RU2254297C2 - Apparatus for flotation-filtration purification of water - Google Patents

Apparatus for flotation-filtration purification of water Download PDF

Info

Publication number
RU2254297C2
RU2254297C2 RU2003122028/15A RU2003122028A RU2254297C2 RU 2254297 C2 RU2254297 C2 RU 2254297C2 RU 2003122028/15 A RU2003122028/15 A RU 2003122028/15A RU 2003122028 A RU2003122028 A RU 2003122028A RU 2254297 C2 RU2254297 C2 RU 2254297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flotation
water
cavity
chamber
pipe
Prior art date
Application number
RU2003122028/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003122028A (en
Inventor
А.Н. Луговкин (RU)
А.Н. Луговкин
А.Д. Кузнецов (RU)
А.Д. Кузнецов
Original Assignee
ООО Научно-производственная фирма "Экосервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Научно-производственная фирма "Экосервис" filed Critical ООО Научно-производственная фирма "Экосервис"
Priority to RU2003122028/15A priority Critical patent/RU2254297C2/en
Publication of RU2003122028A publication Critical patent/RU2003122028A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2254297C2 publication Critical patent/RU2254297C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: equipment for purifying of sewage water from petroleum products, fats, suspended substances, surfactants, metal hydroxides, organic contaminants etc, and for treating water for various purposes.
SUBSTANCE: apparatus has processing unit arranged in its upper part and comprising flotation chamber and filter, and vessel arranged in lower part and adapted for accumulation of purified water. Vessel is connected through inlet pipeline with processing unit. Pumping unit, ejector with branch pipe for supplying of atmospheric air, saturator, and pipeline system are arranged separately from processing unit. Flotation and filtering chambers are arranged in horizontal plane and made in the form of individual vessels defined by successively arranging in axis of symmetry of single casing directed from wall of single casing to center of partition made in the form of ring with member cut through the entire height of ring; limiting cylinder defining in conjunction with sectioned walls cavity of flotation zones and cavity for collecting of froth product, said cylinder being adapted for providing flowing of floated water from second zone of flotation chamber into transition processing zone owing to apertures in lower limiting cylinder, dividing-overflowing partition adapted for separating flotation chamber from filtering chamber and made in the form of cylindrical pipe with semi-circular apertures on its upper end. Vertical plate divides pipe cavity into small and large zones.
EFFECT: increased extent of purifying of sewage water, wider operational capabilities of equipment, and reduced area employed by equipment.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от нефтепродуктов, жиров, взвешенных веществ, поверхностно-активных веществ, гидроксидов металлов, органических загрязнений и т.д., а также водоподготовки для различных нужд.The invention relates to techniques for wastewater treatment and can be used to purify water from oil products, fats, suspended solids, surfactants, metal hydroxides, organic pollutants, etc., as well as water treatment for various needs.

Известно устройство для очистки сточных вод (А.С. СССР №887468, М.кл. C 02 F 1/24, опубл. 07.12.81 г.), включающее корпус с камерой флотации и фильтр, узлы подвода водовоздушной смеси и отвода очищенной воды, сбора и удаления пены, и снабженное конической перегородкой с патрубками, при этом нижняя часть камеры флотации размещена в полости конической перегородки.A device for wastewater treatment (AS USSR No. 887468, M.C. C 02 F 1/24, publ. 07.12.81 g.), Including a housing with a flotation chamber and a filter, nodes for supplying the air-water mixture and removal of purified water, collecting and removing foam, and equipped with a conical septum with nozzles, while the lower part of the flotation chamber is placed in the cavity of the conical septum.

Устройство позволяет осуществлять раздельный вывод пены и взвешенных частиц, однако наличие над фильтром столба очищаемой жидкости, увеличивающегося от оси устройства к периферии, отрицательно сказывается на работе фильтра, поскольку грязеемкость последнего в таких условиях существенно отличается по площади и глубине фильтрующей загрузки.The device allows separate withdrawal of foam and suspended particles, however, the presence of a purified liquid above the column filter, increasing from the axis of the device to the periphery, negatively affects the filter's operation, since the dirt capacity of the latter under such conditions differs significantly in area and depth of the filter load.

Известно устройство для очистки жидкости (А.С. СССР №1446113, М.кл. C 02 F 1/24, 1/00, опубл. 23.12.88 г.), содержащее корпус, размещенную по его оси цилиндрическую флотационную камеру, стенки которой по высоте выполнены перфорированными, фильтр, сборник осветленной жидкости и полочные блоки, которые выполнены в виде секций, установленных одна над другой вокруг флотационной камеры и разделенных сплошной перегородкой, а фильтр расположен концентрично снаружи полочных блоков. Данное устройство претендует на обеспечение «практически любой степени очистки жидкости...» за счет многоступенчатой физико-химической очистки жидкости от взвешенных веществ, коллоидных и растворенных загрязнений, однако в устройстве при наличии зоны флотации не предусмотрена зона сепарации пены, т.е. время процесса флотации ограничено, явно недостаточно, что существенно снижает степень очистки жидкости. При этом вход очищаемой воды в полочный блок непосредственно из зоны флотации приводит к проскакиванию крупных пузырьков воздуха в отстойную зону, что нарушает нормальный режим работы устройства. Более того, в устройстве ограничена возможность осуществления качественной обратной промывки фильтра, поскольку при этом неизбежен выброс последней из кольцевого пространства фильтра и попадание материала загрузки в зону тонкослойного отстаивания, что недопустимо.A device for cleaning liquid (AS USSR No. 1446113, M.cl. C 02 F 1/24, 1/00, publ. 12/23/88,), containing a housing placed along its axis, a cylindrical flotation chamber, walls which is perforated in height, the filter, the clarified liquid collector and shelf units, which are made in the form of sections mounted one above the other around the flotation chamber and separated by a solid partition, and the filter is concentrically located outside the shelf units. This device claims to provide "virtually any degree of liquid purification ..." due to multi-stage physico-chemical liquid purification from suspended solids, colloidal and dissolved contaminants, however, in the presence of a flotation zone, the foam separation zone is not provided, i.e. the flotation process time is limited, obviously not enough, which significantly reduces the degree of liquid purification. At the same time, the entrance of purified water to the shelf unit directly from the flotation zone leads to the leakage of large air bubbles into the settling zone, which violates the normal mode of operation of the device. Moreover, the device limits the ability to perform high-quality backwash of the filter, since it is inevitable that the latter will be ejected from the annular space of the filter and the loading material will enter the zone of thin-layer settling, which is unacceptable.

