsou napojena na nádobu tak, že umožňují souhlasný směr rotačního pohybu celého objemu se střední rychlostí otáčení charakterizovanou hodnotou Re kriteria 1 . 10² až 5.10⁴, přičemž výtlačné potrubí cirkulačního čerpadla 4 je výhodně ukončeno tryskou, a ve spodní části flotačního reaktoru 1 nebo výhodněji v horní části objemového filtru 2 je umístěno vstupní hrdlo vody sycené vzduchem ze sytícího okruhu 5, 6, ve kterém se expanze vody s rozpuštěným vzduchem provádí pomocí škrtícího elementu vytvořeného ventilem nebo výhodněji tryskou a vyčištěná voda se odvádí hrdlem ve spodku reaktoru 1 nebo výhodněji přes i, objemový filtr 2. Na výtoku vyčištěné vody může být zařazen objemový filtr 2, který výhodně tvoří j nedílnou součást flotačního reaktoru 1, s náplní ; o velikosti zrna 0,3-0,5 mm, výhodně 0,4 až |

1,6 mm ve vrstvě o výšce 0,4 až 2 m, výhodně 0,5 { až 1 m,s rovnoměrným odběrem vyčištěné vody po ί celém jeho průřezu za použití průtočného dna, ί výhodně doplněného scezovacími hlavicemi. Září- ! zení je vybaveno zařízením pro sycení vody vzdu- i ; chem sestavené z odstředivého čerpadla 6 a sytící ( nádoby 5, která slouží rovněž jako zásobník ; nasycené vody a je charakterizováno tím, že výtlak j vody z čerpadla 6 je napojen na injektor k přisávání j vzduchu do proudu vody a dále na kolonu s výplní, i jejíž výška odpovídá jednomu teoretickému patru, j pod níž je upraven zásobník tlakové vody. Pro sycení vody vzduchem je instalováno cirkulační čerpadlo 4 s přišíváním vzduchu na sání čerpadla.

Základním aparátem je diskontinuální flotační reaktor válcového tvaru, ve kterém dochází k vynášení částic pevné fáze jemnými bublinkami vzdu-j chu k hladině, přičemž se zkracuje doba potřebná ί k oddělení fází a separovaná flotační pěna má několikanásobně vyšší stupeň zahuštění pevné fáze v porovnání s kalem ze sedimentačních postupů nebo s koláčem z prosté flotace. Flotační reaktor je podle potřeby doplněn objemovým filtrem, zaříze- ( ním pro přípravu tlakové vody sycené vzduchem, manipulačním čerpadlem a běžným pomocným technologickým zařízením.

Jednotlivé technologické aparáty představují ί samostatné celky, které jsou podle vynálezu vý( hodně spojeny v jeden komplexní technologický , blok. Podle specifikace výrobní technologie a na ; základě kvalitativních ukazatelů je mnohdy výhodné nedoplňovat flotační reaktor veškerým pomocným technologickým zařízením. Např. pro odpadní i vody z destilace dehtů, které jsou po odstranění ( ropných látek dočišťovány na biologické čistírně, je j výhodné do procesu nezařazovat objemový filtr, protože stopové množství pevných látek se odstraj ní při dočištění s biologickým kalem.

Při odstraňování pevných látek ve formě vláken z procesních vod v papírenském nebo textilním průmyslu není nutné, jak bylo experimentálně | ! prokázáno, pomocné zařízení pro přípravu tlakové i i vody k flotaci, ale vzhledem k mimořádným i í adhezním schopnostem vláken provádět sycení j i vody vzduchem přímo jenom v manipulačním i i čerpadle.

i Zařízení podle vynálezu je znázorněno na obrázcích č. 1 a č. 2. Zařízení podle obr. 1 se skládá l z flotačního reaktoru tvaru stojaté válcové nádoby s mechanickým zařízením na stahování flotační ; pěny běžné konstrukce. Vyflotované částice jsou shromažďovány v kalovém zásobníku 3. Dávkováp ní surovin i pomocných látek (sorbent, flokulant, ί koagulant, chemikálie apod.) a rovněž cirkulace kapaliny ve flotačním zařízení se provádí pomocí manipulačního čerpadla 4. Pro přípravu tlakové vody k flotaci slouží odstředivé čerpadlo 6 a sytící nádoba 5. Odstranění stopového množství pevných · látek z kapalné fáze po flotaci se provádí na i objemovém filtru 2.

