RU2796109C2 - Centrifugal flotation separator - Google Patents
Centrifugal flotation separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796109C2 RU2796109C2 RU2020139157A RU2020139157A RU2796109C2 RU 2796109 C2 RU2796109 C2 RU 2796109C2 RU 2020139157 A RU2020139157 A RU 2020139157A RU 2020139157 A RU2020139157 A RU 2020139157A RU 2796109 C2 RU2796109 C2 RU 2796109C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- conical
- annular
- hydrocyclones
- water
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Центробежно-флотационный сепаратор предназначен для очистки сточных вод от загрязняющих веществ и может быть использован в машиностроении, приборостроении, нефтяной промышленности, строительной индустрии.The centrifugal flotation separator is designed for wastewater treatment from pollutants and can be used in mechanical engineering, instrument making, oil industry, construction industry.
Известны устройства и схемы очистки сточных вод на производстве с использованием нескольких ступеней очистки в различных аппаратах. Например, в книге "Инженерно-экологический справочник" (А.С. Тимонин, Калуга, Издательство Н. Бочкаревой 2003-884 с.) описана флотосорбционная очистка с использованием механических методов, фильтрации и угольных сорбентов. Все эти устройства являются материалоемкими и занимают значительные производственные площади.Known devices and schemes for wastewater treatment in production using several stages of purification in various devices. For example, in the book "Engineering and Ecological Handbook" (AS Timonin, Kaluga, N. Bochkareva Publishing House, 2003-884 pp.), flotation sorption purification using mechanical methods, filtration and carbon sorbents is described. All these devices are material-intensive and occupy significant production areas.
Известны устройства, в которых несколько процессов очистки совмещаются в одном аппарате. Например, в устройстве "Тонкослойный отстойник"(патент на полезную модель №110284 от 19.05.2011 г. Бюл. №32 от 20.11.2011) реализуется сочетание центробежного разделения и тонкослойного отстаивания. В данном устройстве происходит только механическое очистка, а растворенные загрязнители остаются. Известно устройство "Центробежно-тонкослойный сепаратор" (патент на полезную модель №169536 от 08.08.2016 г. Бюл. №9 от 22.03.2017 г.). В этом устройстве осуществляется сочетание нескольких процессов очистки центробежное разделение, тонкослойное отстаивание, отделение легких фракций в виде пены и сорбционная очистка в насыпных гранулированных составах с непрерывной регенерацией сорбента. Это устройство принято нами за прототип.Devices are known in which several cleaning processes are combined in one apparatus. For example, in the device "Thin-layer settling tank" (utility model patent No. 110284 dated May 19, 2011, Bull. No. 32 dated November 20, 2011), a combination of centrifugal separation and thin-layer settling is implemented. In this device, only mechanical cleaning occurs, and dissolved contaminants remain. A device "Centrifugal-thin-layer separator" is known (utility model patent No. 169536 dated 08.08.2016, Bull. No. 9 dated 03.22.2017). This device combines several cleaning processes - centrifugal separation, thin-layer settling, separation of light fractions in the form of foam and sorption cleaning in bulk granular compositions with continuous regeneration of the sorbent. We took this device as a prototype.
Недостатки прототипа:Prototype Disadvantages:
1. Сочетание восходящих потоков в верхней части тонкослойных пластин нисходящих потоков на выходе из гидроциклонов создает перемешивание потоков и качество очистки снижается.1. The combination of upflows at the top of the downflow thin-layer plates at the outlet of the hydrocyclones creates a mixing of the flows and the cleaning quality is reduced.
2. Устройство регенерации сорбента во вращающемся кольцевом барабане выполнено с редуктором, обеспечивающем постоянную скорость вращения барабана, не учитываю исходную концентрацию загрязняющих веществ, а в зависимости от этого интенсивность сорбции и время регенерации значительно меняется.2. The sorbent regeneration device in a rotating annular drum is made with a gearbox that provides a constant drum rotation speed, without taking into account the initial concentration of pollutants, and depending on this, the sorption intensity and regeneration time change significantly.
Технический результат заключается в устранении отмеченных недостатков и повышении качества очистки и предлагается устройство центробежно-флотационный сепаратор.The technical result consists in eliminating the noted shortcomings and improving the quality of cleaning, and a centrifugal flotation separator device is proposed.
