RU2570459C1 - Установка для очистки воды - Google Patents
Установка для очистки воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570459C1 RU2570459C1 RU2014125590/05A RU2014125590A RU2570459C1 RU 2570459 C1 RU2570459 C1 RU 2570459C1 RU 2014125590/05 A RU2014125590/05 A RU 2014125590/05A RU 2014125590 A RU2014125590 A RU 2014125590A RU 2570459 C1 RU2570459 C1 RU 2570459C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- sludge
- water
- microsand
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки воды, в частности, к устройствам для очистки от взвешенных и коллоидных примесей, а также растворенных устойчивых органических соединений. Установка для очистки воды состоит из емкости 1 с мешалкой 7 для смешения воды с коагулянтом, емкости 2 с мешалкой для ввода в смесь микропеска и флокулянта, емкости с мешалкой 3 для смешения и выдержки смеси и отстойника 4 с тонкослойными модулями, снабженных переливными каналами, трубопроводом для откачки полученного шлама, а также устройствами для отделения из шлама микропеска. В качестве устройства для отделения микропеска из шлама установка содержит отмывочную колонну 5, оборудованную провальными тарелками с проходным сечением 30-60%. Отмывочная колонна 5 соединена с системой пульсации 18 и снабжена трубопроводом для откачки полученного шлама, который соединен с верхней зоной колонны, и трубопроводом, соединяющим нижнюю часть колонны с дозаторами для ввода в смесь микропеска. Изобретение позволяет более эффективно перерабатывать шлам для выделения из него микропеска и возврата его в процесс. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области очистки воды, в частности к устройствам для очистки от взвешенных и коллоидных примесей, а также растворенных устойчивых соединений органической природы коагуляцией.
В настоящее время в водоподготовке и очистке сточных вод от взвешенных частиц, коллоидов и высокомолекулярной органики с помощью коагуляции в раствор вводятся специальные реагенты, при взаимодействии которых с водой образуется новая малорастворимая высокопористая взвесь, содержащая, в основном, гидроксиды железа или алюминия. Образующиеся хлопья размером 0,5-3,0 мм и плотностью 1001-1100 г/л имеют очень большую поверхность с хорошей сорбционной активностью. В процессе ее образования и седиментации в структуру включаются взвешенные вещества (ил, клетки планктона, крупные микроорганизмы, остатки растений и т.п.), коллоидные частицы и та часть ионов загрязнений, которые ассоциированы на поверхности этих частиц.
Для проведения процессов коагуляции применяется различные установки коагуляции, содержащие набор разнообразных устройств и аппаратов (Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Гетманцев С. В. Коагуляция в технологии очистки природных вод М.: 2005, 576 с.). Как правило, основным элементом установки является осветлитель, который представляет собой вертикальную емкость, нижняя часть которой выполняется в виде обращенного конуса или призмы, постепенно расширяющейся кверху. Вода, после введения в нее реагентов, подается в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока. В результате в конусе находится взвешенный слой осадка - своеобразный «взвешенный фильтр», через который фильтруется очищаемая вода, которая далее продолжает восходящее движение до уровня, где расположены устройства для ее сбора и отвода (желоба, перфорированные трубы). Осадок после прекращения фильтрации собирается в нижней части осветлителя и удаляется в шламоуплотнитель.
Недостатками вышеописанной установки на основе осветлителя с взвешенным осадком являются большие размеры, низкая производительность, высокий унос частиц и нестабильность работы при изменении производительности и температуры.
Известны установки, в которых для повышения качества очистки и производительности в установку включают дозаторы, обеспечивающие введение в очищаемую водут утяжеляющих добавок, например, частиц глины или перлита (Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Гетманцев С.В. Коагуляция в технологии очистки природных вод М.: 2005, с. 251). Такая модификация позволяет увеличить производительность и качество очистки, но повышает расходы на реагенты и увеличивает объем отходов.
Известна установка для коагуляции, в которой для повышения качества очистки и производительности в систему дополнительно вводят песок с размером частиц около 0,1 мм (микропесок) (Скирдов И.В. Пономарев В.Г. Очистка сточных вод в гидроциклонах, М.: СТРОЙИЗДАТ, 1975, с. 90). Это добавка резко ускоряет процесс роста хлопьев осадка и увеличивает их размер и, соответственно, скорость падения, что позволяет работать со значительно большими скоростями воды и обеспечивает повышенную производительность установки. Полученный шлам, содержащий микропесок, далее насосом перекачивают в гидроциклон, в котором происходит отделение гидратного осадка, направляемого на сброс, и выделение микропеска, который возвращается в аппарат.