Voda s nečistotami I a pomocné látky II se načerpají do flotačního reaktoru 1 pomocí manipulačního čerpadla 4, kterým se rovněž provádí cirkulace kapaliny III ve flotačním zařízení. Tlaková voda IV je určena pro flotační oddělení nečistot a tlaková voda V pro propírání objemového filtru

2. Vyčištěná voda vypouštěná přes objemový filtr se dělí na dvě části, proud VI představující výstup _tvyčištěné vody z jednotky a proud VII tvořený/ vyčištěnou vodou pro přípravu tlakové vody. K vyčištěné vodě VII se na sání čerpadla 6 přisává vzduch VIII. Zásobník nasycené vody 5 je opatřen přívodem vzduchu IX.

Po nadávkování čištěné vody a pomocných látek (sorbent, čiřič apod.) do flotačního reaktoru se uvede celý objem směsi do rotačního pohybu pomocí cirkulačního (manipulačního) čerpadla a vhodně umístěných hrdel sání a výtlaku čerpadla na flotačním reaktoru (tangenciální vstup a výstup). Rychlost pohybu směsi v reaktoru se řídí v laminámí, maximálně přechodné oblasti turbulence toku charakterizované hodnotou Reynoldsova kriteria v rozmezí 1 . 10² až 5.10⁴. Tím se dosahuje z hlediska kinetiky částic maximálního množství jejich užitečných srážek, v důsledku čehož dochází k vytváření větších celků neb shluků, které mají vyšší adhezní schopnosti nejen vůči mikrobublinkám vzduchu, ale i vůči bublinkám vzduchu větších průměrů, čímž se usnadňuje jejich ! oddělování při flotaci. Rovněž anundačni doba i (doba potřebná k vytvoření aglomerátu pevně částice a vynašeče) je kratší a jak bylo experimen- j tálně ověřeno, zkrátí se i doba potřebná pro flotaci a současně se zvýší i stabilita třífázové soustavy — flotační pěny, která je tvořena částicemi pevné fáze, vodou a vzduchem.

Jestliže se využívá sorpčních nebo čiřicích schopností pevné fáze, například při čištění zaolejovaných odpadních vod aktivním uhlíkem, kdy ustavení rovnováhy v třífázové soustavě voda-nečistoty—sorbent je závislé na intenzitě styku dané : soustavy, je výhodné, jak bylo experimentálně prokázáno, využívat k tomuto účelu cirkulačního ; čerpadla místo dosud užívaných míchadel. Tímto | řešením se dosáhne v důsledku vysoké intenzity styku fází v čerpadle rovnováhy v dané soustavě a usměrnění dynamiky toku ve flotačním reaktoru í s následnou koagulací mikroskopických částic do ' větších celků. Podle charakteru dané soustavy je řešena cirkulace rotačním pohybem po šroubovici i ve flotačním reaktoru ve směru shora dolu nebo opačně. Rozhodujícím činitelem pro volbu směru pohybu jsou fyzikální vlastnosti pevných látek, jejich adhezní a sorpční schopnosti.

Při čiřicích a sorpčních procesech je stupeň jejich účinnosti, jak bylo experimentálně prokázáno, mnohdy závislý na objemové koncentraci sorpčních nebo čiřicích látek, přičemž jejich sorpční a čiřící schopnosti nejsou při jednom použití zcela vyčerpány. V těchto případech je výhodné vyflotované částice z flotačního reaktoru neodstraňovat, ale ponechat je dále v reaktoru. V následném cyklu čištění vod se přítomné látky příznivě projeví jednak při novotvorbě nových částic z nadávkovaných komponent a jednak pri dalším zvýšení stupně účinnosti. Průběh děje žádaným směrem je dále ovlivňován hydrodynamickými podmínkami v reaktoru.

