RU1778074C - Флотационное устройство дл очистки сточных вод - Google Patents

Abstract

Использование: Изобретение относитс  к области очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей и может быть использовано дл  очистки сточных вод на предпри ти х хранени  и транспорта нефтепродуктов. Сущность: флотационное устройство дополнительно содержит датчик содержани  нефтепродуктов, датчик температуры, блок управлени  и исполнительные механизмы , при этом датчик содержани  нефтепродуктов расположен на подвод щем трубопроводе и через блок управлени  соединен с исполнительным механизмом изме- нени  углов наклона наклонной перегородки и с исполнительным механизмом подачи коагул нта. Кроме того, на подвод щем трубопроводе расположены смесительные камеры с тангенциальным подводом воздуха и коагул нта, а флотационные камеры выполнены в виде частично замкнутого пространства, образованного наклонными перегородками с переломами в горизонтальной и вертикальной плоскост х, углы наклона которых завис т от исходного содержани  нефтепродуктов в сточных водах . 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области очистки производственных сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей и может быть использовано дл  очистки сточных вод на предпри ти х хранени  и транспорта нефтепродуктов.

Известен флотатор дл  очистки сточных вод, содержащий камеру флотации с вертикальными стенками, наклонное перекрытие, систему дл  диспергировани  газа, сборник пены с верхней кромкой и устройства дл  ввода и вывода очищаемой воды, расположенные на противоположных торцах камеры флотации.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что при прохождении очищаемой водой системы диспергировани  в воду газа , образуютс  сравнительно крупные пузырьки воздуха /220-300 мкм/, в

результате чего веро тность прилипани  эмульгированных частиц нефтепродуктов и их закрепление на возду шных пузырьках будет весьма незначительным. Кроме того, на процесс флотации будут оказывать существенное вли ние и осаждающиес  механические примеси в результате противотока слоев очищаемой воды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигнутому результату  вл етс  устройство дл  флотационной очистки воды, включающее корпус флотатора, разделенный парными перегородками на четыре флотационные камеры, в которых вода обрабатываетс  последовательно , трубопроводы подвода коагул нт а, воздухораспределительные трубопроводы, аэраторы,наклонные перекрыти .

VJ VJ

00 О VI

.N

Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  пропускна  способность /производительность/ установки, вызванна  многократным повторением цикла очистки одного и того же объема сточных РОД; низка  степень очистки /очистка производитс  без учета температурного режима процесса коагул ции и флотации/; довольно сложна  технологическа  схема установки, включающа  в себ  большое количество трубопроводных коммуникаций; не учитываетс  соотношение исходного содержани  нефтепродуктов в сточных вода и подаваемого коагул нта.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени очистки и экономи  коагул та.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что флотационное устройство дополнительно содержит датчик содержани  нефтепродуктов , датчик температуры, блок управлени  и исполнительные механизмы, при этом датчик содержани  нефтепродуктов расположен на подвод щем трубопроводе и через блок управлени  соединен с исполнительным механизмом изменени  углов наклона наклонной перегородки и с исполнительным механизмом подачи коагул нта . Кроме того, на подвод щем трубопроводе расположены смесительные камеры с тангенциальным подводом воздуха и коагул нта , а флотационные камеры выполнены в виде частично замкнутого пространства, образованного наклонными перегородками с переломами в горизонтальной и вертикальной плоскост х, углы наклоны которых завис т от исходного содержани  нефтепродуктов в сточных водах.