Цель изобретения - повышение степени очистки сточных вод, расширение функциональных возможностей оборудования, экономия производственных площадей при его эксплуатации.The purpose of the invention is to increase the degree of wastewater treatment, expanding the functionality of the equipment, saving production space during its operation.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для флотационно-фильтрационной очистки воды, содержащей в верхней части технологический блок, включающий флотационную камеру и фильтр, размещенные в едином корпусе установке, в нижней части расположена емкость для накопления очищенной воды, а также отдельно установленные насосный агрегат, эжектор с патрубком подвода атмосферного воздуха, сатуратор и систему трубопроводов, согласно изобретению флотационная и фильтрационная камеры технологического блока расположены в горизонтальной плоскости, представляют собой отдельные емкости, конструктивно образованные путем последовательного размещения по оси симметрии единого корпуса в направлении от стенки последнего к центру нескольких конструктивных элементов: разделительной перегородки, выполненной в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца элементом (сегментом), обеспечивающей образование зонной конструкции флотационной камеры; ограничительного цилиндра, образующего совместно с секционными стенками, установленными между наружной поверхностью последнего и поверхностью корпуса, полость зон флотации и полость для сбора пенного продукта, изготовленного с возможностью обеспечения перетока сфлотированной воды из второй зоны флотационной камеры в переходную технологическую зону за счет наличия отверстий в нижней части ограничительного цилиндра; разделительно-переливной перегородки, отделяющей флотационную камеру от фильтрационной камеры и выполненной в виде цилиндрической трубы с полуотверстиями на верхнем торце, и имеющей внутри вертикально установленную пластину, высота которой меньше высоты цилиндрической трубы, разделяющую полость трубы на малую и большую зоны; емкость для накопления очищенной воды размещена в едином корпусе установки и посредством входного трубопровода соединена с технологическим блоком.This goal is achieved by the fact that in the installation for flotation-filtration water purification, containing in the upper part a technological unit including a flotation chamber and a filter placed in a single unit of the installation, in the lower part there is a tank for accumulating purified water, as well as separately installed pump unit , an ejector with a pipe for supplying atmospheric air, a saturator and a piping system, according to the invention, the flotation and filtration chambers of the technological unit are located in horizontal lacquers are individual containers, structurally formed by sequentially placing a single body along the axis of symmetry in the direction from the wall of the latter to the center of several structural elements: a dividing wall made in the form of a ring with an element (segment) cut out along the entire height of the ring, providing the formation of a zone structure flotation chamber; a limiting cylinder, which forms, together with sectional walls installed between the outer surface of the latter and the surface of the housing, a cavity of flotation zones and a cavity for collecting foam product made with the possibility of overflow of swotted water from the second zone of the flotation chamber into the transitional technological zone due to the presence of holes in the bottom parts of the restriction cylinder; a separation-overflow partition separating the flotation chamber from the filtration chamber and made in the form of a cylindrical pipe with half-openings at the upper end and having a vertically mounted plate inside, the height of which is less than the height of the cylindrical pipe, dividing the pipe cavity into small and large zones; a container for the accumulation of purified water is placed in a single unit casing and is connected to the process unit via an inlet pipe.

Схема установки представлена на фиг.1, 2.The installation diagram is presented in figure 1, 2.

Технологический блок 1 установки размещен в горизонтальной плоскости и содержит камеру для флотации 2 и фильтрационную камеру 3, ниже блока 1 размещена емкость 4 для накопления очищенной воды; при этом технологический блок 1 и емкость 4 расположены в едином корпусе 5.The technological unit 1 of the installation is placed in a horizontal plane and contains a flotation chamber 2 and a filtration chamber 3, a container 4 is placed below the block 1 for the accumulation of purified water; while the technological unit 1 and the tank 4 are located in a single housing 5.

В технологическом блоке 1 по оси симметрии в направлении к центру последовательно размещены: разделительная перегородка 6, ограничительный цилиндр 7 и разделительно-переливная перегородка 8, две секционные стенки 9, установленные вертикально, которые ограничивают разделительную перегородку 6 по ее торцевым срезам и соединяют ограничительный цилиндр 7 с корпусом 5 установки. Разделительная перегородка 6 выполнена в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца сегментом, ограничительный цилиндр 7 имеет в нижней части отверстия 36, а разделительно-переливная перегородка 8 представлена в виде цилиндрической трубы, с установленной внутри вертикальной пластиной 34 (высота которой меньше высоты центральной трубы), разделяющей полость последней на малую 32 и большую 35 зоны. Малая зона 32 цилиндрической трубы формирует полость кармана, предназначенного для аварийного перелива избытка объема очищаемой воды, перетекающего по трубопроводу 33 в отстойник 31.In the technological unit 1 along the axis of symmetry towards the center are sequentially placed: the separation wall 6, the restriction cylinder 7 and the separation and overflow partition 8, two sectional walls 9 mounted vertically, which limit the separation partition 6 along its end sections and connect the restriction cylinder 7 with housing 5 installation. The dividing partition 6 is made in the form of a ring with a segment cut along the entire height of the ring, the restrictive cylinder 7 has a hole in the bottom 36, and the dividing-overflow partition 8 is in the form of a cylindrical pipe with a vertical plate 34 installed inside (the height of which is less than the height of the central pipe ) dividing the cavity of the latter into small 32 and large 35 zones. The small zone 32 of the cylindrical pipe forms a cavity in the pocket intended for emergency overflow of the excess volume of purified water flowing through the pipe 33 into the sump 31.