Po dosažení požadovaného stupně účinnosti sorpčního anebo čiřícího procesu a následné úpravě základních pevných částic do tvarů a velikostí vhodných pro separaci (dosahuje se volbou hydrodynamických podmínek ve flotačním reaktoru) se provede vyflotování pevných částic přídavkem vody nasycené vzduchem pri vyšším tlaku. Při expanzi tlakové vody dojde k uvolnění jemných bublinek vzduchu, které jsou schopny adheze na částice pevné fáze a jejich vynášení k hladině kapaliny, kde se vytváří kompaktní vrstva pevných částic. Způsob a zařízení pro dosažení vysokého stupně sycení vody vzduchem a závislosti mezi sytícím tlakem, velikostí vzduchových bublinek a rozměrem separovaných částic jsou všeobecně známé. S výhodou lze doplnit toto sytící zařízení, jak bylo experimentálně prokázáno, o náplňovou kolonu, která má výšku odpovídající jednomu teoreljickému patru. Zařazením náplňové kolony do sytícího okruhu se získá tlaková voda s obsahem i vzduchu odpovídajícím 80 až 90% teoretického množství.

Expanze tlakové vody používané k flotaci se provádí pomocí trysky do objemu flotačního reaktoru. Proud tlakové vody je nasměrován tangenciálně do horní části vrstvy objemového filtru, kde v důsledku hydrodynamických změn dojde k flui! dači zrn materiálu tvořícího objemový filtr a tím současně i k odstranění částic zachycených na filtru v předchozím cyklu, přičemž mimovrstvová postupová rychlost přiváděné tlakové vody musí být vyšší než prahová rychlost úletu částic zachycených ! na filtru, aby došlo k jejich odstranění z prostoru objemového filtru. Prahová rychlost úletu je definována jako minimální mimovrstvová rychlost tekutiny, pri které v hypotetické nekonečně velké

208 07 1 koloně s konečným množstvím částic ve fluidní vrstvě dosáhne mezerovitost vrstvy hodnoty 1, tj. koncentrace částic v koloně klesne k nule. V technické praxi je hodnota prahové rychlosti úletu částic stanovována jako sedimentační rychlost jednotlivé částice, která se většinou stanovuje experimentálně nebo ji lze vypočíst na základě semiempirické kriteriální rovnice obsahující kriteria Reynoldsovo a Archimedovo. Tímto způsobem se zcela odstraní nebo alespoň podstatně sníží nebezpečí kolmatace filtru.

Částice s mikrobublinkami vzduchu vytváří ve flotačním reaktoru postupující mrak s vysokými čiřícími a filtračními schopnostmi v průběhu flotačního děje. Současně v důsledku velkého stykového povrchu v dvoufázovém systému voda-vzduch dochází k dokonalému provzdušnění a prokysličení čištěné vody, což se příznivě projeví ve snížení chemické a biologické spotřeby kyslíku ve vyčištěných vodách. ,

Vlastní objemový filtr může tvořit nedílnou součást flotačního reaktoru nebo může být rovněž použit jako samostatný aparát. Výška vrstvy, objemového filtru závisí na velikosti zrna použitého materiálu a koncentraci pevných látek ve filtrované kapalině. Optimální výška vrstvy křemenného písku s velikostí zrna 0,4-0,6 mm je v rozmezí 0,4 až 0,6 m pro velikost zrna 0,8-1,6 mm v rozmezí

1,2 až 1,6 m při obsahu pevných látek na vstupu nižším než 50 mg/1. Rychlost proudění přes objemový filtr se musí pohybovat v laminární oblasji a je charakterizována Reynoldsovým kriteriem s experimentálně stanovenými hodnotami Re_mav = 10aRe_krit = 1. Optimální rychlost kapaliny při objemové filtraci stanovená jako zdánlivá rychlost pod filtrem dosahuje hodnoty 15 m/h. Rovněž bylo zjištěno, že kolmatovaná vrstva filtru dosahuje výšky 5 až 8 cm. Postupem podle vynálezu se právě tato výška vrstvy regeneruje při každé flotaci tlakovou vodou. Regenerace vrstvy do větší hloubky není žádoucí, neboť v důsledku pomalé spodní vrstvy filtru dochází k přijatelnému nárůstu zrn zachycovaných nečistot, čímž se zvyšuje jejichί sorpční mohutnost vůči mikročásticím a tím se dosahuje i jejich dokonalejšího odstranění. Čištění celého objemu filtru se provádí běžně známými postupy vodou nebo směsí vody a vzduchu.