Недостатком данного технического решения является то, что данная конструкция очень чувствительна к изменению скорости потока (более ±15%), температуры воды и т.п., что ведет к нарушению структуры взвешенного слоя и ухудшению качества очистки по взвесям и органике.
Техническим решением, наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является установка, состоящая из емкости с мешалкой для смешения воды с коагулянтом, емкости с мешалкой для ввода в смесь микропеска и флокулянта, емкости с мешалкой для смешения и выдержки смеси и отстойника с тонкослойными модулями, снабженных переливными каналами, трубопроводом для откачки полученного шлама, а также устройствами для отделения шлама микропеска и его возвращения в процесс (WO 2009/002801, 31.12.2008). Технология подразумевает ввод и смешение с водой коагулянта, затем ввод и смешение флокулянта с одновременным введением определенного количества микропеска, перемешивание образовавшейся смеси и дальнейшее ее отстаивание. Основной технологии является добавление микропеска в качестве присадки для ускорения формирования хлопьев. Образующиеся хлопья обладают ядром из микропеска с относительно высокой плотностью и быстро осаждаются, что обеспечивает высокую производительность установки.
Выделение из шлама микропеска и его возвращение в процесс производится с помощью гидроциклонов, на которые специальным насосом под высоким напором подается шлам из отстойника.
Недостатками данной технологии являются плохое сгущение шлама после его прохождения через гидроциклон и достаточно высокий расход микропеска, уносимого вместе со шламом.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, являлось создание установки, обеспечивающей высокую эффективность очистки воды при минимальном расходе микропеска и дающей в виде отхода отмытый шлам, обладающий свойствами легкого сгущения.
Технической задачей являлась более эффективная переработка шлама с целью выделения из него микропеска и возврат его в процесс.
Технический результат достигался включением в установку, состоящую из емкости с мешалкой для смешения воды с коагулянтом, емкости с мешалкой для ввода в смесь микропеска и флокулянта, емкости с мешалкой для смешения и выдержки смеси и отстойника с тонкослойными модулями, снабженных переливными каналами, трубопроводом для откачки полученного шлама, а также устройствами для отделения шлама микропеска, в которой в качестве устройства для отделения микропеска из шлама она содержит отмывочную колонну, оборудованную провальными тарелками с проходным сечением 30-60%, соединенную с системой пульсации и снабженную трубопроводом для откачка полученного шлама, который соединен с верхней зоной колонны, и трубопроводом, соединяющим нижнюю часть колонны с дозаторами для ввода в смесь микропеска.
Трубопроводы для откачки полученного шлама в верхнюю зону колонны и трубопровод для возврата песка из нижней зоны колонны в процесс могут быть для повышения эффективности его работы снабжены эрлифтами. Установка может быть снабжена дополнительным насосом для подачи отмывочной воды в колонну снизу, вход которого соединен с емкостью чистой воды или зоной чистой воды отстойника. Трубопроводы для откачки полученного шлама в верхнюю зону колонны и перекачки микропеска из нижней зоны колонны для возврата песка в процесс могут быть снабжены шламовыми насосами.
В качестве провальных тарелок могут быть использованы сетчатые, дырчатые и др. конструкции. Как показывает практика, наиболее эффективны тарелки с организованной закруткой потоков на каждой тарелке, а на смежных организация закрутки в разные стороны. В частности, могут использоваться тарелки, типа КРИМЗ (Карпачева С.М., Рябчиков Б.Е. Пульсационная аппаратура в химической технологии - М.: Химия, 1983, - с. 26-30), для которых характерно сочетание высокой производительности и равномерное распределение фаз по сечению колонны.
На Фиг. 1 приведена схема установки для коагуляционной очистки воды, где: 1 - камера смешения с коагулянтом; 2 - камера смешения с флокулянтом и ввода микропеска; 3 - камера хлопьеобразования; 4 - отстойник; 5 - отмывочная колонна; 6 - насос отмывочной воды; 7, 8, 9 - мешалки; 10 - отстойная зона; 11 - сотоблоки; 12, 13 - эрлифт; 14, 15, 16 - регулировочные вентиля; 17 - пульсационная камера; 18 - пульсатор.