На площади верхнего горца разделительно-переливной перегородки 8 выполнены полуотверстия 37, предназначенные для перетекания сфлотированной воды в зону фильтрации IV.On the area of the upper highlander of the dividing-overflow partition 8, half-holes 37 are made, intended for the flow of swallowed water into the filtration zone IV.

Основное назначение разделительно-переливной перегородки 8 - образование зоны фильтрации воды путем размещения в ее полости фильтрующей загрузки 13 и формирование полости кармана аварийного слива воды 32.The main purpose of the separation-overflow partition 8 is the formation of a water filtration zone by placing a filter load 13 in its cavity and the formation of an emergency water discharge pocket cavity 32.

Последовательно размещенные разделительная перегородка 6, ограничительный цилиндр 7 и разделительно-переливная перегородка 8, а также две секционные стенки 9 конструктивно формируют отдельные полости, в которых соответственно расположены в направлении к центру устройства: первая зона I флотации, вторая зона II флотации, переходная технологическая зона III и зона фильтрования IV в центре блока; при этом две секционные стенки 9 в совокупности с корпусом 5 блока 1 и наружной поверхностью ограничительного цилиндра 7 формируют полость 10 для сбора и отстаивания пенного продукта.Sequentially placed dividing wall 6, restriction cylinder 7 and dividing-overflow partition 8, as well as two sectional walls 9 constructively form separate cavities in which are respectively located towards the center of the device: first flotation zone I, second flotation zone II, transitional technological zone III and filtration zone IV in the center of the block; however, two sectional walls 9 in conjunction with the housing 5 of the block 1 and the outer surface of the restrictive cylinder 7 form a cavity 10 for collecting and settling the foam product.

В нижней части I зоны флотации размещен распределительный коллектор 11, предназначенный для подвода водовоздушной смеси из сатуратора 12.In the lower part of the flotation zone I, a distribution manifold 11 is arranged for supplying a water-air mixture from a saturator 12.

Ниже фильтрующей загрузки 13 образована небольшая полость 14 для сбора отфильтрованной воды. Выходное отверстие полости 14 сообщается посредством выходного канала 15 фильтрационной камеры с переливным карманом 16, который своим выходным патрубком через трубопровод 17 соединен с емкостью 4 для сбора очищенной воды. Всасывающий трубопровод 18, соединенный с насосным агрегатом 19 вместе с гидроаккумулятором 20 предназначены для перекачивания очищенной воды из емкости 4 через напорный трубопровод 21 потребителю.Below the filter charge 13, a small cavity 14 is formed to collect filtered water. The outlet of the cavity 14 communicates via the outlet channel 15 of the filtration chamber with an overflow pocket 16, which is connected via its outlet pipe through a pipe 17 to a container 4 for collecting purified water. The suction pipe 18 connected to the pumping unit 19 together with the hydraulic accumulator 20 are designed to pump purified water from the tank 4 through the pressure pipe 21 to the consumer.

Сатуратор 12 установки соединен с распределительным коллектором 11 технологического блока 1 посредством трубопровода 22, который заканчивается соплом, установленным на входе в распределительный коллектор 11.The saturator 12 of the installation is connected to the distribution manifold 11 of the technological unit 1 through a pipe 22, which ends with a nozzle installed at the entrance to the distribution manifold 11.

Верхняя часть сатуратора 12 связана напорным трубопроводом 23 с насосным агрегатом 24, на байпасной линии которого установлен эжектор 25, смонтированный с помощью переходника непосредственно на входе насосного агрегата 24. Эжектор имеет камеру вакуумирования 26 с соплом и патрубки подвода химреагента 27 и атмосферного воздуха 28, который подается из емкости 29.The upper part of the saturator 12 is connected by a pressure pipe 23 to the pump unit 24, on the bypass line of which an ejector 25 is mounted, mounted with an adapter directly at the inlet of the pump unit 24. The ejector has a vacuum chamber 26 with a nozzle and nozzles for supplying chemical reagent 27 and atmospheric air 28, which fed from the tank 29.

Очищаемая вода поступает в насосный агрегат по трубопроводу 30 из отстойника 31.The purified water enters the pumping unit through a pipe 30 from the sump 31.

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

Очищаемая вода из отстойника 31 подается посредством насосного агрегата 24 и эжектора 25 всасывающим трубопроводом 30 совместно с атмосферным воздухом (патрубок 28) и химическим реагентом (патрубок 27) по напорному трубопроводу 23 в сатуратор 12.The purified water from the sump 31 is supplied through the pump unit 24 and the ejector 25 by the suction pipe 30 together with atmospheric air (pipe 28) and a chemical reagent (pipe 27) through the pressure pipe 23 to the saturator 12.

После обработки химреагентом и перенасыщения воздухом в сатураторе 12, вода подается по трубопроводу 22 в распределительный коллектор 11 первой зоны флотации (I) технологического блока 1. Подаваемая вода истекает из отверстий, равномерно расположенных на нижней поверхности коллектора 11, при этом струи воды ударяются в дно камеры флотации с выделением растворенного и воде воздуха в условиях пониженного давления. Мелкодисперсные пузырьки воздуха захватывают частицы загрязнений и выносят их на поверхность очищаемой воды, где образуется слой пенного продукта; при этом захват частиц загрязнений воздушными пузырьками осуществляется не только в толще воды над коллектором 11, но и при движении воды вдоль стенок корпуса 5 и распределительной перегородки 6, что увеличивает степень первичной очистки воды.After processing with a chemical reagent and supersaturation with air in the saturator 12, water is supplied through a pipe 22 to the distribution manifold 11 of the first flotation zone (I) of the process unit 1. The supplied water flows out of holes uniformly located on the lower surface of the collector 11, while water jets hit the bottom flotation chambers with the release of dissolved air and water under reduced pressure. Fine air bubbles trap particles of impurities and carry them to the surface of the treated water, where a layer of foam product is formed; while the capture of pollution particles by air bubbles is carried out not only in the water column above the collector 11, but also when water moves along the walls of the housing 5 and the distribution partition 6, which increases the degree of primary water treatment.