Postup podle obrázku č. 2 se od předchozího liší tím, že pro přípravu vody nasycené vzduchem pro flotační proces se využívá manipulačního čerpadla

4. Výhodné je upravit čerpadlo jako směšovač vzduchu a kapaliny nebo na výtlaku čerpadla zařadit dispergátor vzduchu a kapaliny. Tuto úpravu je výhodné používat pouze v těch případech, kdy Hotované částice vykazují vysokou adhezní schopnost vůči bublinkám vzduchu. Označení jednotlivých proudů na obr. 2 je shodné s označením obrázku č. 1, pouze proud V na obrázku č. 2 představuje směs vody a vzduchu, která se běžně používá pro propírání objemových filtrů.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech.

Příklad 1

Stabilizované emulze odpadající ze strojírenských závodů byly čištěny dvoustupňovým postupem. V prvém stupni čištění došlo změnou pH a teploty k porušení stability systému — tzv. rozražení emulze. Ve druhém stupni byla vodná i fáze z předchozího stupně dočištěna za použití sorbentu - aktivního uhlíku. Čištění ve druhém stupni bylo prováděno na zařízení podle vynálezu, které je znázorněno na obr. 1.

K předčištěné vodě z prvého stupně čištění byl přidán aktivní uhlík o velikosti základních částic 1 — 10 pm v množství 150 g na 1 m³ čištěné vody. Sorpce se prováděla cirkulací přes čerpadlo po dobu 20 minut. Koagulace částic uhlíku se provái děla při rychlosti proudění 0,5 m/s po dobu 5 minut. Poměr vody sycené vzduchem při tlaku 0,4 MPa používané pro flotaci k čištěné vodě byl 1:4 objemově. Obsah pevných látek ve vyčištěné vodě po flotaci byl 10 mg/I a na výtoku ze zařízeni, tj. po průchodu objemovým filtrem byl menší než 1 mg/1. Čistící efekt postupu podle vynálezu je shrnut do následující tabulky.

	I. stupeň vstup výstup	II. stupeň vstup výstup na z jedflotaci notky
extrahovatelné látky (mg/1)	42 300 850	850	3
ropné látky (mg/1)	30 800 480	480	1
CHSK (mg O₂/l)	81 630 3 020	3 020	187
rozpuštěné látky (mg/1)	2 540 2 500	2 500 2 272
nerozpuštěné látky (mg/1)	600 490	640	1

Příklad j

Odpadní vody z výplachu propan-butanových ; lahví obsahují extrahovatelné látky v množství maximálně 80 mg/1. Vody silně zapáchají v důsledku přítomnosti merkaptanů a dalších organických simých sloučenin. Tyto vody byly čištěny způsobem podle vynálezu na zařízení znázorněném na obr. 1 za použití aktivního uhlíku o velikosti základních částic 1-10 pm, který byl k čištěným vodám dávkován v množství 100 g/m³ vstupní vody. Sorpce za použití cirkulačního čerpadla se prováděla po dobu 40 minut. Koagulace částic byla prováděna při rychlosti 0,5 m/s po dobu 5 minut. Aktivní uhlík byl po flotaci ponechán v reaktoru do dalšího cyklu. Částečné odstranění použitého sorbentu ve formě flotační pěny a jeho likvidace se ) prováděla až po 5 cyldech čištění, přičemž přibližně i 1/4 objemu flotační pěny byla ponechána v reaktoi ru pro další cykly? Dosažené výsledky čištěni jsou shrnuty v následující tabulce.

vstup výstup

extrahovatelné látky (mg/1)	25	3 -
CHSK (mg O₂/l)	207	39
nerozpuštěné látky (mg/1)	230	1
rozpuštěné látky (mg/1)	198	142
zápach	silný, odpudivý	bez zápachu

Příklad 3

Odpadní vody ze skladu pohonných hmot byly shromažďovány v otevřené sběrné jímce a obsahovaly vedle extrahovatelných látek v rozmezí 20—100 mg/1 ještě tlející biologický kal, který nesedimentoval ani volně neflotoval a byl zdrojem velmi nepříjemného zápachu. Tyto vody byly čištěny na technologickém zařízení podle obr. 1 za použití sorbentu — aktivního uhlíku. Pracovní podmínky byly shodné s podmínkami uvedenými v příkladě 1. Dosažené výsledky jsou shrnuty v následující tabulce.

