RU2103046C1 - Method of water clarification - Google Patents
Method of water clarification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103046C1 RU2103046C1 RU96115975A RU96115975A RU2103046C1 RU 2103046 C1 RU2103046 C1 RU 2103046C1 RU 96115975 A RU96115975 A RU 96115975A RU 96115975 A RU96115975 A RU 96115975A RU 2103046 C1 RU2103046 C1 RU 2103046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- separation
- air bubbles
- flotation
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке вод, а именно к способам классификации, сгущения и выделения частиц и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых для осветления оборотных вод и при очистке промышленных, хозпитьевых и сточных вод. The invention relates to water treatment, and in particular to methods for classifying, thickening and separating particles and can be used in mineral processing for clarification of recycled water and in the treatment of industrial, household and wastewater.
Известен способ осветления вод, включающий введение в воду раствора флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками, флотационное выделение аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, гидравлическое выделение твердых частиц и шламовых флокул путем их осаждения в водной среде, в котором гидравлическое выделение твердых частиц и шламовых флокул осаждением производят после флотационного выделения аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, осаждение и флотационное выделение осуществляют в смежных зонах одной камеры, сопряженных между собой по принципу сообщавшихся сосудов, в одной вышерасположенной ветви которого осуществляют флотационное выделение гидрофобной части загрязнений, а в другой, нижерасположенной - гидрофильной части загрязнений, причем насыщение воды тонкодисперсными воздушными пузырьками производят пневмогидравлической аэрацией, из полученного при флотации пенного продукта выделяют водную фазу с содержащимися в ней поверхностно-активными веществами, которую используют при пневмогидравлической аэрации [1]. A known method of water clarification, including introducing a flocculant solution into water, saturating it with air bubbles, flotation separation of aeroflocs, oil products, surface-active and oily substances, hydraulic separation of solid particles and sludge flocs by precipitation in an aqueous medium in which hydraulic separation of solid particles and sludge flocs by sedimentation is carried out after flotation separation of aeroflocs, oil products, surfactants and oily substances, sedimentation and flotation separation e is carried out in adjacent zones of one chamber, interconnected by the principle of communicating vessels, in one upstream branch of which they carry out flotation of the hydrophobic part of the contaminants, and in the other, downstream branch, the hydrophilic part of the contaminants, and water is saturated with fine air bubbles from pneumatic aeration, from during the flotation of the foam product, the aqueous phase with the surfactants contained in it is isolated, which is used with pneumohydro vlicheskoy aeration [1].
Способ реализуется в устройстве для осветления вод [1], содержащем установленную вертикально камеру для циркуляции воды с приспособлением для подвода неочищенной воды и патрубком для выгрузки шлама, желоба для слива загрязненной воды и очищенной воды, закрепленные снаружи камеры на верхней ее кромке, расположенный в камере пакет наклонных параллельных осадительных пластин, по меньшей мере одну разделительную перегородку, в котором камера для циркуляции воды снабжена пневмогидравлическими аэраторами, попарно соосно размещенными на противоположных боковых ее стенках над разделительной перегородкой, которая установлена с наклоном в сторону приспособления для подвода неочищенной воды и делит камеру на зоны флотации и осаждения, расположенные соответственно над и под перегородкой, при этом зоны флотации и осаждения сообщаются в нижней части камеры под нижней кромкой разделительной перегородки, под которой расположен патрубок для выгрузки шлама, устройство снабжено установленной под желобом для слива загрязненной воды осадительной камерой с вертикальной разделительной перегородкой, расположенной внутри камеры с зазором по отношению к ее днищу и закрепленной на боковых стенках камеры и днище желоба для слива загрязненной воды с образованием двух частей, одна из которых, примыкающая к желобу сбоку, сообщается с его внутренней полостью и имеет в верхней части переливной регулируемый порог, а другая, расположенная под днищем желоба и примыкающая к нему снизу, снабжена размещенным в верхней ее части патрубком для вывода водной фазы, при этом переливная кромка регулируемого порога расположена выше выходного отверстия патрубка для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих газообразную, водную и твердую фазы, желоб для слива очищенной воды размещен ниже верхней кромки наклонной разделительной перегородки, переливная кромка камеры над желобом для слива очищенной воды размещена ниже переливной кромки над желобом для слива загрязненной воды на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкостей. Устройство снабжено двумя блоками, каждый из которых имеет расположенные под желобом для слива загрязненной воды баллон-ресивер для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды с соответственно воздухоподводящим и водоподводящим патрубками, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены в блоках, каждый аэратор снабжен корпусом трубчатой формы с размещенными внутри него входной и выходной втулками, изготовленными из износостойкого материала, например, силицированного графита или металлокерамики, корпуса аэраторов одним торцом плотно вмонтированы в боковую стенку камеры для циркуляции воды, а другим - в смежную стенку между баллоном-ресивером и коллектором для напорной воды, выходные сопла пневмогидравлических аэраторов направлены внутрь камеры для циркуляции, а входные отверстия аэраторов направлены внутрь коллектора для напорной воды, трубчатые корпуса аэраторов имеют на внутренней поверхности кольцевую канавку, сопряженную с внутренней полостью баллона-ресивера для сжатого воздуха, входная и выходная втулки имеют сквозные отверстия для напорной воды, выходная втулка имеет в осевом отверстии участок с тангенциальными проходами для сжатого воздуха, поступающего из кольцевой канавки корпуса аэраторов [1]. The method is implemented in a device for water clarification [1], comprising a vertically mounted chamber for circulating water with a device for supplying untreated water and a nozzle for unloading sludge, a gutter for draining contaminated water and purified water, mounted outside its chamber on its upper edge, located in the chamber a package of inclined parallel precipitation plates, at least one dividing wall, in which the chamber for water circulation is equipped with pneumohydraulic aerators, paired coaxially placed on the of its