Отмывочная колонна 5 представляет собой вертикальный цилиндр, в который установлены провальные распределительные тарелки с проходным сечением 30-60%, в котором проводится отмывка песка от флокул. Колонна снабжена в верхней части отстойной зоной для выделения из шлама флокул. В нижней части колонна имеет зону для сбора и откачки песка, которая соединена с пульсационной камерой 17, связанной с системой пневматической пульсации, состоящей из пульсатора 18, присоединенного к пульсопроводу, линии сжатого воздуха и к сдувке.
Установка работает следующим образом. Очищаемая вода подается в камеру 1 с мешалкой 7. В нее же вводится коагулянт. Смесь интенсивно перемешивается и по перетоку поступает в камеру 2. В камеру 2 при интенсивном перемешивании из дозаторов поступают флокулянт и микропесок. В ней начинается процесс образования крупных флокул загрязнений, связанных с коагулянтом и флокулянтом. Полученная пульпа перетекает в камеру 3, где происходит относительно медленное «созревание», т.е. укрупнение флокул. После попадания пульпы в отстойник 4 происходит ее интенсивное разделение на шлам и чистую воду. Вода поднимается вверх через наклонные пластины сотоблока, где она окончательно освобождается от взвесей и поступает через сборный коллектор потребителю.
Осевший в отстойной зоне 10 шлам эрлифтом 13 перекачивается в верхнюю зону отмывочной колонны 5. В нижнюю зону колонны 5 насосом 16 подается очищенная вода. Раствор в колонне совершает вертикальные возвратно-поступательные движения (пульсирует) с частотой порядка 1 Гц, что обеспечивает эффективную отмывку песка от налипших загрязнений при сохранении высоких скоростей потока и повышенной производительности колонны. Распределительные тарелки препятствуют образованию застойных зон и паразитных проскоков раствора. Тарелки, имеющие специальные направляющие лопатки, дополнительно улучшают эти показатели.
Пульсация осуществляется с помощью системы пневматической пульсации 18, присоединенной к пульсопроводу, соединенному с пульсационной камерой 17 колонны 5. Через пульсатор воздух периодически подается в пульсационную камеру и затем сбрасывается в атмосферу. При подаче воздуха жидкость в пульсационной камере опускается, а в колонне поднимается. Затем воздух выпускается, и жидкость в колонне опускается.
Отмытый песок собирается в нижней зоне колонны и эрлифтом 12 перекачивается (возвращается) в камеру 2 установки. Смытые с песка флокулы загрязнений вместе с промывной водой сливаются в отстойник для дальнейшей переработки.
Пример
Установка, изготовленная в соответствии со схемой, показанной на фигуре 1 и имеющая размеры первой и второй камер 500×500×500 мм, которые снабжены электрическими мешалками с частотным регулированием оборотов в приделах 300 оборотов в минуту, третьей камерой 500×1000×500 мм, снабженной электрической мешалкой с частотным регулированием оборотов в приделах 150 оборотов в минуту и тонкослойным отстойником размером 1000×500×2000 мм, снабженным тонкослойным блоком высотой 500 мм с пластинами, установленными под углом 60°. В первую камеру установки подавалась речная вода, в которую вводился коагулянт - оксихлорид алюминия. Смесь интенсивно перемешивалась, после чего перетекала во вторую камеру. В нее же вводился раствор коагулянта Праестол 2510 и микропесок. Полученная смесь интенсивно перемешивалась и перетекала в камеру 3 с медленным перемешиванием для образования крупных хлопьев. Полученная пульпа перетекает в отстойник 4, где происходит ее интенсивное разделение на осевший шлам и чистую воду. Осветленная вода поднимается вверх через наклонные пластины сотоблока, где она окончательно освобождается от взвесей и выводится из установки.
Осевшая в нижней зоне отстойника 10 пульпа выводится из отстойника для разделения на чистый песок и шлам.
В первом варианте для разделения использовалась стандартная схема со специальными гидроциклонами. Специальный насос откачивал пульпу и направлял ее в гидроциклон, в котором за счет центробежных сил песок отделялся от взвешенных частиц и выводился прямо в камеру 2 установки.