Повышение степени очистки

Указанна  цель достигаетс  за счет наличи  в устройстве: флотационных камер указанной конструкции; датчика содержани  нефтепродуктов в сточных водах и блока управлени ; системы терморегул ции процессов флотации и коагул ции, смесительных насадок, конструктивно выполнен- ных с направл ющими раструбами и с тангенциальным подводом воздуха и коагул нта

Флотационные камеры выполнены в виде частично замкнутого пространства, образованного наклонной перегородкой с переломами в горизонтальной и вертикальной плоскост х. Наличие наклонной перегородки с переломами позвол ет в зависимости от исходного содержани  нефтепродуктов в сточных водах регулировать процесс очистки . При этом учитываетс  подбор оптимальных углов наклонных перегородок и их взаимосв  ь со степенью О шстки и подачей коагул нт погточнпои концентрации Вли ние углов наклона на процесс очистки про вл етс  в следующем. Водновоздушна  смесь из смесительной насадки, направл ема  специальным раструбом, устремл етс 

вдоль наклонной перегородки, имеющей переломы в горизонтальной и вертикальной плоскост х, в ходе движени  смеси продолжаетс  процесс разрушени  нефт ной эмульсии и образование флотоагрегатов,

0 происходит расслоение жидкости, Флотоаг- регаты, как более легкие /практически, пена/ , поднимаютс  по внешней стороне потока, достигают перелома наклонной перегородки и устремл ютс  в камеру сбора и

5 вывода пены. Причем, экспериментально установлено, что на длину пут и внешней части потока вдоль наклонной перегородки существенное вли ние оказывает угол наклона наклонной перегородки /угол переги0 ба/. Чем меньше угол наклона, тем больший путь проходит внешний слой, тем большее врем  коагул нт взаимодействует с водно- нефт ной эмульсией и наоборот. Кроме того , установлено, что при последовательном

5 соединении в одном устройстве флотационных камер, углы наклона наклонных перегородок в этих флотационных камерах  вл ютс  взаимозависимыми.

Оптимальное соотношение углов накло0 на наклонных перегородок и исходного содержани  нефтепродуктов в сточных водах позвол ет учитывать в процессе очистки следующие факторы: наиболее эффективное использование лодьемной силы пузырь5 ков воздуха при относительно большом гидростатическом давлении жидкости в флотационной камере, рациональное использование рабочего объема флотационной камеры и достигаемый эффект очистки.

0 Датчик содержани  нефтепродуктов и блок управлени  позвол ет в зависимости от содержани  нефтепродуктов в сточных водах задавать установленный режим работы устройства с заданной степенью очистки.

5 Датчик содержани  нефтепродуктов определ ет содержание нефтепродуктов в воде и выдает сигнал на блок управлени , который обрабатывает его и выдает команду на исполнительный механизм, устанавливаю0 щий углы наклона наклонных перегородок, и на исполнительный механизм, регулирующий через дозатор подачу коагул нта посто нной концентрации в смесительную насадку.

5 В флотационной камере установлен датчик контрол  температуры, который через блок управлени  соединен с устройством дл  поддержани  оптимальной температуры процессов флотации и кпагу л ции Вли ние температуры нл пртрк нмр

данных процессов чрезвычайно существенно . Поддержание оптимальной температуры в камере флотации в зависимости от исходного содержани  нефтепродуктов в сточных водах позвол ет значительно увеличить скорость флотации, уменьшить ее врем . с максимальной эффективностью использовать коагул нт дл  разрушени  вод- нонефт ной эмульсии. Экспериментально установлена зависимость степени очистки сточных вод от температурного режима /фиг. 1/.

Смесительные насадки выполнены конструктивно с направл ющими раструбами. Подвод в насадки коагул нта и воздуха осуществл етс  по тангенциально расположенным трубопроводам. Применение смесительных насадок, установленных на подвод щем трубопроводе, позвол ет осуществить интенсивное перемешивание очищаемой воды с коагул нтом и насыщением ее воздухом. Тангенциальный подвод воздуха и коагул нта позвол ет создать благопри тные услови  дл  перемешивани  компонентов и их лучшего реагировани . В частично замкнутом пространстве насадки начинаетс  процесс разрушени  эмульсии. Размещение смесительных насадок по периметру подвод щего трубопровода позвол ет равномерно распределить очищаемые воды по объему флотационной камеры.

