RU2572131C1 - Method for cleaning drains and suspensions - Google Patents

Method for cleaning drains and suspensions Download PDF

Info

Publication number
RU2572131C1
RU2572131C1 RU2014137745/05A RU2014137745A RU2572131C1 RU 2572131 C1 RU2572131 C1 RU 2572131C1 RU 2014137745/05 A RU2014137745/05 A RU 2014137745/05A RU 2014137745 A RU2014137745 A RU 2014137745A RU 2572131 C1 RU2572131 C1 RU 2572131C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coagulant
narrowing
particles
suspensions
drains
Prior art date
Application number
RU2014137745/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Базарский
Александр Евгеньевич Косинов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", (ФГБУ ВПО ВГУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", (ФГБУ ВПО ВГУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", (ФГБУ ВПО ВГУ)
Priority to RU2014137745/05A priority Critical patent/RU2572131C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2572131C1 publication Critical patent/RU2572131C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: drains and suspensions are supplied into bubble chamber by pipes with further mixing, with coagulant being supplied by gravity due to strong differential pressure into formed narrowing of drain-supplying pipe. In the place of tube narrowing turbulent mixing of drains and coagulant takes place. Formed large agglomerations of pollutant particles precipitate in form of sediment on retaining profile in bubble chamber.
EFFECT: increased efficiency of drain purification from coarsely disperse and finely disperse particles, reduction of energy consumption and expenditures on additional equipment.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвоживания органических и минеральных растворов, суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.The invention relates to the field of environmental protection and can be used for dehydration of organic and mineral solutions, suspensions in the mining, oil refining and agriculture.

Простейшим способом для очистки стоков является пруд-накопитель. В нем используется как гравитационное осаждение частиц в донные осадки, так и биологическая очистка [Очистка сточных вод в естественных условиях. Сайт vod-v-estestvennykak-usloviaykh]. Частицы осаждаются под действием силы тяжести P=mg. Противоположно силе тяжести направлена выталкивающая сила Архимеда: F=ρ2Vg, где ρ2 - плотность воды и сила Стокса: F=6πηRυ, где η - динамическая вязкость жидкости, R - радиус сферического объекта, υ - скорость частицы, V - объем погруженного тела. Здесь m = ρ 1 V = ρ 1 4 3 π R 3

Figure 00000001
- масса частицы объема V, плотностью ρ1, υ - скорость осаждения частицы.The easiest way to clean the effluent is a storage pond. It uses both gravitational sedimentation of particles in bottom sediments and biological treatment [Wastewater treatment in natural conditions. Website vod-v-estestvennykak-usloviaykh]. Particles are precipitated by gravity P = mg. The opposite force of gravity is directed by the buoyancy force of Archimedes: F = ρ 2 Vg, where ρ 2 is the density of water and Stokes force: F = 6πηRυ, where η is the dynamic viscosity of the fluid, R is the radius of the spherical object, υ is the particle velocity, V is the volume of the submerged body. Here m = ρ one V = ρ one four 3 π R 3
Figure 00000001
is the mass of a particle of volume V, density ρ 1 , υ is the particle deposition rate.

Скорость осаждения частицы описывается дифференциальным уравнением:The particle deposition rate is described by the differential equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

Решение уравнения:The solution to the equation:

Figure 00000003
Figure 00000003

Где υ 0 = g b

Figure 00000004
- скорость равномерного падения,Where υ 0 = g b
Figure 00000004
- uniform fall rate,

b = 9 η 2 R 2 ( 1 ρ 2 ρ 1 )

Figure 00000005
- характеристический параметр. b = 9 η 2 R 2 ( one - ρ 2 ρ one )
Figure 00000005
- characteristic parameter.

