PL126972B1 - Method of continuously treating liquids containing dissolved,emulsified and/or colloidal substances and gravitationally separating such substances and apparatus therefor - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego traktowania cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowane i/lub koloidalne i grawitacyjnego oddzielania tych substancji oraz urzadzenie do ciaglego traktowa¬ nia cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowanei/lubkoloidalne oraz do grawitacyjnego oddziela¬ nia tych substancji. Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku sa szczególnie przydatne w procesie oczyszczania scieków, do flokulacji i grawitacyjnego oddzielania zanieczyszczen /fiokulacja i sedymentacja/.Wedlug znanych technologii oczyszczania scieków, zanieczyszczenia rozpuszcza sie, emulguje lub scieki zawierajace zanieczyszczenia w postaci koloidalnej oczyszcza sie w kilku stopniach. W poszczególnych stopniach oczyszczania na ogól najpierw flokuje sie zanieczyszczenia lzejsze /tluszcz, olej/, nastepnie do oczyszczonych scieków dodaje sie chemiczne srodki stracajace w celu koagulacji i flokulacji, po czym scieki przepuszcza sie przez odpowiednie urzadzenia w celu tworzenia klaczków i sedymentacji. W znanych technologiach dodaje sie znacznie wieksze ilosci odczynników niz ilosci obliczone na podstawie potencjalu Zeta. W nastepstwie tego tworzy sie tez znacznie wiecej szlamu i dlatego koszty srodków chemicznych i koszty usuwania szlamu sa wysokie /Mucsi—Urbanyi: Olajtartalamu szennyvizek tisztitasanak ujabb hazai eredmenyci, 3. Vizminósegi & Viztechnologiai Konferencja, Budapest, 9.-13. Okt. 1979/.Ilosc srodków chemicznych stosowanych do oczyszczania mozna zmniejszyc przez intensyfikacje procesu oczyszczania.W niektórych nowych sposobach powstajacy szlam recyrkuluje i przez to zmniejsza sie zuzycie srodków chemicznych. Szlam miesza sie za pomoca mechanicznej konstrukcji mieszajacej/wegierskie zgloszenie patento¬ we opublikowane pod numerem T/11 720/. Przy tego rodzaju sposobach potrzebne sa drogie urzadzenia z dlugi¬ mi osiami napedowymi, drogie konstrukcje do redukowania liczby obrotów i do regulowania obrotów i.t.d.Niekorzystne jest poza tym, ze przez cyrkulacje szlamu czesto rozrywane sa klaczki, ich dzialanie aktywizujace powierzchnie jest mniejsze i dlatego trudniej sedymentuja /R. Kohler: Wasser, Luft u. Betrieb 19/1975/, Nr 2, str.» 72—77/. Niekorzystne jest takze to, ze wszystkie zanieczyszczenia oddzielane sa przez sedymentacje, chociaz tluszcze, oleje i lzejsze unoszace sie zanieczyszczenia moga byc flotowane mniejsza iloscia srodków chemicznych, ale z lepszym stopniem dzialania /Rediger: Gewósserschutz — Wasser — Abwasser, B. 19, datowanie z dnia\ 2 126 972 28.04.-30.04.1975 w Essen, strony 505-509/.Wedlug innych znanych sposobów, na przyklad wedlug wegierskiego opisu patentowego nr 172 107 i opisu patentowego RFN DE—OS nr 2 710 359 srodkami chemicznymi traktuje sie juz osadzony szlam, który . poddawany jest wibracjom za pomoca pomp mamutowych. Dzieki kierujacemu dzialaniu wznoszacej sie rury przedluzony jest czas reakcji.Sposoby te maja te wade, ze w strefie reakcyjnej utrzymywany jest jeszcze niewystarczajaco aktywny, lekki i trudno sie osadzajacy szlam. Recyrkulujejuz raz osadzony, silnie