Экономи  коагул нта достигаетс  за счет использовани  оптимального соотношени  коагул нта и содержани  нефтепродуктов в очищаемой жидкости, что существенно снижает расход коагул нта; за счет применени  флотационных камер в виде частично замкнутого пространства, образованного наклонной перегородкой, имеющей переломы в горизонтальной и вертикальной плоскост х, в результате чего увеличиваетс  путь движени  очищаемой жидкости в флотационной камере при сравнительно небольших размерах самой камеры; применением одностадийной схемы, последовательным прохождением очищаемой жидкости флотационных камер; приме- нением системы терморегул ции, позвол ющей рационально и с высокой эффективностью использовать коагул нт дл  разрушени  воднонефт ной эмульсии.

Принципиальна  схема предлагаемого устройства показана на фиг. 2, 3.

Устройство включает датчик содержани  нефтепродуктов 1, подвод щий трубопровод 2, первую флотационную камеру 3, смесительные насадки 4, направл ющие раструбы 5, блок управлени  б, исполнительный механизм, регулирующий подачу коагул нта 7, исполнительный механизм изменени  углов наклона наклонной перегородки 8, дозатор 9, датчик температуры 10, устройство дл  поддержани  оптимальной температуры в флотационной камере 11, на- 5 клонные перегородки 12, камеры сбора и вывода пены 13, переломы наклонной перегородки 14, нефтесборник 15, шламонако- пители 16, вертикальную стенку 17, подвод щие трубопроводы 18, вторую фло0 тационную камеру 19, перегородку 20, отстойную камеру 21, вертикальную перегородку 22, сорбционный фильтр 23, вывод щие трубопроводы 24.

Устройство работает следующим обра5 зом. Очищаема  жидкость, пройд  через датчик содержани  нефтепродуктов 1, по подвод щему трубопроводу 2 поступает в нижнюю часть первой флотационной камеры 3 через смесительную насадку 4 и на0 правл ющий раструб 5. Одновременно с поступлением сточных вод по подвод щему трубопроводу 2, датчик содержани  нефтепродуктов 1 определ ет содержание нефтепродуктов в поступающих сточных водах и

5 передают информацию в блок управлени  б, который дает команду на исполнительный механизм 7, регулирующий подачу коагул нта через дозатор 9. Подача в смесительную насадку 4 коагул нта посто нной

0 концентрации осуществл етс  в соответствии с исходным содержанием нефтепродуктов в сточных водах и требуемой степенью очистки. Одновременно с этим, с блока управлени  б подаетс  команда на исполни5 тельный механизм изменени  углов наклона наклонной перегородки 8, который устанавливает необходимые углы наклона соответственно в первой и второй флотационных камерах.

0 В флотационной камере 3 установлен

датчик температуры 10, который соединен

через блок управлени  6 с устройством дл 

поддержани  оптимальной температуры в

флотационной камере 11. Одновременно с

5 подачей сточных под в смесительную насадку 4 по специальным трубопроводам тангенциально осуществл етс  подача воздуха и коагул нта. В насадке 4 происходит интенсивное перемешивание очищаемой воды с

0 коагул нтом и насыщение ее воздухом, начинаетс  образование флотоагрегзтов в виде устойчивой пены.

Образовавша с  водовоздушна  смесь под давлением выходит из насадки через

5 направл ющий раструб 5, измен ющий направление движени  потока и направл ющий его вдоль наклонной перегородки 12. Камера флотации 3 представл ет собой частично замкнутое пространство, ограниченное наклонной перегородкой 12 и имеющей

переломы по периметру под определенными углами в горизонтальной и вертикальной плоскост х, В верхней части камеры флотации 3 имеетс  камера сбора и вывода пены 13, ограниченна  с боков плоскост ми наклонной перегородки 12, в нижней части - уровнем жидкости. Уровень жидкости в фло- тационной камере 3 установлен таким образом , что образовавша с  пена периодически, по мере образовани , сбрасываетс  в нефтесборник 15.