opposite side walls above the separation partition, which is inclined towards the side of the device for supplying untreated water and divides the chamber into flotation and deposition zones located respectively above and below the partition, while the flotation and deposition zones communicate in the lower part of the chamber under the lower edge of the separation the partition, under which the nozzle for discharging sludge is located, the device is equipped with a precipitation chamber with a vertical separator installed under the chute for draining contaminated water a septum located inside the chamber with a gap in relation to its bottom and fixed on the side walls of the chamber and the bottom of the gutter to drain contaminated water with the formation of two parts, one of which adjacent to the gutter on the side communicates with its internal cavity and has in the upper part adjustable overflow threshold, and the other, located under the bottom of the gutter and adjacent to it from below, is equipped with a pipe located in its upper part for outputting the aqueous phase, while the overflow edge of the adjustable threshold is located above the outlet th hole of the nozzle for the output of the aqueous phase by a value proportional to the difference in the densities of clarified water and oily contaminants containing gaseous, aqueous and solid phases, the chute for draining the purified water is placed below the upper edge of the inclined dividing wall, the overflow edge of the chamber above the chute for draining the purified water is placed below the overflow edge above the chute for draining contaminated water by an amount proportional to the density difference between aerated and non-aerated liquids. The device is equipped with two blocks, each of which has a compressed-air cylinder and receiver for pressure water with respectively air inlet and water inlets located under the chute for draining contaminated water, while pneumohydraulic aerators are placed in blocks, each aerator is equipped with a tubular body with placed inside it, inlet and outlet bushings made of wear-resistant material, for example, siliconized graphite or cermets, aerator shells with one end face They are mounted in a lot on the side wall of the chamber for water circulation, and on the other side, on the adjacent wall between the receiver cylinder and the manifold for pressure water, the output nozzles of the pneumohydraulic aerators are directed inside the circulation chamber, and the inlet openings of the aerators are directed inside the manifold for pressure water, tubular aerator bodies have an annular groove on the inner surface mating with the inner cavity of the receiver tank for compressed air, the inlet and outlet bushings have through holes for pressure water, out one sleeve has a section in the axial hole with tangential passages for compressed air coming from the annular grooves of the aerator housing [1].
Недостатком известного способа является то, что в нем отсутствуют операции, обеспечивающие интенсивную коагуляцию коллоидных частиц. Он не имеет последовательных операций для насыщения воды тонкодисперсными газовыми и воздушными пузырьками раздельно от флотационного выделения аэрофлокул. При одновременном проведении этих операций струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, частично разрушает уже сформированные флотокомплексы, что ведет к ухудшению аэрогидродинамических условий для выделения гидрофобных загрязнений, снижению эффективности процесса осветления вод, качества ее очистки и производительности аппарата. К недостаткам способа следует отнести отсутствие в нем операций обеззараживания воды. The disadvantage of this method is that it does not have operations that provide intensive coagulation of colloidal particles. It does not have sequential operations to saturate water with finely dispersed gas and air bubbles separately from the flotation separation of aeroflocs. While carrying out these operations, jet mixing of water by pneumohydraulic aeration partially destroys the already formed flotation complexes, which leads to a deterioration of aerohydrodynamic conditions for the separation of hydrophobic contaminants, a decrease in the efficiency of the water clarification process, the quality of its cleaning and the productivity of the apparatus. The disadvantages of the method include the lack of operations of disinfection of water in it.
Используемые в устройстве [1] для снижения внутрикамерной турбулентности успокоительные решетки и пластины в данном случае недостаточны для сохранения уже сформированных флотокомплексов, так как они расположены непосредственно в зоне струйного перемешивания воды при ее насыщении воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией. The soothing gratings and plates used in the device [1] to reduce intra-chamber turbulence in this case are insufficient to preserve the already formed flotation complexes, since they are located directly in the zone of jet mixing of water when it is saturated with air bubbles by pneumohydraulic aeration.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ осветления вод, включающий введение в воду раствора флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками, флотационное выделение аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, выделение твердых частиц и шламовых флокул путем их осаждения в водной среде, в котором выделение твердых частиц и шламовых флокул осаждением производят после флотационного выделения аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, осаждение и флотационное выделение осуществляют в смежных зонах одной камеры, сопряженных между собой по принципу сообщающихся сосудов, при этом насыщение воды тонкодисперсными воздушными пузырьками производят пневмогидравлической аэрацией, из полученного при флотации пенного продукта выделяют водную фазу с содержащимися в ней поверхностно-активными веществами, которую используют при пневмогидравлической аэрации [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a method of clarification of water, including the introduction of a flocculant solution into water, saturation with air bubbles, flotation separation of aeroflocs, oil products, surface-active and oily substances, the allocation of solid particles and slurry flocs by sedimentation in an aqueous medium in which the separation of solid particles and sludge flocs by precipitation is carried out after flotation separation of aeroflocs, oil products, surface-active and oily substances c, deposition and flotation separation are carried out in adjacent zones of one chamber, interfaced according to the principle of communicating vessels, while water is saturated with fine air bubbles by pneumohydraulic aeration, the aqueous phase with the surface-active substances contained in it is isolated from the foam product obtained by flotation, which is used for pneumohydraulic aeration [2].