Во втором варианте осевшая пульпа эрлифтом 13 перекачивается в верхнюю зону отмывочной колонны 5 общей высотой 1900 мм, состоящей из верхней зоны большего диаметра, в данном случае 160 мм и высотой 400 мм, и нижней зоны меньшего диаметра, в данном случае 50 мм, и высотой 1000 мм. В колонне установлены провальные распределительные тарелки с большим, до 50%, проходным сечением. В нижнюю зону колонны 5 насосом 16 подается очищенная вода. Раствор в колонне совершает вертикальные возвратно-поступательные движения (пульсирует) с частотой порядка 1 Гц. Пульсация обеспечивает эффективную отмывку песка от налипших загрязнений при высокой производительности колонны. Отмытый песок собирается в нижней зоне колонны и эрлифтом 12 перекачивается (возвращается) в камеру 2 установки. Смытые с песка флокулы загрязнений вместе с промывной водой сливаются в отстойник для дальнейшей переработки.
В процессе исследований с целью снижения уноса частиц песка, т.е. его безвозвратных потерь, высота верхней зоны большего диаметра была увеличена с первоначальных 200 до 400 мм. В ней также были установлены распределительные тарелки, что дополнительно уменьшило потери песка.
Пульсация осуществляется с помощью системы пневматической пульсации 18, присоединенной к пульсопроводу, соединенному с пульсационной камерой 17 колонны 5. Пульсация жидкости увеличивает производительность колонны по твердой фазе и, вместе с провальными тарелками, устраняет возможность каналообразования. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Сравнение двух вариантов показало, что применение данного изобретения не меняет производительность установки по сравнению с прототипом. При этом, использование отмывки песка в колонне улучшается качество осветления воды, существенно снижаются потери песка, а, главное, резко улучшаются условия для дальнейшей переработки шлама. Если в первом варианте для отстаивания шлама и подготовки его к фильтрации на фильтр-прессе требуется обязательное введение дополнительно больших доз флокулянта, то во втором варианте возможно прямая фильтрация полученного шлама.
Claims (5)
1. Установка для очистки воды, состоящая из емкости с мешалкой для смешения воды с коагулянтом, емкости с мешалкой для ввода в смесь микропеска и флокулянта, емкости с мешалкой для смешения и выдержки смеси и отстойника с тонкослойными модулями, снабженных переливными каналами, трубопроводом для откачки полученного шлама, а также устройствами для отделения из шлама микропеска, отличающаяся тем, что в качестве устройства для отделения микропеска из шлама установка содержит отмывочную колонну, оборудованную провальными тарелками с проходным сечением 30-60%, соединенную с системой пульсации и снабженную трубопроводом для откачки полученного шлама, который соединен с верхней зоной колонны, и трубопроводом, соединяющим нижнюю часть колонны с дозаторами для ввода в смесь микропеска.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что трубопровод для откачки полученного шлама в верхнюю зону колонны и трубопровод для возврата песка из нижней зоны колонны в процесс снабжены эрлифтами.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным насосом для подачи отмывочной воды в колонну снизу, вход которого соединен с зоной чистой воды отстойника или с емкостью чистой воды.