При выходе из насадка 4 через раструб 5 в потоке жидкости продолжаетс  процесс разрушени  эмульсии и образовани  флото- агрегатов, происходит расслоение жидкости . Образовавшиес  флотоагрегаты, как более легкие, поднимаютс  по внешней стороне потока, достигают переломов 14 наклонной перегородки 12 и устремл ютс  о камеру сбора и вывода пены. В процессе движени  внешней части потока, важную роль играют углы наклона наклонной перегородки , Чем меньше угол, тем больший путь проходит внешн  , наиболее насыщенна  нефтепродуктами, часть потока, тем длительнее врем  взаимодействи  коагул нта с очищаемой жидкостью,

Механические примеси под действием гравитационных сил постепенно, по мере продвижени  жидкости вдоль наклонной перегородки 12, оседают на дно флотационной камеры 3 и собираютс  в шламонакопи- тели 16, откуда затем вывод тс  за пределы устройства.

Очищаема  жидкость, достигнув противоположной стенки камеры флотации, установленной вертикально, огибает ее и, под действием гидростатического давлени  подаваемой в флотационную камеру 3 новой партии очищаемой жидкости, выдавливаетс  в пространство над наклонной перегородкой 12 и вдоль вертикальной стенки 17 По подвод щему трубопроводу 10 подаетс  во вторую флотационную камеру 19, где процесс флотации и коагул ции проходит аналогично.

Из флотационной камеры 19 осветленна  жидкость перетекает через отверсти  в перегородке 20 в отстойную камеру 21, где происходит дополнительное отстаивание, движение жидкости приобретает ламинарный характер, при этом выделившиес  механические примеси собираютс  в шламонакопитель и затем вывод тс . Огиба  вертикальную перегородку 22,жидкость

попадает в сорбционный фильтр 23 и затем выводитс  из устройства по вывод щим трубопроводам 24.

Пример. Данное техническое решениебыло проверено влабораторныхуслови-  х на опытной установке, подтверждена его работоспособность и эффективность. Дл  испытани  брали смесь, содержащую нефтепродукты /автобензин Аи-93-20%, масло

Мб310в-80%-20%; механические примеси /мел, песок/ - 20%; вода техническа  60%. Нефтепродукты и мехпримеси находились в растворе в мелкодисперсном и взвешенном состо нии. В качестве коагул нта

примен лс  сернокислый аюминий/глино- зом/ , Загрузку сорбционного фильтра составл л активированный уголь.

Очистку проводили по технологии, указанной выше. Результаты эксперимента

приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет быстро и с достаточно высокой эффективностью производить очистку неф- тесодержащих сточных вод.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   . Флотационное устройство дл  очистки сточных вод, содержащее корпус, флотационные камеры, подвод щие и отвод щие трубопроводы, вертикальные и наклонные

   перегородки, установленные во флотационных камерах, отличающеес  тем, что, с. целью повышени  степени очистки и экономии коагул нта, оно дополнительно содержитдатчиксодержани 

   нефтепродуктов, установленный на подвод щем трубопроводе, датчик температуры, установленный в первой флотационной камере , блок управлени  и исполнительные механизмы изменени  углов наклона наклонных перегородок и подачи коагул нта, при этом датчики содержани  нефтепродуктов и температуры соединены с информационными входами блока управлени , выходы которого соединены с управл ющими входами исполнительных механизмов изменени  угла наклона наклонных перегородок и подачи коагул нта.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щее- с   тем. что на подвод щем трубопроводе в

   каждой флотационной камере установлена смесительна  насадка и направл ющий раструб дл  тангенциального подвода воздуха и коагул нта, наклонные перегородки установлены с переломами в горизонтальной и

   вертикальной плоскост х,

   10 20 30 40 5U GO 70 80 90

   степень очистки, %

   , /

   L

   8

   - - -. « i

   t

   Фиг.

   Hi

   Qoo

   т

   ЧС

   О

   I I «

   /

   fa И К1