Способ реализуется в устройстве для осветления вод [2], содержащем установленную вертикально камеру для циркуляции воды с приспособлением для подвода неочищенной воды и патрубком для выгрузки шлама, желоба для слива загрязненной воды, закрепленные снаружи камеры на верхней ее кромке, расположенный в камере пакет наклонных параллельных осадительных пластин, по меньшей мере одну разделительную перегородку, в котором камера для циркуляции воды снабжена пневмогидравлическими аэраторами, попарно соосно размещенными на противоположных боковых ее стенках над разделительной перегородкой, которая установлена с наклоном в сторону приспособления для подвода неочищенной воды и делит камеру на зоны флотации и осаждения, расположенные соответственно над и под перегородкой, при этом зоны флотации и осаждения сообщаются в нижней части камеры под нижней кромкой разделительной перегородки, под которой расположен патрубок для выгрузки шлама, устройство снабжено центральной осадительной камерой с вертикальными разделительными перегородками, установленными внутри камеры с зазором по отношению к ее днищу и закрепленными на боковых стенках камеры и днище желоба для слива загрязненной воды, при этом внутренняя полость, образованная вертикальными перегородками, сообщается с желобом для слива загрязненной воды и имеет в верхней части переливные регулируемые пороги, а наружная полость, образованная стенками осадительной камеры и вертикальными перегородками, снабжена размещенным в ее верхней части патрубком для вывода водной фазы, причем переливная кромка регулируемого порога расположена выше уровня выходного отверстия патрубка для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих газообразную, водную и твердую фазы, желоб для слива очищенной воды размещен ниже верхней кромки наклонной разделительной перегородки, переливная кромка камеры над желобом для слива очищенной воды расположена ниже переливной кромки над желобом для слива загрязненной воды на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости. The method is implemented in a device for water clarification [2], comprising a vertically mounted chamber for circulating water with a device for supplying untreated water and a nozzle for unloading sludge, gutters for draining contaminated water, an inclined parallel package located outside the chamber on its upper edge, located in the chamber precipitation plates, at least one dividing wall, in which the chamber for water circulation is equipped with pneumohydraulic aerators, pairwise coaxially placed on opposite sides its new walls above the dividing wall, which is inclined towards the device for supplying untreated water and divides the chamber into flotation and deposition zones located respectively above and below the baffle, while the flotation and deposition zones communicate in the lower part of the chamber under the lower edge of the dividing wall , under which there is a pipe for unloading sludge, the device is equipped with a central precipitation chamber with vertical separation walls installed inside the chamber with a gap in relation to its bottom and mounted on the side walls of the chamber and the bottom of the chute for draining contaminated water, while the inner cavity formed by vertical partitions communicates with the chute for draining contaminated water and has adjustable overflow thresholds in the upper part, and the outer cavity formed by the walls sedimentation chamber and vertical partitions, equipped with a pipe located in its upper part for outputting the aqueous phase, and the overflow edge of the adjustable threshold is located above the level of the outlet the nozzle for the output of the aqueous phase by a value proportional to the difference in the densities of clarified water and oily contaminants containing gaseous, aqueous and solid phases, the chute for draining the purified water is located below the upper edge of the inclined dividing partition, the overflow edge of the chamber above the chute for draining the purified water is located below overflow edge above the chute for draining contaminated water by a value proportional to the difference in density of aerated and non-aerated liquid.
Устройство снабжено двумя блоками, каждый из которых имеет расположенные под желобом для слива загрязненной воды баллон-ресивер для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды с соответственно воздухоподводящим и водоподводящим патрубками, при этом аэраторы размещены в блоках, каждый аэратор снабжен корпусом трубчатой формы с входной и выходной втулками, плотно вмонтированный одним торцом в боковую стенку камеры для циркуляции воды, а другим - в смежную стенку между баллоном-ресивером и коллектором для напорной воды, выходные сопла пневмогидравлических аэраторов направлены внутрь камеры для циркуляции, а входные отверстия аэраторов - внутрь коллектора для напорной воды, выходная втулка корпуса аэратора имеет в осевом отверстии участок с тангенциальными проходами для сжатого воздуха, внутренняя поверхность трубчатого корпуса выполнена с кольцевой канавкой, соединенной с внутренней полостью баллона-ресивера, камера для циркуляции воды выполнена сдвоенной со взаимно симметричным зеркальным расположением двух ее половин по отношению к осадительной камере, при этом последняя расположена между половинами и является для обеих половин общей. The device is equipped with two blocks, each of which has a compressed-air cylinder and receiver for pressurized water with respectively air inlet and water inlets located under the chute for draining contaminated water, while aerators are placed in blocks, each aerator is equipped with a tubular body with an inlet and output bushings, tightly mounted with one end in the side wall of the chamber for water circulation, and the other in the adjacent wall between the receiver cylinder and the manifold for pressure water, the output nozzles non-hydraulic aerators are directed inside the chamber for circulation, and the inlet openings of the aerators are inside the manifold for pressure water, the outlet sleeve of the aerator body has a section in the axial hole with tangential passages for compressed air, the inner surface of the tubular body is made with an annular groove connected to the inner cavity of the cylinder receiver, the chamber for water circulation is made double with a mutually symmetrical mirror arrangement of its two halves with respect to the precipitation chamber, while the latter is positioned between the halves and is for both halves of the total.