vstup výstup

vzhled kapalné fáze	zelená, zakalená	čirá, bezbarvá
pach	tlející, uhlo-	bez
	vodíkový	zápachu
extrahovatelné látky (mg/1)	56	3,2
CHSK (mg O₂/l)	358	64
nerozpuštěné látky (mg/1)	514	4
BSK_s (mg O₂/l)	27,8	8,2

Příklad 4

Biologický kal z čistíren odpadních vod obsahoval 4,8 kg sušiny na 1 m³ kalu. Zahuštění kalu bylo provedeno způsobem podle vynálezu na zařízení znázorněném na obr. 1 s tím rozdílem, že na výstupu z jednotky nebyl zařazen objemový filtr. K flotaci bylo použito tlakové vody sycené vzduchem při tlaku 0,35 MPa. Objemový poměr původního biologického kalu k tlakové vodě byl 5 : 2. Koagulace kalu bylo dosaženo řízeným hydrodynamickým tokem ve flotačním reaktoru charakte; rizovaným hodnotou bezrozměrného kriteria Re = 1,82.10³, takže nemusely být dávkovány běžně používané flokulanty. Koagulace se prováděla po dobu 10 minut. Při flotaci se příznivě projevila přítomnost tenzidů, fenolů a dalších látek ve vodě. Vyflotovaný kal byl zahuštěn na 65 kg súšiny/m³ flotační pěny (bez objemu vzduchu).

Příklad 5

Odpadní vody z výroby papíru obsahovaly 3 g/1 pevných látek. K této směsi byl nadávkován koagulant Stipix KMN v množství 5 mg na 1 čištěné vody. Odstranění pevných látek z odpadní vody bylo provedeno na zařízení podle vynálezu znázorněném na obrázku č. 2. Koagulace vláken do větších celků — aglomerátů se dosáhlo rotačním pohybem ve flotačním reaktoru s rychlostí kapaliny 0,2 m/s. Vytvořené shluky vláken byly vyflotovány vodou nasycenou vzduchem dodávaným na sání cirkulačního čerpadla při výstupním tlaku 0,3 MPa. Voda na výtoku z jednotky obsahovala 4 mg/1 pevných látek. Regenerace objemového : filtru musela být prováděna po přefiltrování ; 800 m³ vod na 1 m³ filtrační plochy.

Příklad 6

K zaolejované vodě z odmašťovacích strojů byl nadávkován koagulant FeCl₃ a flokulant, přičemž i došlo k vysrážení vloček Fe(OH)₃. Čištění zaolejo208 071 váných vod se provádělo na zařízení podle vynálezu, které je znázorněno na obrázku č. 1. Hydrodynamika toku v reaktoru byla řízena tak, aby došlo k nabalení vloček a vytvoření celků větších velikostí, které již mají dostatečné čiřící a flotační schopnosti. Rychlost kapaliny pri koagulaci byla 0,4 m/s a doba koagulace 12 minut. Flotace byla provedena tlakovou vodou nasycenou vzduchem při tlaku 0,35 MPa. Poměr tlakové vody k čištěné vodě byl 1 : 3.

Dosažené výsledky jsou shrnuty v následující tabulce.

	vstup	výstup
extrahovatelné látky (mg/1)	270	12,4
nerozpuštěné látky (mg/1)	652	2,3
CHSK (mg O₂/l)	480	182

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob přetržitého odstraňování nečistot z vody a vodných systémů, jako jsou vodné roztoky, emulze a suspenze koloidů a dispergované vodné systémy, prováděný kombinací koagulace základních částic do hrubšího disperzního stavu s tlakovou flotaci, pri které se vytváří vzestupný mrak částic s čiřícími vlastnostmi, který na hladině kapaliny vytváří vrstvu flotační pěny, a případně s objemovou filtrací, určenou k zachycení zbytkového obsahu nečistot, vyznačený tím, že koagulace částic se dosáhne rotačním pohybem charakterizovaným bezrozměrným kriteriem Re 1 . 10² až 5.10⁴ s dobou potřebnou pro vznik komplexu 0,45 až 45 minut, výhodně 5—15 minut, a následným jejich vyflotováním vzduchovými bublinkami uvolněnými z vody nasycené vzduchem pri tlaku 0,15 až 0,6 MPa, výhodně pri tlaku 0,3 až 0,45 MPa, a objemovém poměru čištěné vody k vodě sycené vzduchem 10 : 1 až 1 : 2, výhodně 5 : 1 až 2 : 1, za vzniku vznosného mraku částic ; s postupovou rychlostí 1 až 15 m/h, výhodně 3 až 8 m/h, které vytvářejí na hladině kapaliny vrstvu flotační pěny, která se periodicky odstraňuje, a vyčištěné vody se vypouštějí, případně po filtraci.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že ;