Технический результат достигается тем, что центробежно-флотационный сепаратор для очистки сточных вод от взвешенных веществ, содержащий цилиндро-конический корпус с патрубками тангенциального подвода сточной воды, отвода воды после очистки, коаксиально расположенных один под другим цилиндро-конических гидроциклонов пеносборник и кольцевой барабан, заполненный сорбирующей засыпкой с приводом от внешнего источника, имеет внутри корпуса над каждым гидроциклоном имеется кольцевое барботажное устройство для подачи флотоагента в верхней части корпуса имеется сужающаяся коническая зона, над которой расположен пеносборник пневматическим отводом шлама, а в нижней части корпуса имеется отводящий канал, под которым находится кольцевой барабан с вертикальной осью вращения, заполненный сорбционной засыпкой, расположенный с условием протекания воды после предварительной очистки из корпуса через сорбционную засыпку и наличием патрубка подачи регенерирующего состава, причем, вращение кольцевого барабана производится от внешнего источника и регулирование скорости вращения кольцевого барабана осуществляется через редуктор и вариатор, выполненный в виде двух конусов с промежуточным роликовым звеном, перемещающийся по оси с тарировочной разметкой.The technical result is achieved by the fact that the centrifugal flotation separator for sewage treatment from suspended solids, containing a cylindrical-conical body with nozzles for tangential supply of waste water, water removal after cleaning, coaxially arranged one below the other cylindrical-conical hydrocyclones, a foam collector and an annular drum filled with sorbent backfill driven from an external source, has inside the housing above each hydrocyclone there is an annular bubbling device for supplying flotation agent in the upper part of the housing there is a tapering conical zone, above which there is a foam collector with pneumatic sludge removal, and in the lower part of the housing there is a discharge channel, under which there is an annular drum with a vertical axis of rotation, filled with a sorption backfill, located with the condition of water flowing after preliminary cleaning from the body through the sorption backfill and the presence of a branch pipe for supplying a regenerating composition, moreover, the rotation of the annular drum is performed from an external source and the rotation speed of the annular drum is controlled through a gearbox and variator, made in the form of two cones with an intermediate roller link, moving along the axis with calibration markings.
Предлагаемое устройство представлено на Фиг. 1 - центробежно-флотационный сепаратор - общий вид;The proposed device is shown in Fig. 1 - centrifugal flotation separator - general view;
Фиг. 2 - флотатор;Fig. 2 - flotation machine;
Фиг. 3 - конусный вариатор;Fig. 3 - cone variator;
Фиг. 4 - узел регулирования вариатора;Fig. 4 - variator control unit;
Фиг. 5 - регулировочная линейка.Fig. 5 - adjusting ruler.
Центробежно-флотационный сепаратор представляет собой цилиндро-конический корпус 1, внутри которого косиссиально расположено друг на другом несколько гидроциклонов 8, в которые через магистраль 2, через регулировочные краны 3, тангенсально подводится исходная загрязненная сточная вода. Ниже уровня подвода воды, в суживающейся части гидроциклонов 8 расположены флотаторы 9, состоящие из окруженного трубопровода 27 и радиальных трубопроводов 28, имеющих перфорацию. В нижней части корпуса 1 расположен патрубок отвода шлама 12, куда поступает шлам из патрубков 11 каждого гидроциклона 8. Весь шлам, отводимый через патрубок 12 поступает в шламоприемник 13.The centrifugal flotation separator is a cylindrical-
В нижней части корпуса 1 находится патрубок отвода воды 41. В верхней части корпуса 1 находится коническая часть 4, над которой расположена камера сбора флотационной пены 6, оборудованная патрубком подвода воздуха 7 для сдува пены и устройством отвода пены 5. Под корпусом 1 установлен кольцевой барабан 15, с вертикальной осью вращения вокруг центрального вала 19. Барабан 15 имеет кольцевую полость, закрытую сверху и снизу не провальными сетками 16, внутри кольцевой полости находятся гранулы насыпного сорбента 17. Барабан 15 расположен, чтобы струя воды, вытекающая из патрубка отвода 41, проходила через слой насыпного сорбента 17 и отводилась через патрубок отвода очищенной воды 26. В другой части барабана 15, над насыпным сорбентом 17 расположен патрубок подвода регенерирующего агента 14 и соосно под ним расположен патрубок отвода регенерирующего агента 18.In the lower part of the