Способ [2] за счет сдвоенного выполнения камеры для циркуляции воды, где этот способ реализуется, и снижения в результате этого интенсивности внутрикамерных потоков частично устраняет недостатки способа [1]. Вместе с тем, и ему свойственны недостатки способа [1] , так как и в данном случае в нем отсутствуют операции, обеспечивающие интенсивную коагуляцию коллоидных частиц, и он не имеет последовательных операций для насыщения воды тонкодисперсными газовыми и воздушными пузырьками раздельно от флотационного выделения аэрофлокул, что снижает эффективность процесса осветления вод и качества ее очистки. К недостаткам способа следует также отнести отсутствие в нем обеззараживания воды. The method [2] due to the dual execution of the chamber for the circulation of water, where this method is implemented, and reducing as a result of this the intensity of the intracameral flows partially eliminates the disadvantages of the method [1]. At the same time, it also has the disadvantages of the method [1], since in this case there are no operations that ensure intensive coagulation of colloidal particles, and it does not have sequential operations to saturate water with finely dispersed gas and air bubbles separately from flotation separation of aeroflocs, which reduces the efficiency of the process of clarification of water and the quality of its treatment. The disadvantages of the method should also include the lack of disinfection of water in it.
Целью изобретения является повышение эффективности процесса осветления вод и качества ее очистки за счет улучшения аэрогидродинамических условий для выделения коллоидных и взвешенных частиц и гидрофобных загрязнений. The aim of the invention is to increase the efficiency of the process of clarification of water and the quality of its treatment by improving the aerohydrodynamic conditions for the separation of colloidal and suspended particles and hydrophobic contaminants.
Цель достигается тем, что в способе осветления вод, включающем введение в воду раствора коагулянта и (или) флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией, флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений, выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после флотационного выделения коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделения твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде производят насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией с использованием напорной воды, прошедшей предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией и осуществляют повторное флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после чего производят насыщение воды воздушными пузырьками с использованием озоновоздушной смеси и еще раз выделяют оставшиеся загрязнения аналогичным образом, насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией и флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений осуществляют в смежных зонах одной камеры, разделенных вертикальными перфорированными перегородками с зазором у нижних их кромок, причем струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, ограничивают лишь зонами ее насыщения воздушными пузырьками, не затрагивая при этом зон флотации. The goal is achieved in that in a method of clarifying water, comprising introducing a solution of a coagulant and (or) a flocculant into water, saturating it with air bubbles with pneumohydraulic aeration, flotation separation of coagulated sludge, aeroflocules and hydrophobic contaminants, the allocation of solid particles, sludge flocculates and hydrophilic contaminants by their sedimentation in the aquatic environment, after flotation of coagulated sludge, aeroflocules and hydrophobic contaminants and the separation of solid particles, sludge floccules and hydrophilic contaminants thereby, their deposition in the aquatic environment causes water to be saturated with air bubbles by pneumohydraulic aeration using pressure water that has undergone preliminary electrochemical treatment immediately before pneumohydraulic aeration and re-flotates the coagulated sludge, aeroflocs and hydrophobic contaminants and separates solid particles, sludge flocs and hydrophilic contaminants sedimentation in an aqueous medium, after which water is saturated with air bubbles using ozone-air mixture and once again emit the remaining contaminants in a similar way, the saturation of water with air bubbles by pneumohydraulic aeration and the flotation separation of coagulated sludge, aeroflocules and hydrophobic contaminants are carried out in adjacent zones of the same chamber, separated by vertical perforated partitions with a gap at their lower edges, and jet mixing carried out by pneumohydraulic aeration is limited only by the zones of its saturation with air bubbles, without affecting When this flotation zone.
При создании изобретения авторы исходили из следующего. When creating the invention, the authors proceeded from the following.
Использование коагулянтов и флокулянтов для интенсификации выделения коллоидных и шламовых примесей из оборотных и хозпитьевых вод требует обеспечения необходимых условий, предотвращающих деструкцию агрегатных хлопьев, молекул флокулянта и образуемых с их помощью шламовых флокул и аэрофлокул, так как при их деструкции эффективность использования данных реагентов резко снижается. Одновременно снижается эффективность и качество очистки вод и производительность аппаратов. Деструкцию агрегатных хлопьев и аэрофлокул можно предотвратить посредством перевода турбулентного режима движения аэрированной жидкости, необходимого для перемешивания воды с раствором коагулянта и флокулянта, в ламинарный режим, необходимый для разделительного процесса. Это достижимо при раздельном проведении операций насыщения воды газовыми и воздушными пузырьками и флотационного выделения аэрофлокул и гидрофобных загрязнений. The use of coagulants and flocculants to intensify the release of colloidal and sludge impurities from recycled and household water requires the provision of the necessary conditions to prevent the destruction of aggregate flakes, flocculant molecules and sludge flocs and aeroflocs formed with their help, since the destruction of these reagents dramatically reduces the efficiency of use of these reagents. At the same time, the efficiency and quality of water treatment and the performance of the apparatus are reduced. The destruction of aggregate flakes and aeroflocles can be prevented by transferring the turbulent regime of the aerated liquid, necessary for mixing water with a solution of coagulant and flocculant, into the laminar regime necessary for the separation process. This is achievable with separate operations of saturation of water with gas and air bubbles and flotation separation of aeroflocs and hydrophobic pollution.