uwodniony, malo aktywny szlam.Zadaniem wynalazku jest opracowanie korzystnego sposobu i urzadzenia do oczyszczania scieków, dzieki którym mozna uniknac wad znanych sposobów.Wedlug wynalazku zadanie to zostalo rozwiazane w ten sposób, ze ciecz wymieszana z chemikaliami poda¬ je sie do komory flokulacji — koagulacji za pomoca strumienia gazu wprowadzanego od dolu do jednej lub kilku rur umieszczonych w komorze mieszania, skad splywa w dól, przy czym stosunek wprowadzanego do procesu swiezego strumienia cieczy i strumienia cieczy przeprowadzonego przez komore flokulacji — koagulacji reguluje sie strumieniem wprowadzanego gazu i predkosc cieczy przeplywajacej w dól zmniejsza sie w sposób ciagly lub skokowy, strumien cieczy zawierajacy stale rosnace klaczki miesza sie ze swiezym strumieniem cieczy wprowa¬ dzonej do procesu, wymieszanej z chemikaliami i substancje, które wyplynely na wierzch oddziela sie w górnej czesci komory flokulacji — koagulaqi, osadzony szlam oddziela sie z dolu komory osadnika, a oczyszczona ciecz z górnej czesci komory osadnika.Urzadzenie wedlug wynalazku skonstruowane jest w ten sposób, ze w komorze mieszania z chemikaliami i stracania jest umieszczony transportujacy przewód polaczony z komora flokulacji — koagulacji i flotowania przez komore rozdzielacza i przewody, przy czym komora flokulacji — koagulacji i flotowania zawiera, umieszczo¬ ne w jej górnej czesci, koryto zbiorcze do odprowadzania wyplywajacych do góry zanieczyszczen, a na dole komory osadnika umieszczony jest szlamownik ograniczony stozkowa sciana.Wedlug wynalazku traktowanie chemiczne, stracanie, tworzenie klaczków i recyrkulacja szlamu dokonuje sie bez mechanicznego mieszania, podczas gdy skladniki lzejsze — jesli takie sie znajduja — sa flotowane chemicz¬ nie.Sposób sklada sie z trzech regulowanych niezaleznie od siebie stopni. W pierwszym z nich potrzebne srodki chemiczne i traktowana ciecz miesza sie wzajemnie i kontaktuje, a drobniutkie pecherzyki powietrza wprowadza sie do cieczy. W drugim stopniu przy zmniejszajacej sie predkosci przeplywu klaczki powiekszaja sie i koaguluja, aktywne klaczki recyrkuluja, a lzejsze skladniki flotuja za pomoca zawartych w cieczy pecherzyków powietrza.W trzecim stopniu natomiast substancje koagulujace ze srodkami chemicznymi sedymentuja.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest w przykladzie wykonania na rysunku, który pokazuje urzadzenie wedlug wynalazku w przekroju wzdluznym. Rysunek przedstawia charakterystyczna postac wykona¬ nia, jednakze mozliwe sa liczne inne postacie wykonania objete zakresem ochrony.W urzadzeniu otoczonym cylindrycznymi scianami 15, 16 przeplywa ciecz w otwartej z góry i z dolu komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej sciana 7, oznaczonej na rysunku litera A i w otwartej z dolu komorze flokulacji — koagulacji i flotowania ograniczonej scianami 7, 8, 9 i 18 oznaczonej na rysunku litera B. W górnej czesci tej komory zamknietej od góry sciana 18 znajduje sie koryto zbiorcze 14. W komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej sciana 7 znajduje sie umieszczony pionowo transportujacy przewód 11, który poprzez komore rozdzielacza 12 i przewody 13 polaczony jest z komora flokulacji — koagu¬ lacji i flotowania ograniczona scianami 7, 8, 9 i 18. Komora