RU2111170C1

RU2111170C1 - Waste water treatment process

Info

Publication number: RU2111170C1
Application number: RU94016575A
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Ксенофонтов
Original assignee: Борис Семенович Ксенофонтов
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1998-05-20
Also published as: RU94016575A

Abstract

FIELD: WASTE WATER TREATMENT. SUBSTANCE: waste water is purified by flotation, whereas purified water is drained through vertical grating with its dimensions reducing in downward direction from 1.0-10.0 mm to 0.01-0.5 mm. EFFECT: facilitated treatment process.

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано в процессах очистки как промышленных, так и бытовых сточных вод. The invention relates to methods for wastewater treatment and can be used in the treatment processes of both industrial and domestic wastewater.

Известен способ очистки сточных вод флотацией путем насыщения сточных вод воздухом или каким-либо растворяющимся в воде газом под давлением [1]. При сбросе давления из сточной воды выделяется растворенный в ней воздух или какой-либо другой газ в виде пузырьков. При этом к пузырькам прилипают тонкодисперсные гидрофобные вещества и в виде комплексов частица-пузырек всплывают, образуя пенный слой, который содержит частицы загрязнений. Пенный слой самотеком или с помощью специального устройства периодически или непрерывно удаляется в шламосборник. Очищенная жидкость отводится из зоны, находящейся ниже образования флотокомплексов частица-пузырек. There is a method of wastewater treatment by flotation by saturating the wastewater with air or some gas dissolving in water under pressure [1]. When the pressure is released from the wastewater, air or some other gas in the form of bubbles dissolved in it is released. At the same time, finely dispersed hydrophobic substances adhere to the bubbles and float in the form of particle-bubble complexes, forming a foam layer that contains particles of impurities. The foam layer by gravity or using a special device is periodically or continuously removed into the sludge collector. The purified liquid is discharged from the zone below the formation of particle-bubble flotation complexes.

Использование известного способа позволяет достигнуть эффекта очистки в пределах 70-80%. Using the known method allows to achieve a cleaning effect in the range of 70-80%.

Существенным недостатком известного способа является низкая скорость всплывания флотокомплексов частица-пузырек, обусловленная малым размером пузырьков. Низкие значения скорости всплывания этих флотокомплексов приводит к тому, что часть из них следует за потоком отводимой очищенной жидкости, что приводит к резкому снижению эффективности очистки. A significant disadvantage of this method is the low floating rate of particle-bubble flotation complexes, due to the small size of the bubbles. The low floating rate of these flotation complexes leads to the fact that some of them follow the flow of discharged purified liquid, which leads to a sharp decrease in the cleaning efficiency.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ очистки сточных вод флотацией, включающий очистку сточных вод флотацией, осуществляемой путем аэрации сточных вод пузырьками воздуха и других газов и дальнейшим отделением от воды образующихся флотокомплексов частица-пузырек [2]. При этом диспергирование воздуха и других газов в воде происходит механическим путем, например эжектированием воздуха за счет движения потока жидкости со скоростью порядка 8 -12 м/с или при всасывании в зоне пониженного давления при вращении потока жидкости с помощью мешалки (импеллера). Образующиеся за концами вращающихся лопастей мешалки газовые (воздушные) пузырьки контактируют с частицами загрязнений, что приводит в большинстве случаев к появлению флотокомплексов частица-пузырек. При этом размер образующихся пузырьков составляет более 0,01 мм. При диспергировании воздуха или других газов с помощью мешалки происходит интенсивная коалесценция пузырьков, что приводит к существенному изменению их размеров, причем в зоне вращения мешалки (импеллера) размер пузырьков составляет порядка 0,01 - 0,5 мм и более, а в верней зоне, где происходит отделение флотокомплексов от воды и их переход в пенный слой, размер пузырьков достигает 1,0 - 10,0 мм и более. The closest technical solution to the proposed invention is a method of wastewater treatment by flotation, including wastewater treatment by flotation, carried out by aeration of wastewater with air bubbles and other gases and further separation of the resulting particle-bubble flotation complexes from water [2]. In this case, the dispersion of air and other gases in water occurs mechanically, for example, by ejection of air due to the movement of a fluid flow at a speed of the order of 8 -12 m / s or during suction in the reduced pressure zone when the fluid flow is rotated using a mixer (impeller). The gas (air) bubbles formed behind the ends of the rotating blades of the mixer come into contact with the particles of contamination, which in most cases leads to the appearance of particle-bubble flotation complexes. The size of the resulting bubbles is more than 0.01 mm When air or other gases are dispersed using a mixer, intense coalescence of bubbles occurs, which leads to a significant change in their size, and in the rotation zone of the mixer (impeller), the size of the bubbles is about 0.01 - 0.5 mm or more, and in the upper zone, where the separation of flotation complexes from water and their transition into the foam layer occurs, the size of the bubbles reaches 1.0 - 10.0 mm or more.