Для более тонкой диспергации воздуха, необходимой для флокулярной флотации агрегатированных коллоидных частиц и шламов и гидрофобных загрязнений, целесообразно использовать пневмогидравлическую аэрацию, для которой в качестве напорной воды рационально использовать жидкую фазу, выделенную из пенного продукта флотации, так как она обогащена поверхностно-активными веществами, извлеченными из неочищенной воды при ее флотационной обработке. При этом целесообразно провести ее предварительную электрохимическую обработку для интенсификации электрохимических и адсорбционных процессов, насыщения воды пузырьками водорода и кислорода, способными выносить тонкодисперсные вещества из объема жидкости на ее поверхность, а также для инициирования электрофоретического движения в воде взвешенных твердых и коллоидальных частиц и пузырьков газа. Кроме того, такая обработка воды обеспечивает возможность электрохимического коагулирования коллоидных и взвешенных частиц, что позволяет снизить расход веществ типа коагулянтов, а также возможность более тонко регулировать процесс осветления вод в интенсивном его режиме. Для обеззараживания вод рационально использовать при этом озоновоздушную смесь в качестве газовой фазы при пневмогидравлической аэрации. С целью повышения эффективности процесса осветления и качества очистки воды удаление загрязнений следует проводить последовательно различными методами. For finer dispersion of air required for flocculating flotation of aggregated colloidal particles and sludge and hydrophobic contaminants, it is advisable to use pneumohydraulic aeration, for which it is rational to use the liquid phase isolated from the foam flotation product, as it is enriched with surface-active substances, extracted from untreated water during its flotation treatment. In this case, it is advisable to carry out its preliminary electrochemical treatment to intensify electrochemical and adsorption processes, saturate water with hydrogen and oxygen bubbles, capable of carrying fine particles from the liquid volume to its surface, and also to initiate electrophoretic movement of suspended solid and colloidal particles and gas bubbles in water. In addition, this water treatment provides the possibility of electrochemical coagulation of colloidal and suspended particles, which allows to reduce the consumption of substances such as coagulants, as well as the ability to more finely control the process of water clarification in its intensive mode. For water disinfection, it is rational to use the ozone-air mixture as the gas phase during pneumohydraulic aeration. In order to increase the efficiency of the clarification process and the quality of water treatment, the removal of contaminants should be carried out sequentially by various methods.
На фиг. 1 изображен общий вид аппарата для осветления вод (с продольным разрезом); на фиг. 2 - вид аппарата сбоку с частичным разрезом; на фиг. 3 - узел 1 на фиг.2 в увеличенном масштабе, изображающий пневмогидравлический аэратор и его размещение в блоке (продольный разрез). In FIG. 1 shows a General view of the apparatus for clarification of water (with a longitudinal section); in FIG. 2 is a side view of the apparatus in partial section; in FIG. 3 - node 1 in figure 2 on an enlarged scale, depicting a pneumohydraulic aerator and its placement in the block (longitudinal section).
Аппарат для осветления вод содержит (см. фиг. 1 и 2) установленную вертикально пирамидальную камеру 1 для циркуляции воды, подвергаемой очистке. К камере 1 примыкает сверху приспособление 2 для подвода неочищенной воды, а в нижней ее части закреплены патрубки 3 для выгрузки шлама. Для увеличения производительности аппарата камера 1 для циркуляции воды выполнена сдвоенной со взаимно симметричным зеркальным расположением двух ее половин. Соответственно выполнено и приспособление 2 для подвода неочищенной воды. В верхней части камеры 1 с внутренней ее стороны также зеркально закреплены желоба 4 для слива воды, содержащей флотоактивную ее часть. Внутри камеры 1 расположены разделительные перегородки 5, установленные с зазором 6 по отношению к днищу камеры 1. Перегородки 5 наклонены от вертикали в противоположные друг другу стороны и плотно скреплены своими верхними кромками с внешними противоположными частями приспособления 2. Нижние кромки перегородок 5 расположены над патрубками 3 для выгрузки шлама. Боковыми кромками перегородки 5 плотно закреплены за боковые стенки камеры 1. Под разделительными перегородками 5 параллельно им размещены пакеты наклонных пластин 7, опирающиеся своими нижними кромками на вертикальные ребра 8, которые своими торцевыми кромками закреплены за разделительные перегородки 5 и нижние наклонные стенки камеры 1. Эти стенки камеры 1 параллельны разделительным перегородкам 5. К их верхним кромкам прикреплены желоба 9 для слива очищенной воды с патрубками 10 для вывода очищенной воды из аппарата. Уровень этих кромок находится ниже уровня переливных кромок камеры 1 вдоль желобов 4 на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости, что обеспечивает одновременность и непрерывность перелива пенного продукта и очищенной воды из камеры 1. Со стороны боковых стенок камера 1 имеет симметрично расположенные зоны 11 для насыщения воды воздушными пузырьками, между которыми расположены зоны 12 для флотационного выделения гидрофобных загрязнений. Зоны 11 и 12 разделены между собой вертикальными перфорированными перегородками 13 с зазором 14 у нижних их кромок по отношению к разделительной перегородке 5. В верхней части камеры 1 над зонами 11 для насыщения воды воздушными пузырьками равномерно размещены пневмогидравлические аэраторы 15, оси и выходные сопла которых направлены вниз вдоль перфорированных перегородок 13. The apparatus for clarifying water contains (see FIGS. 1 and 2) a vertically mounted pyramidal chamber 1 for circulating the water to be purified. Adjacent to the chamber 1 is a