flokulaqi — koagulacji i flotowania zawiera, umiesz¬ czone w jej górnej czesci koryto zbiorcze 14, sluzace do odprowadzania wyplywajacych do góry zanieczyszczen.Na dole komory osadnika ograniczonej scianami 8, 9, 15 i 16 i oznaczone} na rysunku litera C jest umieszczony szlamownik, ograniczony stozkowa sciana 15.Urzadzenie pracuje w nastepujacy sposób: ciecz wprowadzana jest przewodem 1 pod rury 10, jednoczesnie przewodem 3 dozowane sa potrzebne chemikalia. Przewodem 2 przesylane jest przez rury 10 powietrze. Dzieki temu ciecz mieszana jest w kierunku pionowym, zanieczyszczenia wytracaja sie, tworza sie klaczki, nastepuje koagulacja i doprowadzane sa pecherzyki powietrza potrzebne do flotowania.Do transportujacego przewodu 11 doprowadzone jest równiez powietrze przewodem 2a, dzieki jego dziala¬ niu w komorze rozdzielacza 12 iw przewodach 13 zaczyna sie transport cieczy w kierunku powierzchni flokula- cyjno — koagulacyjnej. W tym czasie lzejsze zanieczyszczenia wyplywaja razem z pecherzykami powietrza na powierzchnie cieczy i wydostaja sie na zewnatrz przez koryto zbiorcze 14 i przewód 4. W komorze floku¬ lacji — koagulacji i flotowania ograniczonej scianami 7,8,9 i 18 przeplywa od dolu ciecz z predkoscia, która jest proporqonalna do predkosci cieczy przeplywajacej transportujacym przewodem 11. W stozkowej przestrzeni predkosc cieczy zmniejsza sie, przez co powstaja korzystne warunki do tworzenia i wzrostu klaczków.Ilosc cieczy przeplywajacej transportujacym przewodem 11 jest wieksza niz ilosc cieczy podawana do126 972 3 oczyszczenia i dlatego oczyszczana ciecz wielokrotnie przeplywa przez komore ograniczona scianami 7, 8 i 9„ przy czym odrywa ona ze soba mniejsze, aktywne klaczki i dzieki temu ma miejsce wielokrotne zetkniecie! klaczków z zanieczyszczeniami. Ilosc cieczy przeplywajacej transportujacym przewodem 11 zalezy od iloscii doprowadzanego powietrza to znaczy recyrkulacja moze byc regulowana iloscia powietrza doprowadzonego przewodem 2a. Transportujacy przewód 11 jest krótszy od rury 10, iw ten sposób ciecz zawierajaca chemikalia i ciecz zawierajaca recyrkulujace klaczki moga byc skutecznie wymieszane ze soba.Traktowana chemicznie ciecz przeplywa ponizej dolnej krawedzi sciany 9 w kierunku strzalki a i traci czesc zawartego w niej szlamu. Przy dalszym przeplywie do góry osadzaja sie w przestrzeni osadnika takze male klaczki. Oczyszczona ciecz wyplywa ponad górna krawedzia sciany 9 i opuszcza urzadzenie przewodem 5. Osa¬ dzony szlam zsuwa sie wzdluz stozkowej sciany 15 do szlamownika i moze byc odprowadzony przewodem 6.Równiez sposób wedlug wynalazku jest blizej objasniony za pomoca rysunku. Ciecz wchodzi przez prze¬ wód 1 do strefy napowietrzania i mieszania w komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej scia¬ na 7. Przez przewód 2 doprowadzane jest powietrze do spodu pionowej rury 10. Zmniejszenie ciezaru wlasciwe¬ go cieczy, spowodowane doprowadzeniem powietrza, podnosi ciecz w rurach do góry, a w przestrzeni miedzy rurami opada ona do dolu. W nastepstwie tego w komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej sciana 7 zachodzi intensywne mieszanie. Dzieki temu srodki chemiczne wprowadzane przewodem 3 i rozpuszczo¬ ne, zemulgowane lub koloidalne substancje rozpuszczone w cieczy intensywnie stykaja