При этом очищенная от частиц загрязнений вода отводится из зоны всплывания флотокомплексов частица-пузырек. В результате отводимый водный поток захватывает часть флотокомплексов частица-пузырек, а также отдельные частицы и пузырьки, не нагруженные частицами загрязнений, что приводит к снижению эффективности очистки сточных вод этим способом. Эффект очистки не превышает 70-85%. At the same time, water purified from particles of impurities is discharged from the floating particle-bubble floatation zone. As a result, the diverted water stream captures part of the particle-bubble flotation complexes, as well as individual particles and bubbles that are not loaded with pollution particles, which reduces the efficiency of wastewater treatment in this way. The cleaning effect does not exceed 70-85%.

Задача разработки нового способа очистки сточных вод состояла в том, чтобы устранить недостатки, связанные с отводом очищенной сточной воды из зоны флотации, обуславливающие захват флотокомплексов частица-пузырек, а также отдельных частиц загрязнений. The task of developing a new method of wastewater treatment was to eliminate the disadvantages associated with the removal of treated wastewater from the flotation zone, causing the capture of particle-bubble flotation complexes, as well as individual pollution particles.

Для решения поставленной задачи разработан новый способ, включающий очистку сточных вод флотацией, осуществляемой путем аэрации сточных вод пузырьками воздуха или других газов и дальнейшим отделением от воды образующихся флотокомплексов частица-пузырек, отличительная особенность которого в том, что в зоне отделения флотокомплексов от воды установлены решетки с изменяющимся размером отверстий. При этом отверстия с минимальным размером в пределах 0,01 - 0,5 мм расположены внизу, а отверстия с максимальным размером в пределах 1,0 - 10,0 мм - вверху, и при этом направление движения очищенной воды перпендикулярно плоскости решетки. To solve this problem, a new method has been developed, including wastewater treatment by flotation, carried out by aeration of wastewater with air bubbles or other gases and further separation of the resulting particle-bubble flotation complexes from water, a distinctive feature of which is that gratings are installed in the zone of separation of flotation complexes from water with variable hole sizes. In this case, holes with a minimum size in the range of 0.01 - 0.5 mm are located below, and holes with a maximum size in the range of 1.0 - 10.0 mm are at the top, and the direction of movement of the purified water is perpendicular to the plane of the grate.

Сущность изобретения заключается в следующем. Аэрацию сточных вод проводят пузырьками воздуха или других газов путем перемешивания механическим путем, например с помощью мешалки (импеллера), или с использованием эжектирования воздуха или других газов струями жидкости. В результате диспергирования воздуха или других газов механическим путем образуются пузырьки диаметром 0,01 - 0,05 мм, к которым прилипают частицы загрязнений. Образующиеся флотокомплексы частица-пузырек всплывают, образуя пенный слой. Отвод очищенной жидкости происходит через решетку, нижняя часть которой расположена выше зоны образования пузырьков на расстоянии, равном пути, проходимом пузырьками диаметром 0,01 - 0,05 мм за 0,1 - 0,2 мин, а верхняя часть решетки ниже пенного слоя, на расстоянии, равном пути, проходимом пузырьками воздуха диаметром 10 мм в течение 0,01 мин. Движение жидкости по отношению к плоскости решетки направлено перпендикулярно. При этом размер отверстий в нижней части решетки равен 0,01-0,5 мм, а в верхней части решетки - 1,0 - 10 мм. За счет фильтрующего эффекта решетки с изменяющимся размером отверстий в ней происходит улавливание частиц загрязнений, не сфлотированных в зоне аэрации, которые в дальнейшем будут захвачены пузырьками воздуха и сфлотированы в пенный слой, который периодически удаляется и направляется в шламоприемник. The invention consists in the following. Aeration of wastewater is carried out with air bubbles or other gases by mixing mechanically, for example using a mixer (impeller), or using ejection of air or other gases with jets of liquid. As a result of dispersion of air or other gases mechanically, bubbles with a diameter of 0.01 - 0.05 mm are formed, to which particles of impurities adhere. The resulting particle-bubble flotation complexes float, forming a foam layer. The cleaned liquid is discharged through the grate, the lower part of which is located above the bubble formation zone at a distance equal to the path traveled by bubbles with a diameter of 0.01 - 0.05 mm in 0.1 - 0.2 min, and the upper part of the grate is below the foam layer, at a distance equal to the path traveled by air bubbles with a diameter of 10 mm for 0.01 min The fluid motion with respect to the plane of the lattice is directed perpendicularly. The size of the holes in the lower part of the grating is 0.01-0.5 mm, and in the upper part of the grating - 1.0 - 10 mm. Due to the filtering effect of the grating with a varying size of the holes in it, particles of contaminants that are not flotted in the aeration zone are captured, which will subsequently be captured by air bubbles and flotted into the foam layer, which is periodically removed and sent to the sludge trap.