Приспособление 2 для подвода неочищенной воды выполнено в виде зеркально симметрично расположенного над камерой 1 для циркуляции воды T-образного распределительного коллектора 16, имеющего в нижних поперечных своих участках щелевые выходы 17 во флотационные зоны 12 камеры 1. На концах поперечных участков распределительный коллектор 16 соединен через патрубки 18 с внутренней полостью зон 11 для насыщения воды воздушными пузырьками. В верхней своей части распределительный коллектор 16 снабжен патрубком 19 для приема неочищенной воды, имеющим в нижней своей части износостойкую футеровку 20. The
Желоба 4 выполнены заодно с осадительной камерой 21, размещенной под ними. Осадительная камера 21 закреплена за смежные с ней стенки камеры 1 для циркуляции воды и находится между двух зеркально симметрично расположенных ее половин, являясь общей для обеих половин. Внутри она снабжена вертикально расположенными разделительными перегородками 22, установленными параллельно смежным стенкам камер 1 и 21 с зазором 23 по отношению к днищу осадительной камеры 21. Разделительные перегородки 22 плотно закреплены за боковые стенки осадительной камеры 21 и за днища желобов 4 и делят внутреннюю полость осадительной камеры 21 на три части, одна из которых 24 центральная сообщена с внутренней полостью желобов 4 и имеет в верхней своей части переливные регулируемые пороги 25, размещенные на противоположных боковых стенках камеры 21, а две другие 26 снабжены расположенными в верхних их частях патрубками 27 для вывода водной фазы. Уровень переливных кромок регулируемых порогов 25 находятся выше выходных отверстий патрубков 27 на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих в себе газообразную, водную и твердую фазы, что обеспечивает одновременность и непрерывность выгрузки маслообразных загрязнений и водной фазы при расслоении пенного продукта на составляющие его фазы в осадительной камере 21. В нижней своей части осадительная камера 21 снабжена патрубком 28 для выгрузки пескового продукта и шлама, а в верхней части приемниками 29 с патрубками 30 для выгрузки маслообразных продуктов. The gutters 4 are made integral with the precipitation chamber 21 located below them. The precipitation chamber 21 is fixed to adjacent walls of the chamber 1 for water circulation and is located between two mirror symmetrically located halves, being common to both halves. Inside, it is equipped with vertically arranged dividing walls 22 installed parallel to the adjacent walls of the chambers 1 and 21 with a gap 23 relative to the bottom of the precipitation chamber 21. The dividing walls 22 are tightly fixed to the side walls of the precipitation chamber 21 and the bottoms of the grooves 4 and divide the internal cavity of the precipitation chamber 21 into three parts, one of which 24 is central connected with the inner cavity of the grooves 4 and has in its upper part overflow adjustable thresholds 25 located on opposite side walls x chambers 21, and the other two 26 are equipped with nozzles 27 located in their upper parts for outputting the aqueous phase. The level of overflow edges of adjustable thresholds 25 are located above the outlet openings of the nozzles 27 by a value proportional to the difference in the densities of clarified water and oily contaminants containing gaseous, aqueous and solid phases, which ensures simultaneous and continuous discharge of oily contaminants and aqueous phase when the foam product is stratified into its phases in the precipitation chamber 21. In its lower part, the precipitation chamber 21 is equipped with a nozzle 28 for unloading the sand product and sludge, and in It part of the
Пневмогидравлические аэраторы 15 установлены на камере 1 для циркуляции воды в четырех блоках 31, каждый из которых имеет баллон-ресивер 32 для сжатого воздуха и коллектор 33 для напорной воды, расположенные попарно над зонами 11 для насыщения воды воздушными пузырьками. Каждый из аэраторов 15 имеет (см. фиг. 1-3) свой трубчатой формы корпус 34 плотно (на сварке) вмонтированный своим нижним торцем в верхние кромки 35 камеры 1 над зонами 11. Выходные сопла пневмогидравлических аэраторов 15 обращены внутрь зоны 11 камеры 1, а их входные отверстия внутрь коллектора 33 для напорной воды. Внутри трубчатого корпуса 34 размещены входная 36 и выходная 37 втулки, изготовленные из износостойкого материала, например из силицированного графита или металлокерамики, имеющие сквозные отверстия 38 для напорной воды. Выходная втулка 37 имеет в осевом отверстии участок 39 большего диаметра с тангенциальными проходами 40 для сжатого воздуха. Втулки 36 и 37 закреплены в корпусе 34 посредством гайки 41 через прокладку 42. На внутренней поверхности трубчатого корпуса 34 имеется кольцевая канавка 43, соединенная через отверстия 44 с внутренней полостью баллона-ресивера 32, а через тангенциальные проходы 40 с участком 39 выходной втулки 37 аэратора 15, что обеспечивает проход сжатого воздуха из баллона-ресивера 32 в каждый из аэраторов 15. Баллон-ресивер 32 имеет воздухоподводящий патрубок 45. Коллектор 33 для напорной воды имеет водоподводящий патрубок 46, а также люки 47 с герметичными крышками 48, расположенные напротив каждого пневмогидравлического аэратора 15 и предназначенные для замены изнашивающихся частей аэраторов 15.