Образующийся на поверхности очищаемой воды пенный продукт сразу удаляется вращающимся скребковым механизмом в шламосборник 10. Первично очищенная в зоне I вода переливается через верхний срез разделительной перегородки 6, изменяя направление своего движения на 180°, во вторую зону флотации II, образованную разделительной перегородкой 6 и ограничительным цилиндром 7.The foam product formed on the surface of the water to be cleaned is immediately removed by the rotary scraper mechanism into the sludge collector 10. The water initially purified in zone I is poured through the upper cut of the separation partition 6, changing its direction of motion by 180 °, into the second flotation zone II, formed by the separation partition 6 and restrictive cylinder 7.

Далее очищаемая вода снова изменяет направление движения на 180°, проникая через переливные отверстия 36 в нижней части ограничительного цилиндра 7 и, попадая в переходную технологическую зону III, поднимается вверх в узком кольцевом пространстве этой зоны. Перетекая через полуотверстия 37 верхнего торца разделительно-переливной перегородки 8, вода вновь меняет свое направление движения на 180° и поступает в полость, заполненную фильтрующей загрузкой 13, где происходит фильтрование воды, предварительно прошедшей эффективную флотационную очистку. Отфильтрованная вода собирается в полости 14, расположенной ниже фильтрующей загрузки 13 и через выходное отверстие фильтра и выходной канал 15 поступает в переливной карман 16, откуда посредством выходного патрубка 17 перетекает в емкость 4 для сбора очищенной воды. Перекачивание очищенной воды потребителю осуществляется с помощью всасывающего трубопровода 18 насосным агрегатом 19 вместе с гидроаккумулятором 20 через напорный трубопровод 21.Next, the purified water again changes the direction of movement by 180 °, penetrating through overflow holes 36 in the lower part of the restrictive cylinder 7 and, falling into the transitional technological zone III, rises up in the narrow annular space of this zone. Flowing through the half-openings 37 of the upper end of the separation-overflow partition 8, the water again changes its direction of motion by 180 ° and enters the cavity filled with filtering charge 13, where the water is filtered, which has previously undergone effective flotation treatment. Filtered water is collected in the cavity 14, located below the filter load 13 and through the filter outlet and the outlet channel 15 enters the overflow pocket 16, where, through the outlet pipe 17 flows into the tank 4 for collecting purified water. Pumping purified water to the consumer is carried out using the suction pipe 18 by the pump unit 19 together with the hydraulic accumulator 20 through the pressure pipe 21.

Создание в зонах флотации сложного движения очищаемой воды, поступающей из распределительного коллектора, за счет размещения во флотационной камере новых конструктивных элементов, позволяющих осуществлять переток воды с изменением направления ее движения на 180 и 360 градусов, обеспечивает существенное увеличение времени для гарантированного завершения химических реакций в очищаемой среде и повышенное объемное содержание сфлотированных загрязнений в пенном продукте при завершении процесса флотации. Увеличению степени флотационной очистки, как показали наши эксперименты, способствует и возможность создания при флотации условий, когда над распределительным коллектором высота столба воды не превышает 450 мм, поскольку в этом случае очистка происходит в сравнительно небольших постоянных объемах воды. В этих условиях сравнительно небольшой объем очищаемой воды, заполняющий первую зону флотации I, практически на всю высоту столба пронизывается мелкими пузырьками выделяемого воздуха, с последующим ускоренным образованием пенного продукта на поверхности воды. Благоприятные условия для флотации создаются и за счет образования увеличенной суммарной площади зон флотации, конструктивно обеспеченной наличием разделительной перегородки и ограничительного цилиндра. При этом технологический процесс флотационной очистки осуществляется независимо от условий последующего фильтрования воды за счет новой конструкции разделительно-переливной перегородки, отделяющей флотационную камеру от фильтрационной камеры, что позволяет потребителю в ряде случаев не проводить дополнительную очистку фильтрованием, используя только сфлотированную воду, что экономически выгодно.The creation in the flotation zones of the complex movement of the purified water coming from the distribution manifold by placing new structural elements in the flotation chamber, allowing the flow of water with a change in its direction of movement by 180 and 360 degrees, provides a significant increase in time for guaranteed completion of chemical reactions in the cleaned environment and the increased volume content of flotated contaminants in the foam product at the completion of the flotation process. An increase in the degree of flotation treatment, as shown by our experiments, is also facilitated by the possibility of creating conditions during flotation when the height of the water column above the distribution collector does not exceed 450 mm, since in this case the treatment takes place in relatively small constant volumes of water. Under these conditions, a relatively small volume of purified water, filling the first flotation zone I, is penetrated almost by the entire height of the column with small bubbles of released air, followed by accelerated formation of a foam product on the surface of the water. Favorable conditions for flotation are also created due to the formation of an increased total area of flotation zones, structurally provided by the presence of a dividing wall and a restrictive cylinder. At the same time, the flotation treatment process is carried out regardless of the conditions for subsequent water filtration due to the new design of the separation-overflow partition separating the flotation chamber from the filter chamber, which allows the consumer in some cases not to carry out additional filtering treatment using only flotated water, which is economically advantageous.

Образование увеличенной площади поверхности фильтра, размещенного в полости разделительно-переливной перегородки 8 и выполненной с применением новых конструкционных решений, в совокупности позволили получить неожиданно повышенную степень очистки на фильтре по взвешенным веществам, нефтепродуктам и т.д. по сравнению с известными техническими решениями. Указанный выше эффект можно объяснить тем, что в данных условиях очистки и при поступлении воды движением сверху вниз практически исключена возможность проникновения крупных воздушных пузырьков, частично остающихся в воде после флотации, через слой зернистой загрузки вместе с очищаемой водой.The formation of an increased surface area of the filter, placed in the cavity of the separation-overflow partition 8 and made using new design solutions, together allowed us to obtain an unexpectedly increased degree of cleaning on the filter based on suspended substances, oil products, etc. in comparison with well-known technical solutions. The above effect can be explained by the fact that under the given conditions of purification and when water flows from top to bottom, the possibility of penetration of large air bubbles, partially remaining in the water after flotation, through the granular loading layer together with the purified water is practically excluded.