Размер отверстий в решетке подобран на основании большого объема экспериментальных исследований при очистке различных сточных вод. The size of the holes in the grate is selected based on a large amount of experimental research in the treatment of various wastewater.

На основании этих исследований установлено, что размер отверстий в нижней части решетки должен составлять 0,01 - 0,5 мм, а в верхней части - 1,0 - 10,0 мм. При размере отверстий менее 0,01 мм резко повышается сопротивление движению жидкости, а при размере пузырьков более 10,0 мм не удается задержать флотокомплексы в верхней части решетки. Based on these studies, it was found that the size of the holes in the lower part of the grating should be 0.01 - 0.5 mm, and in the upper part - 1.0 - 10.0 mm. When the size of the holes is less than 0.01 mm, the resistance to liquid movement increases sharply, and when the size of the bubbles is more than 10.0 mm, the flotation complexes in the upper part of the grating cannot be delayed.

Эффективность очистки сточных вод при использовании предлагаемого способа составляет до 98,0 - 99,8% по взвешенным веществам и по тонкодисперсным гидрофобным веществам (жиры, нефтепродукты) до 98,6 - 99,9%. The efficiency of wastewater treatment using the proposed method is up to 98.0 - 99.8% for suspended solids and finely divided hydrophobic substances (fats, oil products) up to 98.6 - 99.9%.

Примеры, подтверждающие эффективность предлагаемого способа. Examples confirming the effectiveness of the proposed method.

1. Сточные воды мясокомбината с концентрацией взвешенных веществ 1260 мг/л и жира 980 мг/л очищали механической флотацией с расположением в зоне флотации решетки, перпендикулярно которой проводили отвод очищенной жидкости. При этом размер отверстий в решетке был изменяющимся по высоте, причем размер отверстий в нижней части решетки составлял 0,01 мм, а в верхней части решетки - 1 мм. 1. Wastewater from a meat processing plant with a suspended solids concentration of 1260 mg / l and a fat of 980 mg / l was purified by mechanical flotation with a grid located in the flotation zone, which was perpendicular to the discharge of the purified liquid. The size of the holes in the grate was variable in height, with the size of the holes in the lower part of the grating being 0.01 mm and in the upper part of the grating being 1 mm.

В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,2%, а по жирам - 99,6%. Соответственно по известному способу (прототипу) - 74,8 и 77,4%. As a result, the cleaning effect on suspended solids was 99.2%, and on fats - 99.6%. Accordingly, by a known method (prototype) - 74.8 and 77.4%.

2. Сточные воды, образующиеся после охлаждения оборудования и содержащие взвешенных веществ 84 мг/л и нефтепродуктов 12 мг/л очищали механической флотацией с использованием отвода очищенной жидкости через перпендикулярно расположенную к направлению движения жидкости решетку с размером отверстий внизу 0,5 мм и вверху соответственно 10 мм. 2. Wastewater generated after equipment cooling and containing suspended solids of 84 mg / l and oil products of 12 mg / l was purified by mechanical flotation using a drain of purified liquid through a grate perpendicular to the direction of fluid movement with a hole size below 0.5 mm and above, respectively 10 mm.

В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,3%, а по нефтепродуктам - 99,7%. По прототипу соответственно 81,8% и 83,4%. As a result, the purification effect was 99.3% for suspended solids and 99.7% for petroleum products. According to the prototype, respectively, 81.8% and 83.4%.

3. Сточные после мойки автомашин с содержанием взвешенных веществ 322 мг/л и нефтепродуктов 48 мг/л очищали механической флотацией с использованием отвода очищенной воды через перпендикулярно расположенную к направлению движения жидкости решетку с размером отверстий внизу 0,08 мм и вверху 5,0 мм. 3. Sewage after washing cars with a suspended matter content of 322 mg / l and oil products 48 mg / l was cleaned by mechanical flotation using a drain of purified water through a grate perpendicular to the direction of fluid flow with a hole size of 0.08 mm at the bottom and 5.0 mm at the top .

В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,7% и по нефтепродуктам - 99,8%. По известному способу (прототипу) эффект очистки составил соответственно 82,6% и 84,3%. As a result, the purification effect was 99.7% for suspended solids and 99.8% for petroleum products. According to the known method (prototype), the cleaning effect was 82.6% and 84.3%, respectively.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность очистки сточных вод флотацией примерно на 15-20% с доведением степени очистки сточных вод до 99,7-99,8%. Thus, the use of the proposed method can improve the efficiency of wastewater treatment by flotation by about 15-20%, bringing the degree of wastewater treatment to 99.7-99.8%.

Claims

A method of treating wastewater by flotation with air or gas, followed by separation of purified water from contaminants, characterized in that the purified water is separated using a vertical grate perpendicular to the water flow, decreasing from 1 to 10 to 0.01 to 0.5 mm from top to bottom hole sizes.