4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что трубопроводы для откачки полученного шлама в верхнюю зону колонны и перекачки микропеска из нижней зоны колонны для возврата песка в процесс снабжены шламовыми насосами.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что отмывочная колонна содержит распределительные тарелки, имеющие направляющие лопатки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125590/05A RU2570459C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Установка для очистки воды |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014125590/05A RU2570459C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Установка для очистки воды |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570459C1 true RU2570459C1 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014125590/05A RU2570459C1 (ru) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Установка для очистки воды |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570459C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168282U1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-01-26 | Общество с Ограниченной Ответственностью "РОСТИНПРОМ" | Осветлитель для очистки воды |
AU2017201985B2 (en) * | 2016-03-23 | 2019-05-23 | Tata Consultancy Services Limited | Portable test-device for selective flocculation |
RU2773574C1 (ru) * | 2021-07-20 | 2022-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленная экология" | Способ регенерации отработанных технологических жидкостей и устройство для регенерации отработанных технологических жидкостей |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050913C1 (ru) * | 1993-06-01 | 1995-12-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Многоступенчатый секционированный аппарат колонного типа для осуществления массообменных процессов в системе жидкость - твердое тело |
US7323108B1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-01-29 | I. Kruger, Inc. | Combined biological and ballasted flocculation process for treating wastewater |
US7407582B2 (en) * | 2006-01-13 | 2008-08-05 | Otv Sa S.A. | Combination activated sludge—ballasted flocculation process |
RU2475457C2 (ru) * | 2006-12-29 | 2013-02-20 | Веолиа Вотер Солюшнз Энд Текнолоджиз Саппорт | Способ и установка для обработки воды |
US20130248455A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method for Removing Calcium, Barium, Magnesium and Strontium From Frac Flowback |
-
2014
- 2014-06-24 RU RU2014125590/05A patent/RU2570459C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050913C1 (ru) * | 1993-06-01 | 1995-12-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Многоступенчатый секционированный аппарат колонного типа для осуществления массообменных процессов в системе жидкость - твердое тело |
US7407582B2 (en) * | 2006-01-13 | 2008-08-05 | Otv Sa S.A. | Combination activated sludge—ballasted flocculation process |
US7563366B2 (en) * | 2006-01-13 | 2009-07-21 | Otu Sa S.A. | System for removing BOD and suspended solids through an activated sludge process and a ballasted flocculation process |
RU2475457C2 (ru) * | 2006-12-29 | 2013-02-20 | Веолиа Вотер Солюшнз Энд Текнолоджиз Саппорт | Способ и установка для обработки воды |
US7323108B1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-01-29 | I. Kruger, Inc. | Combined biological and ballasted flocculation process for treating wastewater |
US20130248455A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method for Removing Calcium, Barium, Magnesium and Strontium From Frac Flowback |
WO2013148615A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method for removing calcium, barium, magnesium and strontium from frac flowback |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2017201985B2 (en) * | 2016-03-23 | 2019-05-23 | Tata Consultancy Services Limited | Portable test-device for selective flocculation |
RU168282U1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-01-26 | Общество с Ограниченной Ответственностью "РОСТИНПРОМ" | Осветлитель для очистки воды |
RU2773574C1 (ru) * | 2021-07-20 | 2022-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленная экология" | Способ регенерации отработанных технологических жидкостей и устройство для регенерации отработанных технологических жидкостей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3130385B1 (en) | Sedimentation tank and water treatment apparatus including the same | |
US8715498B2 (en) | System and apparatus for treating well flow-back and produced water or other wastewater | |
US8828224B2 (en) | Device for purifying oily wastewater | |
KR100992430B1 (ko) | 침전 장치 및 이를 포함하는 하ㆍ폐수 처리 장치 | |
CN102020346A (zh) | 一种高效混凝沉淀池 | |
US3481868A (en) | Water clarifier and water clarification method | |
RU2570459C1 (ru) | Установка для очистки воды | |
CN110204103B (zh) | 基于水力流态成层的悬浮介质层过滤系统 | |
CN101564608A (zh) | 微涡流高效澄清器 | |
CN110204104B (zh) | 基于机械搅拌成层的悬浮介质层过滤系统 | |
CN204550162U (zh) | 污水净化处理装置 | |
CN204569618U (zh) | 油田污水处理装置 | |
KR101137000B1 (ko) | 하폐수 처리시설의 인제거 장치 | |
CN202968283U (zh) | 净水站成套处理装置 | |
CN106630316A (zh) | 一体化多相流含油污水处理装置及污水处理方法 | |
RU110368U1 (ru) | Установка для очистки воды с помощью напорной флотации | |
CN106698752B (zh) | 一种水净化前处理设备 | |
KR101045878B1 (ko) | 상하수 고도 처리를 위한 고효율 하이브리드 침전지 | |
CN203781891U (zh) | 水力混凝污泥浓缩机 | |
CN205188021U (zh) | 煤泥水净化器 | |
CN204569617U (zh) | 重絮凝载体污水处理装置 | |
RU2593304C1 (ru) | Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод | |
CN220564401U (zh) | 多个脱硫塔污水集中处理与回收利用系统 | |
CN211734038U (zh) | 一种陶瓷生产废水处理装置 | |
CN103910421B (zh) | 水力混凝过滤机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200625 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210715 |