Поскольку переливное: карман 32 установлен выше фильтрующей загрузки 13, то образуется относительно спокойная полузастойная зона воды над верхним слоем зернистой загрузки фильтра, в которой и происходит всплытие оставшихся крупных воздушных пузырьков.Since the overflow: pocket 32 is installed above the filter load 13, a relatively calm semi-dead zone of water forms above the upper layer of the granular filter load, in which the remaining large air bubbles rise.

Кроме того, повышенная степень очистки воды связана и с проведением фильтрационной обработки в небольшом установившемся слое воды.In addition, an increased degree of water purification is also associated with carrying out filtration processing in a small steady layer of water.

Таким образом, на конечной стадии очистки воды - фильтровании через слой зернистой загрузки, удалось существенно повысить функциональные возможности засыпного фильтра, когда последний верхним своим слоем эффективно выполняет функции тонкослойного фильтра-десорбера воздушных пузырьков и связанных с ним частиц загрязнений, а нижеследующие слои засыпки выполняют роль зернистого фильтра, осуществляя эффективную тонкую доочистку воды от взвешенных веществ, нефтепродуктов и т.д.Thus, at the final stage of water purification — filtering through a granular loading layer, it was possible to significantly increase the functionality of the charge filter, when the latter with its upper layer effectively functions as a thin-layer filter-desorber of air bubbles and associated pollution particles, and the following backfill layers play the role of granular filter, performing effective fine purification of water from suspended solids, petroleum products, etc.

Анализ отличительных признаков по критерию «существенные отличия» показал нижеследующее:An analysis of the distinguishing features according to the criterion of "significant differences" showed the following:

1. Разработка технологического блока установки, включающего флотационную и фильтрационную камеры, как конструктивно отдельные емкости, расположенные в горизонтальной плоскости, в сочетании с размещением под технологическим блоком емкости для накопления очищенной воды в едином с этим блоком корпусе, обеспечивает технологически оптимальный вариант компоновки, позволяющий, как показали проведенные исследования, полнее использовать перспективные, но малоизученные технические возможности технологических процессов флотации и фильтрации, совмещенных в одном горизонтально расположенном устройстве. При этом в совокупности с существенными отличительными признаками конструктивных элементов, создающих новую конструкцию флотационно-фильтрационного блока, обеспечиваются условия проведения очистки с получением повышенных качественных показателей по сравнению с возможностями прототипа.1. The development of the technological unit of the installation, including flotation and filtration chambers, as structurally separate containers located in a horizontal plane, in combination with placement under the technological unit of a container for accumulating purified water in a housing unified with this unit, provides a technologically optimal layout option that allows, as the studies showed, make fuller use of promising, but poorly studied technical capabilities of technological processes of flotation and filtration and combined in one horizontally located device. At the same time, together with the essential distinguishing features of the structural elements that create the new design of the flotation and filtration unit, the conditions for cleaning are provided with obtaining improved quality indicators compared with the capabilities of the prototype.

Преимущества размещения флотационной и фильтрационной камер в горизонтальной плоскости, конструктивно отделенных друг от друга, выявленные экспериментально на макетных образцах, заключаются в нижеследующем: возможность разработки флотационно-фильтрационного блока, отличающегося большим значением соотношения диаметра рабочих полостей к его рабочей высоте, и, следовательно, увеличенной площадью поверхности флотационной и фильтрационной камер; осуществление очистки на всех стадиях технологического процесса при наличии невысокого столба воды; обеспечение технологической независимости рабочего процесса, осуществляемого во флотационной камере устройства от функциональных возможностей фильтрационной камеры в случае аварийного состояния загрузки фильтра.The advantages of placing the flotation and filtration chambers in a horizontal plane, structurally separated from each other, identified experimentally on prototypes, are as follows: the possibility of developing a flotation-filtration unit, characterized by a large ratio of the diameter of the working cavities to its working height, and therefore, increased surface area of flotation and filtration chambers; the implementation of cleaning at all stages of the technological process in the presence of a low column of water; ensuring technological independence of the working process carried out in the flotation chamber of the device from the functionality of the filter chamber in the event of an emergency state of the filter load.

Признак, когда флотационная и фильтрационная камеры технологического блока размещены в горизонтальной плоскости и конструктивно сформированы как функционально независимые объекты, из патентной и технической литературы неизвестен, что позволяет считать его новым и существенным.The sign that the flotation and filtration chambers of the technological unit are placed in a horizontal plane and are structurally formed as functionally independent objects is unknown from the patent and technical literature, which allows us to consider it new and significant.

Размещение под технологическим блоком емкости для накопления очищенной воды, соединенной с последним посредством входного трубопровода, обеспечивает логичное завершение технологического цикла очистки воды путем прямого перетока из верхней части в нижнюю в едином корпусе без использования дополнительных площадей. Предложенное нами техническое решение, несмотря на известность в технике, отличается от решения, предложенного в установке прототипа, а с учетом простоты технического воплощения, и компактностью представляется существенным отличием.Placement under the technological unit of a container for accumulating purified water, connected to the latter via an inlet pipe, ensures the logical completion of the technological cycle of water purification by direct overflow from the upper to the lower in a single building without the use of additional areas. Our proposed technical solution, despite being famous in technology, differs from the solution proposed in the installation of the prototype, and given the simplicity of the technical embodiment, and compactness is a significant difference.