sie ze soba. Do tej komo¬ ry wprowadza sie nastepnie malenkie pecherzyki powietrza potrzebne do flotowania lzejszych zanieczyszczen.Dla intensywnosci wymieszania charakterystyczna jest predkosc cyrkulacji strumienia cieczy, która reguluje sie iloscia gazu sluzacego do mieszania.Regulowana ilosc powietrza doprowadzanego przewodem 2a wymieszanego z chemikaliami, poprzez trans¬ portujacy przewód 11 doprowadzana jest do komory rozdzielacza 12 i dostaje sie stad przez przewody rurowe 13 do komory ograniczonej scianami 7, 8 i 9, w której ciecz przeplywa w dól ze zmniejszajaca sie predkoscia, podczas gdy skladniki lzejsze, razem z pecherzykami powietrza wyplywaja na powierzchnie cieczy. Plywajace na powierzchni zanieczyszczenia wyplywaja z aparatu przez koryto zbiorcze 14 i przewód 4. W przestrzeni ograni¬ czonej scianami 7, 8 i 9, ciecz splywa do dolu z predkoscia zalezna od zasilania, przy czym zapoczatkowany przez dodanie srodków chemicznych proces tworzenia i wzrostu klaczków przebiega dalej.Woda zawierajaca wzrastajace klaczki przeplywa przy krawedzi sciany 9 w kierunku strzalek a i b. Przyle¬ gajace do klaczków zanieczyszczenia osadzaja sie w komorze ograniczonej scianami 8, 9, 15 i 16 i oczyszczona ciecz przeplywa ponad brzegiem przelewowym sciany 16 do oddzielonego sciana 17 kolektora i wyplywa prze¬ wodem 5 z aparatu. Osadzony szlam zsuwa sie wzdluz stozkowej sciany 15 do szlamownika, skad moze byc odprowadzony przewodem 6. Ilosc cieczy splywajacej w dól w komorze ograniczonej scianami 7,8 i 9 moze byc regulowana iloscia powietrza wprowadzanego transportujacym przewodem 11. Ciecz przeplywajaca przewo¬ dem 11 do góry przenosi ze soba lzejsze zawieszone w niej czastki i w ten sposób, cyrkulujace klaczki, posiadaja¬ ce aktywna powierzchnie, stykaja sie wielokrotnie ze znajdujacymi sie w cieczy zanieczyszczeniami.Powietrze uzywane w sposobie wedlug wynalazku sluzy nie tylko do mieszania, transportowania i flotowa¬ nia, a w wielu przypadkach bierze tez udzial w procesach chemicznych. Jesli do obróbki chemicznej uzywane sa sole zelaza, wówczas do tworzenia klaczków konieczny jest tlen, który przechodzi do roztworu z przepuszcza¬ nego przez roztwór powietrza.Powietrze wychodzi z aparatu, z górnej, zamknietej czesci komory fiokulacji — koagulacji i flotowania przez oddzielacz kropel 19 i przewód 20.Sposób wedlug wynalazku ma nastepujace zalety: Konieczne do oczyszczania scieków, zawierajacych rozpuszczone, zemulgowane lub koloidalne zanieczyszczenia, czynnosci takie jak traktowanie chemiczne /wytracanie, flokulaqa,koagulacja/ flotowanie i osadzenie realizowane sa w jednym stopniu. Potrzebne chemika¬ lia mieszane sa z ciecza bez mechanicznego mieszania, za pomoca powietrza stosowanego do flotowania. Recyrku¬ lacja powstajacych klaczków przebiega równiez przy pomocy powietrza. Mieszanie i recyrkulacja moga byc oddzielnie regulowane za pomoca ilosci przepuszczonego powietrza. Dzieki recyrkulacji aktywnych klaczków zmniejsza sie zapotrzebowanie na chemikalia i powstaja mniejsze ilosci szlamu srodków chemicznych. Klaczki rosna w czasie recyrkulacji w dogodnych warunkach i latwo sie osadzaja. Przy stosowaniu soli zelaza jako srod¬ ków chemicznych, zapotrzebowanie reakcji chemicznej na tlen pokrywane jest przez przepuszczane powietrze.Sposób