При работе аппарата для осветления вод камера 1 для циркуляции воды, подвергаемой очистке, заполняется через патрубок 19 и распределительный коллектор 16 неочищенной водой с добавленным в нее (при необходимости) коагулянтом или высокомолекулярным флокулянтом. Неочищенная вода с коагулянтом (флокулянтом) из щелевых выходов 17 входит непосредственно во флотационные зоны 12 камеры 1, по всей их ширине, а через патрубки 18 она сначала поступает в зоны 11 для насыщения воды воздушными пузырьками, а уже после этого проходит через отверстия в вертикальной перфорированной перегородке 13 и зазор 14 во флотационную зону 12, где смешивается с водой, поступившей в эту зону из щелевых выходов 17. Одновременно с заполнением камеры 1 водой включают в работу пневмогидравлические аэраторы 15, для чего в каждый баллон-ресивер 32 через патрубок 45 подают сжатый воздух, а в каждый коллектор 33 через патрубок 46 воду под давлением, прошедшую предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией. При прохождении высокоскоростной струи аэрированной жидкости через участок 39 в его полости генерируются акустические колебания, способствующие тонкой диспергации газа и воздуха в водной среде, и из нее эжектируется воздух, который непрерывно пополняется из баллона-ресивера 32 для сжатого воздуха через отверстия 44 в трубчатом корпусе 34, кольцевые канавки 43 и тангенциальные проходы 40. На участке 39 воздух разгоняется до высоких скоростей за счет тангенциальной его подачи через тангенциальные проходы 40, при этом векторы скоростей жидкости и воздуха не совпадают, что также способствует более тонкой диспергации воздуха. Наиболее тонкие газовые пузырьки поступают при этом с напорной водой, прошедшей предварительную электрохимическую обработку. When the apparatus for water clarification is operating, the chamber 1 for circulating water to be purified is filled through the
При заполнении камеры 1 неочищенной водой и аэрированной жидкостью на поверхности воды образуется пенный слой, свидетельствующий о наличии в ней поверхностно-активных веществ. Этот пенный слой при достижении уровня верхней кромки камеры 1 переливается через эту верхнюю кромку в желоба 4 для слива загрязненной воды. Поступающие в зоны 11 камеры 1 из приспособления 2 неочищенные воды с коагулянтом (флокулянтом) перемешиваются струями аэрированной жидкости, выходящими из сопел пневмогидравлических аэраторов 15, и насыщаются тонкодиспергированными газовыми и воздушными пузырьками. При поступлении неочищенной сильно аэрированной воды с коагулянтом (флокулянтом) во флотационную зону 12 образующиеся за счет газовых и воздушных пузырьков агрегатные хлопья и аэрофлокулы гидрофобных шламов вместе с другими гидрофобными загрязнениями воды флотируются в пенный продукт. Флотация их ведется в ламинарном режиме, так как струйное перемешивание неочищенной воды, осуществляемое в турбулентном режиме в зоне 11, отделено от флотационной зоны 12 вертикальной перфорированной перегородкой 13. Гидрофильная часть загрязнений и шламовых флокул опускается при этом вниз и вместе с водой огибает разделительные перегородки 5 под их нижними кромками и через зазоры 6 поступает в осадительные зоны камеры 1, расположенные под разделительными перегородками 5. При огибании потоком жидкости разделительных перегородок 5 из него выпадает вниз основная масса образовавшихся шламовых флокул и находящихся в воде твердых частиц и выгружается из аппарата через патрубки 3, расположенные непосредственно под разделительными перегородками 5. Оставшаяся часть гидрофильных частиц и шламовых флокул подхватывается потоком воды и вместе с ним проходит через пакеты наклонных пластин 7, где происходит тонкослойное расслоение жидкой и твердой фаз. Твердая фаза оседает на пластинах 7 и по их наклонной поверхности скатывается вниз и выгружается из аппарата через патрубки 3. Жидкая фаза, представляющая собой очищенную воду, переливается из камеры 1 в желоба 9 для слива очищенной воды и выводится из аппарата через патрубки 10. Одновременность и непрерывность перелива загрязненной и очищенной воды из камеры 1 обеспечивается тем, что уровень перелива очищенной воды в желоба 9 расположен ниже уровня перелива загрязненной воды в желоба 4 на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости, а флотационные и осадительные зоны камеры 1 сопряжены между собой по принципу сообщающихся сосудов. When filling chamber 1 with untreated water and aerated liquid, a foam layer forms on the surface of the water, indicating the presence of surface-active substances in it. This foam layer upon reaching the level of the upper edge of the chamber 1 is poured through this upper edge into the grooves 4 for draining contaminated water. The untreated water entering the
Переливающийся в желоба 4 пенный продукт поступает в осадительную камеру 21, разделенную перегородками 22 на три части по принципу сообщающихся сосудов. В одной ее части 24 центральной происходит расслоение пенного продукта на составляющие его фазы. Маслообразные продукты, как более легкие, перемешаются в верхние слои смеси и переливаются при заполненной осадительной камере 21 через переливные регулируемые пороги 25 в приемники 29 и через патрубки 30 выводятся из аппарата. Водная и твердая фазы, как более тяжелые, перемещаются в нижние слои смеси. Твердая фаза выгружается из осадительной камеры 21 через патрубок 28. Водная фаза через зазоры 23 поступает в две другие части 26 осадительной камеры 21 и выгружается из нее через патрубки 27. Одновременность и непрерывность выгрузки маслообразных продуктов и воды из осадительной камеры 21 обеспечивается тем, что переливная кромка регулируемых порогов 25 расположена выше уровня выходных отверстий патрубков 27 для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих в себе газообразную, водную и твердую фазы, а все три части 24 и 26 осадительной камеры 21 сопряжены между собой по принципу сообщающихся сосудов. Overflowing into the trough 4, the foam product enters the precipitation chamber 21, divided by partitions 22 into three parts according to the principle of communicating vessels. In one of its central parts 24, the foam product is stratified into its phases. Oily products, as lighter, are mixed into the upper layers of the mixture and poured when the settling chamber 21 is filled through adjustable overflow thresholds 25 to the