2. Создание флотационно-фильтрационного технологического блока путем последовательного размещения по оси симметрии единого корпуса (в направлении от стенки корпуса к центру) нескольких конструктивных элементов, а именно: разделительной перегородки, ограничительного цилиндра и разделительно-переливной перегородки, а также двух секционных стенок, позволило сформировать в одном устройстве несколько технологических зон флотационной и фильтрационной очистки, и зону сбора пенного продукта. При этом наличие разделительной перегородки и ограничительного цилиндра обеспечило образование увеличенной суммарной площади двух зон флотации, а установка разделительно-переливной перегородки, образовавшей двухзонную полость для фильтрационной очистки и аварийного перелива, позволила получить увеличенную суммарную площадь зон фильтрации воды, а две секционные стенки, установленные вертикально, ограничивающие разделительную перегородку по ее торцевым срезам и соединяющие ограничительный цилиндр с корпусом технологического блока, образовали (совместно с наружной поверхностью ограничительного цилиндра и внутренней поверхностью корпуса блока) полость для сбора и отстаивания пенного продукта. Данный признак из патентной и технической литературы не известен, что позволяет считать его новым и существенным.2. The creation of a flotation-filtration technological unit by sequentially placing several structural elements along the symmetry axis of a single housing (in the direction from the housing wall to the center), namely: a separation partition, a restriction cylinder and a separation-overflow partition, as well as two sectional walls, to form in one device several technological zones of flotation and filtration treatment, and a zone for collecting foam product. At the same time, the presence of a dividing wall and a restriction cylinder ensured the formation of an increased total area of two flotation zones, and the installation of a dividing-overflow partition, which formed a two-zone cavity for filtration treatment and emergency overflow, made it possible to obtain an increased total area of water filtration zones, and two section walls installed vertically bounding the dividing wall along its end sections and connecting the limiting cylinder to the housing of the process unit a, formed (together with the outer surface of the restrictive cylinder and the inner surface of the block body) a cavity for collecting and defending the foam product. This feature is not known from the patent and technical literature, which allows us to consider it new and significant.

3. Конструкция разделительной перегородки, представленная в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца элементом (сегментом), в совокупности с размещенными аксиально перегородке ограничительным цилиндром и двумя секционными стенками, установленными вертикально и соединяющими между собой внутреннюю поверхность корпуса блока и наружную поверхность ограничительного цилиндра, обеспечивает образование увеличенной площади флотации в полости флотационной камеры путем последовательного расположения двух зон флотации со всеми вытекающими из этого важного обстоятельства позитивными последствиями, в первую очередь - повышение качества флотационной очистки воды. Это является главной задачей, которую выполняет разделительная перегородка, для достижения целей изобретения в совокупности с другими конструктивными элементами, образующими зонную конструкцию флотационной камеры. При этом перегородка выполняет нижеследующие функции: формирование поднимающегося потока очищаемой воды в первой зоне (над коллектором), изменение направления движения частично сфлотированного в данной зоне потока при переливе последнего через верхний срез перегородки во вторую зону флотации для практического завершения в ней флотационной очистки воды. Высота разделительной перегородки обеспечивает условие поддержания требуемого невысокого столба очищаемой воды в первой зоне флотации, не превышающего 450 мм. В этих условиях сравнительно небольшой объем очищаемой воды, заполняющий первую зону флотации, практически на всю высоту столба пронизывается мелкими пузырьками выделяемого воздуха с последующим ускоренным образованием пенного продукта на поверхности воды. В технике очистки воды известно применение разделительной перегородки во флотационных камерах для улучшения качества флотации воды, однако предложенная в заявляемой установке многофункциональная конструкция, связанная в совокупном технологическом процессе с другими конструктивными элементами устройства, представляют собой существенный отличительный признак, способствующий достижению целей изобретения.3. The design of the dividing wall, presented in the form of a ring with an element (segment) cut along the entire height of the ring, in conjunction with a restrictive cylinder and two sectional walls placed axially to the partition, mounted vertically and connecting the inner surface of the block body and the outer surface of the limiting cylinder, provides the formation of an increased flotation area in the cavity of the flotation chamber by sequentially arranging two flotation zones with all the ensuing The positive consequences of this important circumstance, in the first place, are an increase in the quality of flotation water treatment. This is the main task that the separation wall performs in order to achieve the objectives of the invention in conjunction with other structural elements forming the zone structure of the flotation chamber. At the same time, the partition performs the following functions: the formation of a rising flow of purified water in the first zone (above the collector), a change in the direction of movement of the stream partially swallowed in this zone when the latter overflows through the upper section of the partition into the second flotation zone for the practical completion of flotation water treatment in it. The height of the dividing wall provides the condition for maintaining the required low column of purified water in the first flotation zone, not exceeding 450 mm. Under these conditions, a relatively small amount of purified water, filling the first flotation zone, is penetrated almost by the entire height of the column with small bubbles of released air, followed by accelerated formation of a foam product on the water surface. In the water purification technique, it is known to use a dividing wall in flotation chambers to improve the quality of water flotation, however, the multifunctional design proposed in the inventive installation, connected in the overall technological process with other structural elements of the device, is an essential distinguishing feature that helps to achieve the objectives of the invention.

4. Ограничительный цилиндр образует своей наружной поверхностью совместно с двумя секционными стенками (установленными вертикально и ограничивающими полость флотационной камеры со стороны торцов разделительной перегородки) и внутренней поверхностью корпуса блока две отдельные технологические полости: для флотации (двухзонная полость) и сбора пенного продукта (однозонная полость). Кроме того, конструктивно подготавливает условия для формирования фильтрационной полости устройства. При этом ограничительный цилиндр отсекает флотационную полость устройства от будущей фильтрационной полости, но выполняет и главное свое назначение - обеспечивает переток сфлотированной воды из флотационной полости (через переходную технологическую зону III) и далее в полость фильтрационную за счет наличия в своей нижней части отверстий. Данный признак из патентной и технической литературы нам неизвестен, и тем более, учитывая его конструктивную многофункциональность, объединяющую другие конструктивные элементы устройства (обладающие новыми существенными отличительными признаками) для достижения целей изобретения, представляется обоснованным считать его новым и существенным.4. The restrictive cylinder forms, with its outer surface, together with two sectional walls (installed vertically and bounding the cavity of the flotation chamber from the side of the ends of the separation wall) and the inner surface of the block body, two separate technological cavities: for flotation (two-zone cavity) and foam product collection (single-zone cavity ) In addition, constructively prepares the conditions for the formation of a filtration cavity of the device. At the same time, the restrictive cylinder cuts off the flotation cavity of the device from the future filtration cavity, but also fulfills its main purpose - it ensures the flow of swotted water from the flotation cavity (through transitional technological zone III) and further into the filtration cavity due to the presence of holes in its lower part. This feature from the patent and technical literature is unknown to us, and all the more, given its constructive multifunctionality, combining other structural elements of the device (with new significant distinguishing features) to achieve the objectives of the invention, it seems reasonable to consider it new and significant.