Figure 00000006
Figure 00000006

Для частицы свинца, ρ2=11300 кг/м3, ρ1=1000 кг/м3, R=10-6 м=1 мкм, η=10-3 Па с, т.е. b=5*109, т.е. частица падает равномерно со скоростью υ 0 = 10 5 10 9 = 2 * 10 9 м / с

Figure 00000007
For a lead particle, ρ 2 = 11300 kg / m 3 , ρ 1 = 1000 kg / m3, R = 10 -6 m = 1 μm, η = 10 -3 Pa s, i.e. b = 5 * 10 9 , i.e. particle falls uniformly with speed υ 0 = 10 5 10 9 = 2 * 10 - 9 m / from
Figure 00000007

Время осаждения на глубину h=1 метр t 0 = h υ 0 = 10 9 2 = 5 10 8

Figure 00000008
секунд очень велико, т.е. очистка от мелкодисперсных частиц не проходит.Deposition time to depth h = 1 meter t 0 = h υ 0 = 10 9 2 = 5 10 8
Figure 00000008
seconds is very long, i.e. fine particle cleaning does not work.

Недостаток: стоки очищаются только от частиц с радиусами большими 20 мкм.Disadvantage: drains are cleaned only of particles with radii greater than 20 microns.

Известна технология Вентури, позволяющая измерять расход жидкостей и смешивать химические концентраты с растворителями. В основе данной технологии лежит вакуум, создаваемый различной скоростью потока в трубке Вентури, имеющей форму перевернутой воронки с плавным изменением сечения [ГОСТ 8.986.4-2005. Измерение расходов жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4-трубы Вентури. М.: Стандартинформ, 2006 г.]. Также устройства производятся фирмой Hydronva Europe (Англия). Способ смешивания веществ Вентури принят в качестве прототипа.Known Venturi technology, which allows to measure the flow of liquids and mix chemical concentrates with solvents. This technology is based on a vacuum created by different flow rates in a venturi, which has the shape of an inverted funnel with a smooth change in cross section [GOST 8.986.4-2005. Measurement of flow rates of liquids and gases using standard constricting devices. Part 4 of the venturi pipe. M .: Standartinform, 2006]. Also, devices are manufactured by Hydronva Europe (England). The method of mixing Venturi substances adopted as a prototype.

Технология Вентури эффективно используется при смешивании растворов, но не может быть использована для очистки стоков и суспензий по следующей причине. За счет перепада давлений происходит смешивание химического реагента с растворителем, что необходимо для различных химических процессов. При этом не происходит турбулентного барботажа в трубке Вентури. Возможна очистка только от крупнодисперсных частиц, которые можно отфильтровать более простым способом, например, сеткой.Venturi technology is effectively used when mixing solutions, but cannot be used to treat effluents and suspensions for the following reason. Due to the pressure drop, a chemical reagent is mixed with a solvent, which is necessary for various chemical processes. There is no turbulent bubbling in the venturi. Only fine particles can be cleaned, which can be filtered in a simpler way, for example, with a mesh.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ - повышение эффективности очистки стоков и суспензий за счет удаления всех частиц, в том числе и мелкодисперсных.The task to which the proposed method is aimed is to increase the efficiency of wastewater and suspension treatment by removing all particles, including fine particles.

Технический результат достигается за счет резкого сужения трубы для подачи неочищенных стоков в камере барботажа, куда самотеком подается коагулянт, и реализуется турбулентное смешение стоков и коагулянта, в результате чего происходит коагуляция всех частиц, в том числе и мелкодисперсных. Они выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере.The technical result is achieved due to a sharp narrowing of the pipe for supplying untreated wastewater to the bubbler chamber, where the coagulant is fed by gravity, and turbulent mixing of wastewater and coagulant is realized, as a result of which coagulation of all particles, including fine ones, occurs. They precipitate on the retention profile in the bubble chamber.

Пример реализации предлагаемого способа показан на чертеже, на котором изображена схема устройства для его осуществления. Неочищенные стоки подаются через трубу 1, которая заканчивается резким сужением в области 2 барботажной камеры 5. В области сужения происходит резкое падение давления, за счет чего через трубу 3 самотеком подается коагулянт. В этой области происходит слипание частиц загрязняющего вещества в крупные агломерации. Осаждение агломераций происходит на профиле 4, после которого очищенная жидкость отводится по трубе 6.An example implementation of the proposed method is shown in the drawing, which shows a diagram of a device for its implementation. The crude effluent is fed through a pipe 1, which ends with a sharp narrowing in the area 2 of the bubble chamber 5. In the narrowing area, a sharp drop in pressure occurs, due to which a coagulant is fed by gravity through the pipe 3. In this area, the contaminant particles coalesce into large agglomerations. The deposition of agglomerations occurs on the profile 4, after which the purified liquid is discharged through the pipe 6.