wedlug wynalazku moze byc korzystnie stosowany do oczyszczania scieków zawierajacych tlusz¬ cze, oleje, srodki piorace, substanqe organiczne, rozpuszczone zanieczyszczenia stracajace sie.Przyklad. Scieki z pralni, zawierajace 20—40mg/l aktywnych anionowo srodków pioracych, 100—200mg/l tluszczów i olejów oraz 200—500mg/l zawiesiny, przepuszcza sie przez urzadzenie wedlug wyna¬ lazku z predkoscia objetosciowa 4m3/h, po uprzednim ujednoliceniu i nastawieniu wartosci pH. Do scieków* dodaje sie 0,5g/l siarczanu glinu i 2mg/1 polielektrolitu. Ilosc cyrkulujacej w aparacie cieczy, zawierajacej aktyw-4 126 972 ne klaczki wynosi 16—20m3/h, to znaczy cztero—pieciokrotna ilosc doprowadzonych scieków. Wyplywajaca z przestrzeni osadnika, oczyszczona woda zawiera jeszcze 3—6mg/l, aktywnego anionowo, srodka pioracego, 20—25mg/l tluszczu i oleju oraz 20—50mg/l zawiesiny. Stopien oczyszczenia wynosi /wartosci srednie zakladu z kilku miesiecy/: aktywny anionowo srodek pioracy 83% zawartosc tluszczu i oleju 87,5% zawiesina 90,5% Wytracony szlam stanowi 3% objetosci doprowadzonych scieków.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego traktowania cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowane i/lub koloidal¬ ne i grawitacyjnego oddzielania tych substancji polegajacy na wymieszaniu cieczy z potrzebnymi chemikaliami za pomoca powietrza lub odpowiednich gazów wprowadzanych od dolu pionowych, symetrycznych elementów mieszajacych, na flokulacji i oddzielaniu substancji zawartych w cieczy, w urzadzeniu, które w kierunku promie¬ niowym od swej pionowej osi symetrii zawiera umieszczone koncentrycznie kolejno po sobie, komore mieszania z chemikaliami i stracania, komore flokulacji—koagulacji i flotowania i polaczona z nimi komore osadnika, zna¬ mienny tym, ze ciecz wymieszana z chemikaliami podaje sie do komory flokulacji—koagulacji za pomoca strumienia gazu wprowadzanego od dolu do jednej lub kilku rur umieszczonych w komorze mieszania, skad splywa w dól, przy czym stosunek wprowadzanego do procesu swiezego strumienia cieczy i strumienia cieczy przeprowadzonego przez komore flokulacji—koagulacji reguluje sie strumieniem wprowadzanego gazu i predkosc cieczy przeplywajacej w dól zmniejsza sie w sposób ciagly lub skokowy, strumien cieczy zawierajacy stale rosnace klaczki miesza sie ze swiezym strumieniem cieczy wprowadzonej do procesu, wymieszanej z chemikalia¬ mi i substancje, które wyplynely na wierzch oddziela sie w górnej czesci komory flokulacji—koagulaqi, osadzo¬ ny szlam oddziela sie z dolu komory osadnika, a oczyszczona ciecz z górnej czesci komory osadnika. 2. Urzadzenie do ciaglego traktowania cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowane i/lub koloidalne i do grawitacyjnego oddzielania tych substancji, skladajace sie z trzech oddzielnych , komór cieczo¬ wych, które polozone sa jedna za druga w kierunku promieniowym od pionowej osi symetrii i oddzielone sa od siebie scianami kierujacymi przeplyw i stanowia komore mieszania z chemikaliami i stracania, komore floku¬ lacji—koagulacji i flotowania oraz komore osadnika, przy czym w komorze mieszania z chemikaliami i stracania umieszczone sa pionowe rury otwarte od góry i od dolu, a od spodu tych rur dolaczone saelementy rozdzielaja¬ ce gaz, znamienne tym, ze w komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej sciana (7) jest umieszczony transportujacy przewód (11) polaczony z komora flokulacji—koagulacji i flotowania ograniczona scianami (7,8,9 i 18) przez komore rozdzielacza (12) i przewody (13), przy czym komora fiokulaqi—koagulacji i flotowania zawiera umieszczone w jej górnej czesci, koryto zbiorcze (14) do < odprowadzania wyplywaja¬ cych do góry zanieczyszczen, a na dole komory osadnika ograniczonej scianami (8,9,15 i 16) umieszczony jest szlamownik ograniczony stozkowa sciana (15).126 972 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego traktowania cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowane i/lub koloidal¬ ne i grawitacyjnego oddzielania tych substancji polegajacy na wymieszaniu cieczy z potrzebnymi chemikaliami za pomoca powietrza lub odpowiednich gazów wprowadzanych od dolu pionowych, symetrycznych elementów mieszajacych, na flokulacji i oddzielaniu substancji zawartych w cieczy, w urzadzeniu, które w kierunku promie¬ niowym od swej pionowej osi symetrii zawiera umieszczone koncentrycznie kolejno po sobie, komore mieszania z chemikaliami i stracania, komore flokulacji—koagulacji i flotowania i polaczona z nimi komore osadnika, zna¬ mienny tym, ze ciecz wymieszana z chemikaliami podaje sie do komory flokulacji—koagulacji za pomoca strumienia gazu wprowadzanego od dolu do jednej lub kilku rur umieszczonych w komorze mieszania, skad splywa w dól, przy czym stosunek wprowadzanego do procesu swiezego strumienia cieczy i strumienia cieczy przeprowadzonego przez komore flokulacji—koagulacji reguluje sie strumieniem wprowadzanego gazu i predkosc cieczy przeplywajacej w dól zmniejsza sie w sposób ciagly lub skokowy, strumien cieczy zawierajacy stale rosnace klaczki miesza sie ze swiezym strumieniem cieczy wprowadzonej do procesu, wymieszanej z chemikalia¬ mi i substancje, które wyplynely na wierzch oddziela sie w górnej czesci komory flokulacji—koagulaqi, osadzo¬ ny szlam oddziela sie z dolu komory osadnika, a oczyszczona ciecz z górnej czesci komory osadnika.
2. 2. Urzadzenie do ciaglego traktowania cieczy zawierajacych substancje rozpuszczone, zemulgowane i/lub koloidalne i do grawitacyjnego oddzielania tych substancji, skladajace sie z trzech oddzielnych , komór cieczo¬ wych, które polozone sa jedna za druga w kierunku promieniowym od pionowej osi symetrii i oddzielone sa od siebie scianami kierujacymi przeplyw i stanowia komore mieszania z chemikaliami i stracania, komore floku¬ lacji—koagulacji i flotowania oraz komore osadnika, przy czym w komorze mieszania z chemikaliami i stracania umieszczone sa pionowe rury otwarte od góry i od dolu, a od spodu tych rur dolaczone saelementy rozdzielaja¬ ce gaz, znamienne tym, ze w komorze mieszania z chemikaliami i stracania ograniczonej sciana (7) jest umieszczony transportujacy przewód (11) polaczony z komora flokulacji—koagulacji i flotowania ograniczona scianami (7,8,9 i 18) przez komore rozdzielacza (12) i przewody (13), przy czym komora fiokulaqi—koagulacji i flotowania zawiera umieszczone w jej górnej czesci, koryto zbiorcze (14) do < odprowadzania wyplywaja¬ cych do góry zanieczyszczen, a na dole komory osadnika ograniczonej scianami (8,9,15 i 16) umieszczony jest szlamownik ograniczony stozkowa sciana (15).126 972 PL