5. Наличие разделительно-переливной перегородки, изготовленной в виде цилиндрической трубы, установленной по оси симметрии в центре флотационно-фильтрационного блока, конструктивно формирует переходную технологическую зону III и отдельную камеру для фильтрования. При этом отличительными признаками конструкции фильтрационной камеры являются: наличие внутри цилиндрической трубы вертикально установленной пластины (высота которой меньше высоты разделительно-переливной перегородки), разделяющей фильтрационную камеру на малую и большую зоны; на площади верхнего торца цилиндрической трубы выполнены полуотверстия, перпендикулярные ее оси. Наличие зон в полости фильтрационной камеры позволяет сформировать большую емкость, заполненную фильтрующим материалом и полость кармана аварийного перелива (малая емкость), предназначенную для приема избытка воды при аварийной ситуации. Изготовление полуотверстий на верхнем торце цилиндрической трубы обеспечивает процесс перелива сфлотированной воды на загрузку фильтра (при ее движении сверху вниз) путем перетекания ламинарных струй через полуотверстия на внутреннюю поверхность фильтрационной камеры (т.е. по периметру поверхности за исключением небольшого сектора поверхности, примыкающего к карману аварийного перелива) в виде пристеночного слоя воды. При этом полуотверстия обеспечивают равномерное поступпение воды, что позволяет создать успокоенный слой последней на поверхности фильтра. Создаются благоприятные условия фильтров, для спокойного слоя при равномерном расположении загрязнений на увеличенной поверхности зернистой загрузки (верхняя часть последней), осуществляется эффективное накопление и всплытие пузырьков в верхней части загрузки, и связанных с ними частиц загрязнений, существенное снижение степени загрязнения по глубине фильтра. При этом верхняя часть загрузки фильтра работает как тонкослойный фильтр, а нижележащие слои выполняют функции зернистого фильтра, осуществляя чистовую обработку воды. Таким образом, указанное выше конструктивное выполнение полуотверстий способствует эффективному функционированию фильтра, увеличению периода его грязестойкости до промывки и достижению целей изобретения. Представленный выше важный комплексный признак, связанный с конструктивным использованием разделительно-переливной перегородки, позволяющий в совокупности использовать существенные отличительные признаки составных элементов перегородки для достижения целей изобретения, является новым в технике очистки воды и представляется существенным отличительным признаком.5. The presence of a separation-overflow partition made in the form of a cylindrical pipe mounted along the axis of symmetry in the center of the flotation-filtration unit constructively forms a transitional technological zone III and a separate filter chamber. Moreover, the distinguishing features of the design of the filter chamber are: the presence of a vertically mounted plate inside the cylindrical pipe (whose height is less than the height of the separation-overflow partition) that separates the filter chamber into small and large zones; half-holes perpendicular to its axis are made on the area of the upper end of the cylindrical pipe. The presence of zones in the cavity of the filter chamber allows you to form a large tank filled with filter material and a cavity in the emergency overflow pocket (small capacity), designed to receive excess water in an emergency. The manufacture of half-openings at the upper end of the cylindrical pipe allows the overflow of flotated water to load the filter (when moving from top to bottom) by flowing laminar jets through the half-openings to the inner surface of the filter chamber (i.e., along the perimeter of the surface except for a small sector of the surface adjacent to the pocket emergency overflow) in the form of a parietal layer of water. At the same time, the half-holes provide uniform water intake, which allows you to create a soothing layer of the latter on the filter surface. Favorable conditions are created for the filters, for a quiet layer with a uniform distribution of contaminants on the enlarged surface of the granular load (the upper part of the latter), the bubbles accumulate and float in the upper part of the load and associated particles of contaminants, significantly reducing the degree of pollution along the depth of the filter. At the same time, the upper part of the filter load acts as a thin-layer filter, and the underlying layers act as a granular filter, finishing water treatment. Thus, the aforementioned design of the half-holes contributes to the effective functioning of the filter, increase the period of its dirt resistance before washing and achieve the objectives of the invention. The important complex feature presented above, associated with the constructive use of the dividing-overflow partition, which allows to collectively use the essential distinguishing features of the constituent elements of the partition to achieve the objectives of the invention, is new in the technique of water purification and seems to be an essential distinguishing feature.

Таким образом, в заявляемой установке создан многофункциональный технологический блок, включающий в себя флотационную и фильтрационную камеры, отличающиеся способностью обеспечить качественное осуществление всех технологических операций очистки воды и удаления пенного продукта, а также передать необходимый объем воды непосредственно в нижнюю часть установки. При этом за счет оптимальных конструктивных решений, обладающих существенными отличительными признаками, использованных в совокупности, удалось обеспечить повышенную степень очистки воды по нефтепродуктам, взвешенным веществам и т.п., т.е. достичь цели изобретения.Thus, in the inventive installation created a multifunctional technological unit, including flotation and filtration chambers, characterized by the ability to ensure high-quality implementation of all technological operations of water purification and removal of foam product, as well as transfer the required volume of water directly to the lower part of the installation. At the same time, due to optimal design solutions that have significant distinguishing features, used together, it was possible to provide an increased degree of water purification for oil products, suspended solids, etc., i.e. achieve the purpose of the invention.

Дополнительными преимуществами заявляемого объекта являются его способность эффективно очищать воду практически от любых видов загрязнений с использованием различных химических реагентов (коагулянтов, флокулянтов), простота конструкции и технического обслуживания.Additional advantages of the proposed facility are its ability to effectively purify water from virtually any type of contamination using various chemicals (coagulants, flocculants), simplicity of design and maintenance.