Турбулентное смешение в предлагаемом способе осуществляется следующим образом. Неочищенные стоки подаются по подводящей трубе 1 сечением S1 под давлением в одну атмосферу P1 со скоростью υ1. В барботажной камере за счет сужения трубы до сечения S2 скорость увеличивается до величины υ2=(S1/S2)/υ1. Давление в месте сужения трубы P=0,5ρ(υ1222)+P1=0,5ρυ12(1-(S1/S2)2+P1).Turbulent mixing in the proposed method is as follows. The untreated wastewater is fed through a supply pipe 1 with a section S 1 under pressure into one atmosphere P 1 with a speed of υ 1 . In the bubble chamber due to the narrowing of the pipe to the cross-section S 2, the speed increases to υ 2 = (S 1 / S 2 ) / υ 1 . The pressure at the pipe narrowing point is P = 0.5ρ (υ 1 22 2 ) + P 1 = 0.5ρυ 1 2 (1- (S 1 / S 2 ) 2 + P 1 ).

При плотности загрязняющих частиц ρ=1050 кг/м3 и уменьшении сечения S2 в три раза относительно входного S1 давление в сужении падает до 0,24 ат, и будет реализовываться самотек коагулянта в барботажную камеру 5. В камере барботажа происходит коагуляция частиц загрязняющих веществ, которые затем осаждаются на переменном профиле 4. Скорость осаждения частиц определяется выражением (3). Очищенные стоки удаляются через трубу 6.When the density of polluting particles ρ = 1050 kg / m 3 and the cross section S 2 is reduced three times relative to the input S 1, the pressure in the constriction drops to 0.24 atm, and coagulant flows into the bubble chamber 5. Coagulation of the particles of pollutants takes place in the bubble chamber substances, which are then deposited on a variable profile 4. The particle deposition rate is determined by expression (3). Treated effluents are discharged through a pipe 6.

Отличия и особенности технологического процесса заключаются в том, что подача коагулянта осуществляется без энергетических затрат, без затрат на дополнительное оборудование (компрессор), а только лишь за счет разницы давления при сужении участка подводящей трубы, что приводит при турбулентном смешивании неочищенных стоков к увеличению поверхности контакта стоков и коагулянта. Увеличение поверхности контакта стоков и коагулянта позволяет быстрее получить крупные агломерации загрязняющих веществ, которые выпадают в осадок.The differences and features of the process are that the supply of coagulant is carried out without energy costs, without the cost of additional equipment (compressor), but only due to the pressure difference when narrowing the section of the supply pipe, which leads to an increase in the contact surface during turbulent mixing of untreated effluents drains and coagulant. The increase in the contact surface of effluents and coagulant allows you to quickly get large agglomerations of pollutants that precipitate.

Коагулированные крупнодисперсные частицы подвергаются дальнейшей химической обработке для извлечения полезных компонентов.Coagulated coarse particles are subjected to further chemical treatment to extract useful components.

Claims (1)

Способ очистки стоков и суспензий путем подведения их в барботажную камеру по трубам с последующим перемешиванием, отличающийся тем, что коагулянт подают в образованное сужение подводящей стоки трубы самотеком и за счет резкого падения давления в месте сужения трубы происходит турбулентное смешение стоков и коагулянта, и образующиеся крупные агломерации частиц загрязняющих веществ выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере. The method of purification of effluents and suspensions by bringing them into a bubbler chamber through pipes with subsequent mixing, characterized in that the coagulant is fed into the formed narrowing of the inlet pipe drain by gravity and due to a sharp drop in pressure at the pipe narrowing point, turbulent mixing of the effluent and coagulant occurs, and large agglomerations of particles of pollutants precipitate on the retaining profile in the bubble chamber.
RU2014137745/05A 2014-09-17 2014-09-17 Method for cleaning drains and suspensions RU2572131C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137745/05A RU2572131C1 (en) 2014-09-17 2014-09-17 Method for cleaning drains and suspensions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137745/05A RU2572131C1 (en) 2014-09-17 2014-09-17 Method for cleaning drains and suspensions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2572131C1 true RU2572131C1 (en) 2015-12-27