flotační pěna tvořená třífázovým systémem pevné částice—voda—vzduch se odstraňuje po 2 až 10 čistících cyklech, výhodně po 3 až 5 cyklech, přičemž se při odstranění flotační pěny z procesu poněchá v reaktoru 10 až 30 % obj. pěny pro | následující čistící cyklus. '

3. Způsob podle bodu 1 a 2, pri kterém se i vyčištěná voda vypouští přes objemový filtr, vyzna' čený tím, že dekolmatace horní části objemového ; filtru do hloubky vrstvy 50 až 100 mm se provádí v každém čistícím cyklu přiváděnou vodou nasycei nou vzduchem, přičemž se směs částic objemového filtru a nečistot způsobujících kolmataci filtru i uvede do stavu vznosu tak, že rychlost přiváděné

208 071 vody vzhledem k částicím objemového filtru je pod prahovou rychlostí úletu vzhledem k jemným částečkám nečistot nad prahovou rychlostí úletu.

4. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1—3 sestavené z flotačního reaktoru (1) s mechanickým zařízením pro odstraňování zahuštěné vrstvy nečistot, zásobníku nečistot (3), cirkulačního čerpadla (4), zařízení pro přípravu vody sycené vzduchem (5, 6), případně doplněné objemovým filtrem (2), vyznačené tím, že flotační reaktor (1) je stojatá válcová nádoba opatřená tangenciálně umístěnými hrdly pro připojení sacího a výtlačného potrubí cirkulačního čerpadla (4), která jsou napo- i jena na nádobu tak, že umožňují souhlasný směr rotačního pohybu celého objemu se střední rychlostí otáčení charakterizovanou hodnotou Re kriteria 1 . 10² až 5.10⁴, přičemž výtlačné potrubí : cirkulačního čerpadla (4) je výhodně ukončeno í tryskou, a ve spodní části flotačního reaktoru (1) nebo výhodněji v horní části objemového filtru (2) je umístěno vstupní hrdlo vody sycené vzduchem ze sytícího okruhu (5, 6), ve kterém se expanze vody s rozpuštěným vzduchem provádí pomocí škrtícího elementu vytvořeného ventilem nebo výhodněji tryskou a vyčištěná voda se odvádí hrdlem ve spodku reaktoru (1) nebo výhodněji přes objemový filtr (2).

5. Zařízení podle bodu 4 vyznačené tím, že na výtoku vyčištěné vody z flotačního reaktoru (1) je zařazen objemový filtr (2), který výhodně tvoří nedílnou součást flotačního reaktoru (1), s náplní o velikosti zrna 0,3—5 mm, výhodně 0,4-1,6 mm, ve vrstvě o výšce 0,4—2 m, výhodně 0,5—lm, s rovnoměrným odběrem vyčištěné vody po celém jeho průřezu za použití průtočného dna, výhodně doplněného scezovacími hlavicemi.

6. Zařízení podle bodů 4 a 5, vybavené zařízením pro sycení vody vzduchem sestavené z odstředivého čerpadla (6) a sytící nádoby (5), která slouží rovněž jako zásobník nasycené vody, vyznačené tím, že výtlak vody z čerpadla (6) je napojen na injektor k přisávání vzduchu do proudu vody, a dále na kolonu s výplní, jejíž výška odpovídá jednomu teoretickému patru, pod níž je upraven zásobník tlakové vody.

; 7. Zařízení podle bodů 4 a 5 vyznačené tím, že i pro sycení vody vzduchem je instalováno cirkulační ί čerpadlo (4) s přisáváním vzduchu na sání čerΐ padla.