Вращение барабана 15 осуществляется центральным валом 19, который установлен в узлах вращения 25. Вращательный момент на вал 19 передается от электродвигателя 20, через редуктор 21, вариатор 22 и конические шестерни 23 (ведущая) и 24(ведомая). Наличие редуктора 21 и вариатора 22 вызвано тем, что редуктор 21 дискретно ступенчато понижает высокое число оборотов вращения вала электродвигателя, а вариатор 22 позволяет регулировать число оборотов, в зависимости от параметров и характеристик загрязняющих веществ в сточной воде. Вариатор 22 представляет собой механизм взаимодействия двух конических тел - конус ведущий 29 и конус ведомый 35 через промежуточный сателлитный ролик 36. Конусы расположены на валах 30 (ведущего конуса) и 33 (ведомого конуса), которые вращаются в узлах вращения 25. Конусы имеют ограничительные бортики 34. Сателлитный ролик 36 расположен на втулке 31, которая может свободно вращаться на промежуточном валу 32 и имеет возможность предельного перемещения по валу 32. Перемещение втулки 31 по валу 32 осуществляется вращением регулировочного зубчатого колеса 38 и перемещением зубчатой рейки 37, расположенной на втулке 31. Необходимое перемещение рейки 37, а следовательно и втулки 31 вместе с сателлиты роликом 36 контролируется указательной стрелкой 40, но перемещающейся вместе с зубчатой рейкой 37 по мерной шкале 39. Необходимое перемещение втулки 31 вместе с роликом 36 производится по предварительно установленным опытным путям зависимости L = f (Ci), где L - значение уровня перемещения на мерной линейке, Ci -исходная концентрация загрязняющих веществ.The rotation of the
Предложенный центробежно-флотационный сепаратор работает следующим образом:The proposed centrifugal flotation separator works as follows:
Исходная сточная вода подается в корпус 1 по магистрали 2 через регулировочные краны 3 и поступает в гидроциклоны 8 через тангенциальные отверстия. В гидроциклонах 8 вода приобретает вращательное движение и под действием центробежных сил крупные частицы загрязняющих веществ отбрасываются к стенкам гидроциклонов 8 и сгущаясь в виде шлама сползают по патрубкам отвода шлама 11 попадают в общий патрубок 12 и отводятся в шлама-приемник 13. Средние и мелкие частицы загрязняющих веществ, а также масла, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), поверхностно-активные вещества (ПАВ), на которые центробежная сила воздействует слабо, собираются ближе к центральной части гидроциклонов, выходят их верхней открытой части гидроциклонов 8 и попадают в зону флотации. Через патрубки подвода флотоагента (воздуха) 10, одновременно с подачей сточной воды, начинается подача воздуха в флотаторы 9. Выделяющиеся пузырьки воздуха через перфорационные отверстия увлекают наверх мелкие и средние частицы загрязнителей. Вместе с ними поднимаются загрязняющие вещества с удельным весом легче воды - масла, СОЖ, ПАВ. Поднимающаяся флотационная пена в суживающейся части корпуса 4 уплотняется и попадает в камеру сбора флотационной пены 6, откуда продувкой воздухом через патрубок подвода воздухом 7 удаляется в устройстве отвода пены 5. Оставшиеся загрязняющие вещества, которые не подверглись процессу флотации - наиболее мелкие компоненты, растворенные органические вещества (фенолы, ароматические нитро-соединения, красители, ПАВ и др.) с основной массой воды сливаются из корпуса 1 через патрубок отвода воды 41 и попадают в кольцевой барабан 15, где между слоями не провальных сеток 16 находятся гранулы насыпного сорбента 17. Вода проходя через слой гранул сорбента 17 очищается от содержащихся в ней загрязнителей за счет поглощения их сорбентом. Очищенная вода отводится через патрубок 26 потребителям. Через некоторое время слой сорбента 17, через которое протекает вода, исчерпает свою сорбционную емкость и может происходить «проскок», когда вода проходит через слой сорбента не очищенная. Для исключения «проскока» необходимо в зону протекания воды через патрубок 41 подвести свежую порцию сорбента вместо использованной, которая исчерпала сорбционную емкость. Это достигается поворотом барабана 15. Если непрерывно поворачивать барабан с определенной скоростью, то под струей воды, истекающей из патрубка 41 постоянно будет находится свежий слой сорбента. Отработанный слой сорбента при вращении барабана не будет попадать в зону регенерации, где из патрубка 14 подается регенерирующий агент. В качестве регенерирующего состава может быть горячая вода, водяной пар, растворитель или химический раствор, который подбирается исходя из вида конкретного загрязнителя. Регенерирующий агент протекает через слой использованного сорбента, очищает его, восстанавливая первоначальные свойства и выполнив свои функции сливается через патрубок 18. Вращение барабана 15 производится от внешнего привода 20 - электродвигателя, через редуктор 21 и вариатор 22. Редуктор 21 понижает высокие обороты электродвигателя 20, а вариатор 22 позволяет регулировать число оборотов барабана 15 в зависимости от расхода очищаемой воды и концентрации и характеристик загрязнителей. Регулирование предложенного сепаратора производится в следующей последовательности. На основе анализа масштаба и характера образования сточных вод конкретного технологического процесса определяют общий расход сточных вод , который необходимо очищать, вид и содержание загрязняющих веществ . На основании экспериментов определяют зависимости Ci = f(t) По этим зависимостям выбирая определенный запас до насыщения Снас, не доводя до «проскока» (запас 10%-15%), устанавливают предельное значение Спредельн. и определяют необходимое число оборотов . Настройка вариатора осуществляется по зависимости: (Фиг. 3), а потом по графику (Фиг. 5 и Фиг. 6 выбирают необходимое значение)The initial waste water is supplied to the
Таким образом, используя предлагаемое устройство для очистки промышленных сточных вод и регулируя необходимые параметры режима очистки, обеспечивается высокая степень очистки.Thus, using the proposed device for industrial wastewater treatment and adjusting the necessary parameters of the treatment mode, a high degree of purification is provided.