Family

ID=55023498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137745/05A RU2572131C1 (en) 2014-09-17 2014-09-17 Method for cleaning drains and suspensions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2572131C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2083504C1 (en) * 1995-05-12 1997-07-10 Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова Method of clearing turbid water via treatment with cationic flocculant in supplying pipeline
RU2102339C1 (en) * 1995-06-13 1998-01-20 Научно-технический центр "Фонсвит" Apparatus for water treatment (alternatives)
KR100309199B1 (en) * 1999-07-21 2001-09-26 임정규 A Device For Mixing Watertreatment Agent in Water Flowing Conduit
RU2382813C1 (en) * 2008-11-01 2010-02-27 Закрытое акционерное общество Научно-техническая компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" Reagent dosing method and equipment for implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2083504C1 (en) * 1995-05-12 1997-07-10 Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова Method of clearing turbid water via treatment with cationic flocculant in supplying pipeline
RU2102339C1 (en) * 1995-06-13 1998-01-20 Научно-технический центр "Фонсвит" Apparatus for water treatment (alternatives)
KR100309199B1 (en) * 1999-07-21 2001-09-26 임정규 A Device For Mixing Watertreatment Agent in Water Flowing Conduit
RU2382813C1 (en) * 2008-11-01 2010-02-27 Закрытое акционерное общество Научно-техническая компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" Reagent dosing method and equipment for implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФРОГ Б.Н., ЛЕВЧЕНКО А.П., Водоподготовка, Москва, Ассоциация строительных вузов, 2007, с.с. 120-126. ЖУРБА М.Г. и др., Водоснабжение, Проектирование систем и соооружений, Москва, Ассоциация строит. вузов, 2004, т.2, с.с. 181-186. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santander et al. Modified jet flotation in oil (petroleum) emulsion/water separations
CN201132782Y (en) Purification device for oil-contaminated water and purification system with the device
CN101486515B (en) Oily wastewater treatment method and whole set apparatus thereof
CN203159301U (en) Wastewater coagulation sedimentation integrated device
CN206063856U (en) A kind of oily-water seperating equipment of employing teflon membrane filter
ATE471748T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THICKENING SLUDGE IN WASTEWATER
CN106219859B (en) Gush water multistage purification processing system more than polluted bed mud processing in river lake
Al-Maamari et al. Flotation, filtration, and adsorption: Pilot trials for oilfield produced-water treatment
ATE372303T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TREATING WASTE WATER WHICH IN PARTICULAR CONTAIN SUSPENDED POLLUTANTS
CN103601337A (en) Device for removing washing agent from restaurant wastewater
CN201272722Y (en) Oil-contained wastewater treatment outfit
Al-Maamari et al. Polymer-flood produced-water-treatment trials
MX2011000697A (en) Process for treating a liquid by flotation induced by floating particles.
RU2572131C1 (en) Method for cleaning drains and suspensions
CN205710206U (en) A kind of integral type sewage processing means
Al-Ani Treatment of oily wastewater produced from old processing plant of north oil company
RU132434U1 (en) FLOTOTOTOCHNIK
CN109650677A (en) A kind of oily-water seperating equipment
CN204434325U (en) A kind of new-type air-floatation oil removal plant
RU124672U1 (en) SEWAGE TREATMENT PLANT AND TECHNOLOGICAL LIQUIDS
CN205603248U (en) Filler airfloat equipment
RU2572130C1 (en) Apparatus for dehydration and treatment of effluent and suspensions
Sun et al. Application of combined granular media with opposite wettability for demulsification of oily wastewater by microchannel filter
Mohammadimehr et al. Impact of microfluidic cell and particle separation techniques on microplastic removal strategies
RU59047U1 (en) WATER AND INDUSTRIAL WASTE WATER TREATMENT PLANT

Legal Events

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

Effective date: 20170918