Водная фаза, содержащая поверхностно-активные вещества, извлеченные из неочищенной воды при ее флотационной обработке, используется в качестве напорной воды для работы пневмогидравлических аэраторов 15, для чего ее предварительно обрабатывают в электролизере и затем подают через патрубки 46 в коллекторы 33 для напорной воды. Использование этой водной фазы в качестве напорной воды при пневмогидравлической аэрации обеспечивает насыщение воды газовыми пузырьками при ее предварительной электрохимической обработке, необходимыми для коагулирования коллоидных частиц, а также тонкое диспергирование воздуха и устойчивую работу аэраторов 15 без коалесценции пузырьков в объеме аэрированной воды, что обеспечивает качественную ее очистку. Обеззараживание очищаемых вод осуществляется при этом использованием озоновоздушной смеси в качестве газовой фазы при пневмогидравлической аэрации. С целью повышения эффективности процесса осветления и качества очистки воды удаление загрязнений следует проводить последовательно различными методами в соответствии с предлагаемым способом, трижды последовательно пропуская очищаемую воду через аппарат вышеизложенной конструкции. Для чего рационально использовать технологическую цепочку из трех таких аппаратов. The aqueous phase containing surfactants extracted from untreated water during its flotation treatment is used as pressure water for the operation of
Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения аэрогидродинамических условий для выделения коллоидных и взвешенных частиц и гидрофобных загрязнений повысить эффективность процесса осветления вод и качество ее очистки. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow due to the improvement of aerohydrodynamic conditions for the separation of colloidal and suspended particles and hydrophobic contaminants to increase the efficiency of the process of clarification of water and the quality of its treatment.
Литература
1. Злобин М.Н. Разработка и промышленное освоение флотационной технологии и оборудования для извлечения алмазов из руд, докт. дисс., 1995, с. 27,28.Literature
1. Zlobin M.N. Development and industrial development of flotation technology and equipment for the extraction of diamonds from ores, doct. Diss. 1995, p. 27.28.
2. Злобин М.Н. Разработка и промышленное освоение флотационной технологии и оборудования для извлечения алмазов из руд, докт. дисс., 1995, с. 27-29, рис.6, (прототип). 2. Zlobin M.N. Development and industrial development of flotation technology and equipment for the extraction of diamonds from ores, doct. Diss. 1995, p. 27-29, Fig. 6, (prototype).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115975A RU2103046C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of water clarification |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115975A RU2103046C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of water clarification |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2103046C1 true RU2103046C1 (en) | 1998-01-27 |
RU96115975A RU96115975A (en) | 1998-05-27 |
Family
ID=20184162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96115975A RU2103046C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of water clarification |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2103046C1 (en) |
-
1996
- 1996-07-31 RU RU96115975A patent/RU2103046C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Злобин М.Н. Разработка и промышленное освоение флотационной технологии и оборудования для извлечения алмазов из руд: доксторская дисс., 1995, с. 27 - 29. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5840195A (en) | Method and installation for treating an untreated flow by simple sedimentation after ballasting with fine sand | |
US5730864A (en) | Installation for treating an untreated flow by simple sedimentation after ballasting with fine sand | |
US4156648A (en) | Flotation device with pretreatment | |
EP0888246B1 (en) | Flotation apparatus and process | |
US5766484A (en) | Dissolved gas floatation device | |
US5068031A (en) | Sludge treatment apparatus | |
US6949195B2 (en) | System and method for removing contaminants from liquid | |
GB1287360A (en) | Process and apparatus for sedimentation of solid impurities from liquids | |
KR101976216B1 (en) | Water clarification method and device | |
KR20100108367A (en) | Method for treating oil-containing waste water and apparatus for treating oil-containing waste water | |
KR101807776B1 (en) | Pressure floatation equipment using microbubbles | |
RU2103046C1 (en) | Method of water clarification | |
RU2104954C1 (en) | Method of clarifying water | |
RU2093471C1 (en) | Method for clarification of industrial water and device for its embodiment | |
RU2104953C1 (en) | Method of clarifying water | |
JP3313544B2 (en) | Flotation device | |
RU2082674C1 (en) | Method and apparatus for clarifying industrial water | |
RU2144905C1 (en) | Method of clarification of waters and device for its embodiment | |
FI120437B (en) | Apparatus and method for foam separation of solids | |
KR100418172B1 (en) | The oil-water seperating system and seperating method | |
FI95234B (en) | Method and apparatus for purifying aqueous solutions or the like | |
RU2057075C1 (en) | Method for clarification of industrial water and device for its embodiment | |
JPS58139780A (en) | Pressure floatation and settling tank | |
RU2066572C1 (en) | Apparatus for solutions preparation | |
RU2167722C1 (en) | Method of foam separation and flotation |