Claims (1)

Установка для флотационно-фильтрационной очистки воды, содержащая в верхней части технологический блок, включающий флотационную камеру и фильтр, размещенные в едином корпусе установки, в нижней части расположена емкость для накопления очищенной воды и отдельно установленные насосный агрегат, эжектор с патрубком подвода атмосферного воздуха, сатуратор и систему трубопроводов, отличающаяся тем, что флотационная и фильтрационная камеры технологического блока расположены в горизонтальной плоскости, представляют собой отдельные емкости, конструктивно образованные путем последовательного размещения по оси симметрии единого корпуса в направлении от стенки последнего к центру нескольких конструктивных элементов: разделительной перегородки, выполненной в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца элементом, обеспечивающей образование зонной конструкции флотационной камеры; ограничительного цилиндра, образующего совместно с секционными стенками, установленными между наружной поверхностью последнего и поверхностью корпуса, полость зон флотации и полость для сбора пенного продукта, изготовленного с возможностью обеспечения перетока сфлотированной воды из второй зоны флотационной камеры в переходную технологическую зону за счет наличия отверстий в нижней части ограничительного цилиндра; разделительно-переливной перегородки, отделяющей флотационную камеру от фильтрационной камеры и выполненной в виде цилиндрической трубы с полуотверстиями на верхнем торце, и имеющей внутри вертикально установленную пластину, высота которой меньше высоты цилиндрической трубы, разделяющую полость трубы на малую и большую зоны; емкость для накопления очищенной воды размещена в едином корпусе установки и посредством входного трубопровода соединена с технологическим блоком.Installation for flotation and filtration water purification, containing in the upper part a technological unit including a flotation chamber and a filter placed in a single unit casing, in the lower part there is a tank for the accumulation of purified water and a separately installed pump unit, an ejector with a pipe for supplying atmospheric air, a saturator and a piping system, characterized in that the flotation and filtration chambers of the technological unit are located in a horizontal plane, are separate containers Structurally formed by sequentially placing a single axis of symmetry in the direction from the housing wall toward the center of the last few structural elements: a baffle shaped as a ring with a cut out along the entire height of the ring element, which provides the formation of the band structure of the flotation cell; a limiting cylinder, forming together with the sectional walls installed between the outer surface of the latter and the surface of the body, a cavity of the flotation zones and a cavity for collecting foam product made with the possibility of overflow of swotted water from the second zone of the flotation chamber into the transitional technological zone due to the presence of holes in the bottom parts of the restriction cylinder; a separation-overflow partition separating the flotation chamber from the filtration chamber and made in the form of a cylindrical pipe with half-openings at the upper end and having a vertically mounted plate inside, the height of which is less than the height of the cylindrical pipe, dividing the pipe cavity into small and large zones; a container for the accumulation of purified water is placed in a single unit casing and is connected to the process unit via an inlet pipe.
RU2003122028/15A 2003-07-17 2003-07-17 Apparatus for flotation-filtration purification of water RU2254297C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122028/15A RU2254297C2 (en) 2003-07-17 2003-07-17 Apparatus for flotation-filtration purification of water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122028/15A RU2254297C2 (en) 2003-07-17 2003-07-17 Apparatus for flotation-filtration purification of water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003122028A RU2003122028A (en) 2005-01-10
RU2254297C2 true RU2254297C2 (en) 2005-06-20

Family

ID=34881747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003122028/15A RU2254297C2 (en) 2003-07-17 2003-07-17 Apparatus for flotation-filtration purification of water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2254297C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469957C2 (en) * 2010-12-17 2012-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Унисервис" Method of purifying wastewater from car wash
RU2574053C1 (en) * 2014-11-12 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Waste water treatment apparatus
RU2581390C1 (en) * 2014-10-16 2016-04-20 Олег Савельевич Кочетов Flotation-filtration plant
RU2669826C1 (en) * 2017-07-07 2018-10-16 Олег Савельевич Кочетов Flotation-filtration plant

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111410356B (en) * 2020-03-28 2021-04-23 苏州尚源智能科技有限公司 Full-automatic multifunctional multipurpose energy-saving environment-friendly water purification equipment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЯКОВЛЕВ С.В., ВОРОНОВ Ю.В. Водоотведение и очистка соочных вод. М.: Ассоциация строительных ВУЗов, 2002, с.642-643, рис. 23.11. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469957C2 (en) * 2010-12-17 2012-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Унисервис" Method of purifying wastewater from car wash
RU2581390C1 (en) * 2014-10-16 2016-04-20 Олег Савельевич Кочетов Flotation-filtration plant
RU2574053C1 (en) * 2014-11-12 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Waste water treatment apparatus
RU2669826C1 (en) * 2017-07-07 2018-10-16 Олег Савельевич Кочетов Flotation-filtration plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003122028A (en) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4191651A (en) Separator for two immiscible liquids
US4178245A (en) Filtration method
RU2254297C2 (en) Apparatus for flotation-filtration purification of water
CN103787527B (en) A kind of oil-contaminated water air-float suspended layer filtration unit
CN101233084A (en) Modular water treatment unit
RU2472570C1 (en) Gas separator
RU155231U1 (en) SEWAGE TREATMENT PLANT
TW201330912A (en) Immersed screen and method of operation
CN2892839Y (en) Light oil polluted water integrated processing apparatus
CN212188113U (en) Oil field sewage filters and subsides device
CN107721016A (en) A kind of oil-polluted water grease removal treatment device and processing method
CN103253802A (en) One-piece sewage purification device
CN101844839B (en) Integral normal water recycling purification treatment equipment
RU130870U1 (en) DEEP WATER TREATMENT DEVICE
RU151047U1 (en) HORIZONTAL RESTAURANT
CN2550026Y (en) Combined oil and water separator of cyclone hydraulic jet flow coarse graining
CN110451671A (en) The self-circulating water processing unit of electrophoretic painting
RU70510U1 (en) PLANT FOR FLOTATION-FILTRATION WATER TREATMENT
CN209128193U (en) A kind of high speed degreasing unit and rapidly and efficiently oil removing Airfloat filtering pond
RU2350374C2 (en) Filtration unit with drum or disk vacuum filter
CN2571749Y (en) Lysine waste water purifier
CN203255995U (en) Water treatment device integrating filtration, air floatation and flocculation
CN2106830U (en) Double-airfloat integrated water purifier
CN2778391Y (en) Oil-containing waste water integrated processing machine set
CN109455831B (en) Produced water treatment system and process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080718

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110718