Claims (1)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020139157A RU2020139157A (en) | 2022-05-27 |
RU2796109C2 true RU2796109C2 (en) | 2023-05-17 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2258832A (en) * | 1991-07-15 | 1993-02-24 | Raymond Jones | Centrifugal flotation separator |
EP0978482A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-09 | Sergio Rappini Gherardi | Machine for treating wastewater by centrifugal separation and flotation |
RU29248U1 (en) * | 2003-01-15 | 2003-05-10 | Бахтинов Николай Алексеевич | Hydrocyclone microflotator |
RU169536U1 (en) * | 2016-08-08 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | CENTRIFUGAL THIN LAYER SEPARATOR |
RU173778U1 (en) * | 2017-03-31 | 2017-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | DEVICE FOR CENTRIFUGAL FLOTATION WASTE WATER TREATMENT |
CN107902721A (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-13 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | Permanent section orifice-plate type double helix oil water separator and oil-water separation method |
RU196479U1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Combined centrifugal separator for industrial wastewater treatment |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2258832A (en) * | 1991-07-15 | 1993-02-24 | Raymond Jones | Centrifugal flotation separator |
EP0978482A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-09 | Sergio Rappini Gherardi | Machine for treating wastewater by centrifugal separation and flotation |
RU29248U1 (en) * | 2003-01-15 | 2003-05-10 | Бахтинов Николай Алексеевич | Hydrocyclone microflotator |
RU169536U1 (en) * | 2016-08-08 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | CENTRIFUGAL THIN LAYER SEPARATOR |
RU173778U1 (en) * | 2017-03-31 | 2017-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | DEVICE FOR CENTRIFUGAL FLOTATION WASTE WATER TREATMENT |
CN107902721A (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-13 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | Permanent section orifice-plate type double helix oil water separator and oil-water separation method |
RU196479U1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Combined centrifugal separator for industrial wastewater treatment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3276994A (en) | Sewage treatment | |
CN101952009B (en) | Rotary annular crossflow filter, degasser, and sludge thickener | |
WO2015082502A1 (en) | An apparatus for removing impurities from a fluid stream | |
JPH02198686A (en) | Method and device for separating and removing foreign matter from liquid stream | |
MX2012009872A (en) | Ballast flocculation and sedimentation water treatment system with simplified sludge recirculation, and process therefor. | |
KR100837418B1 (en) | Apparatus for washing contaminated soil | |
RU2796109C2 (en) | Centrifugal flotation separator | |
RU169536U1 (en) | CENTRIFUGAL THIN LAYER SEPARATOR | |
KR101772913B1 (en) | Mobile apparatus for water treatment | |
WO2015051745A1 (en) | Separator | |
CN111018193A (en) | Sewage treatment system based on swirler | |
KR20080074841A (en) | Soil washing plant using deposition desorption tank | |
CN110550843A (en) | First-level treatment system for domestic sewage | |
RU2372295C1 (en) | Installation for purification of oil-containing liquids | |
KR100981290B1 (en) | A system for nonpoint pollution source and method for using it | |
CN110550845B (en) | Domestic sewage treatment system | |
KR102022937B1 (en) | Recovery device of petroleum vapor generated in underground thermal desorption | |
KR20210096652A (en) | Natural Water and Wastewater Treatment Methods | |
CN204602427U (en) | Separator | |
CN106495366B (en) | Device and method for treating coal gasification wastewater | |
KR101796774B1 (en) | Wastewater and rainwater treatment system in the building | |
RU2770063C1 (en) | Device for purification of waste water from oils, petroleum, petroleum products | |
RU219803U1 (en) | Adsorber with sorbent regeneration in a fluidized bed | |
CN108726794A (en) | A kind of coal chemical industrial waste water pretreatment degreasing unit | |
CN220812128U (en) | Recycling recycling system for hydrogen-containing silicone oil water washing wastewater |