RU6561U1 - Устройство для очистки водных потоков - Google Patents

Abstract

Устройство для очистки водных потоков, включающее усреднитель исходного потока, электрокоагулятор с комплектом растворимых металлических электродов, напорный флотатор с системой газонасыщения рециркуляционного потока, электрофлотатор с комплектом нерастворимых электродов, пеноприемник, соединенный с камерами коагуляции, напорной и электрофлотации, выход которого соединен с усреднителем, отличающееся тем, что камера электрокоагулятора снабжена инжектором водовоздушной смеси, который расположен ниже рабочих электродов электрокоагулятора, и инжектором ввода флокулянта, который расположен после электродов электрокоагулятора по ходу обрабатываемого потока воды, электрофлотатор соединен с адсорбционно-десорбционной камерой глубокой очистки с отводящими и подводящими трубопроводами, заполненной адсорбентом, в слое которого расположены рабочие электроды, установленные параллельно оси обрабатываемого водного потока, при этом отводящий трубопровод адсорбционной камеры соединен с входом пеноприемника, выход которого соединен с усреднителем исходного потока.

Description

Устройство для очистки водных потоков.

Полезная модель относится к области очистки водных потоков от примесей органической и неорганической природы и может быть использовано в технологии химических производств, машиностроении, гальванических производствах и т.д. для решения проблем обеспечения экологической безопасности, создания систем оборотного водоснабжения, совершенствования циклов водоподготовки.

Известно устройство для очистки водных потоков, включающая центрифугу для механического разделения водных потоков, элеетрокаогулятор горизантальный с отстойником, снабженный железными электродами, подсоединенными к реверсивному источнику постоянного тока, напорный флотатор с системой газонасыщения рециркуляционного потока и инже1сгорами для ввода газо-воздушной смеси во флотационную камеру, горизонтальный флотатор с системой плоскопараллельных нерастворимых элеюгродов элеюгродов, пеноприемник, отводной трубопровод которого соединен с камерой приема исходных водных потоков.( SU, Авторское свидетельство № 1171440, СО2 F 9/00, 1985 г.)

Указанное устройство не обеспечивает высокую степень очистки водных

потоков от растворенных и дисперсных примесей и характеризуется высокими энергозатратами на проведение просесса очистки.

Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего высокую степень очистки водных потоков при снижении эксплуатационных затрат и повышении эффективности работы оборудования за счет увеличения продолжительности основных рабочих циклов.

Устройство включает усреднитель, электрокаогулятор с компле1сгом растворимых металлических электродов, камера которого снабжена инже1стором BOflO-воздушной смеси, расположенным ниже электродов элекгрокаогулятора. Инжектор для ввода флокулянта расположен после эле1сфодов элеюгрокаогулятора по ходу обрабатываемого потока. Устройство содержит напорный флотатор с системой газонасыщения рециркуляционного потока, эле1строфлотатор с электродами. Устройство также включает адсорбционно - десорбционную камеру с модифицированным активированным углем и рабочими электродами, размещенными в активной зоне аппарата параллельно оси потока обрабатываемой жидкости.

МКИ C02 F 9/00

- .r

Вспомогательные электроды адсорбционной камеры отделены от активированного угля электропроводной мембраной. Устройство содержит пеносборник, принимающий пену от элеетрокаогулятора, напорного флотатора, элекгорофлотатора и регенерат от адсорбционно- десорбционной камеры. Выходной патрубок пеносборника соединен с усреднителем исходного потока.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.

Полезная модель включает усреднитель 1 с трубопроводом подачи исходного водного потока 2, снабженный приемником возвратных потоков 3 и отводящими трубопроводами отстоя 4 и осадков 5 , трубопровод 6 , элекгрокаогулятор 7 с комплектом соединенных с источником постоянного тока 9 растворимых электродов 8, снабженный инжектором во до-воздушной смеси 10, приемным воздушным штуцером 11 с запорным вентилем 12, инжектором ввода флокулянта 13 и отводящим трубопроводом 14, напорный флотатор 15с инжекторами водо-воздушной смеси 16 , регулирующей арматурой 17 и отводящим трубопроводом 18 , элекгрофлотатор 19с комплектом фильтрующих электродов 20, соединенных с источником постоянного тока 21, объединенный сборник пены 22 от элекгрокаогулятора 7, напорного флотатора 15 и электрофлотатора 19 .выход которого соединен с усреднителем 1 трубопроводом 23 и выходными трубопроводами рециркуляционного 25 и основного 26 потоков, узел газонасыщения рециркуляционного потока, включающий рециркуляционный насос 27, воздушный эжектор 28 с регулирующей арматурой 29 и сатуратор 30, подающий через регулирующую арматуру 17 водо-воздушную смесь на стадии элеюгорокаогуляции и напорной флотации адсорбционно- десорбционную камеру 33, соединенную трубопроводом 26 через подающий насос 31 и регулирующий вентиль 32 с накопителем 24 и заполненную адсорбентом 34, в слое которого расположены параллельно оси обрабатываемого потока рабочий 35 и вспомогательный 36 электроды, соединенные с источником регулируемого напряжения 37, причем вспомогательный электрод 36 отделен от адсорбента мембраной 38, отводящий трубопровод 39 камеры снабжен запорным вентилем 40, трубопровод подачи промывной воды 41 снабжен запорным вентилем42 , а трубопровод отвода регенерата 43, снабженный запорным вентилем 44, соединен с пеносборником 22, резервуар очищенной воды 45, один выпуск которого через подающий насос 46 соединен с промывным трубопроводом 41 адсорбционнодесорбционной камеры 33, а второй выпуск 47 предназначен для отвода очищенной воды из устройства.

;

JQ

CQ

CR

a о

t- (3

s: О OL

Загрязненный поток по трубопроводу 2 подают в усреднитель 1, где происходит нивелирование колебаний расхода, и из потока по мере накопления удаляют на утилизацию отстой нефтепродуктов по трубопроводу 4, а уплотненные осадки - по трубопроводу 5. Усредненный поток исходной воды из средней зоны усреднителя равномерно подают в пространство над электродами электрокаогулятора 7, где под действием постоянного тока от выпрямителя 9 на рабочих электродах 8 происходит генерация каогулянта за счет процесса электрохимического растворения металлических анодов из железа, алюминия или их сплавов. Количество генерируемого в аппарате каогулянта регулируют величиной постоянного тока в зависимости от количества загрязнений и мощности обрабатываемого потока. Для равномерного расходования электродов периодически изменяют их полярность, реверсируя ток. Одновременно через инжектор 10 в подэлектродное пространство подают водо-воздушную смесь из сатуратора 30 или воздух через воздушный штуцер 11. Образующиеся при этом пузырьки воздуха совместно с выделяемым на катоде водородом турбулизуют поток обрабатываемой жидкости в межэлектродном пространстве аппарата, что депассивирует электроды, снижая рабочее напряжение на электродах 8, улучшает распределение каогулянта по объему обрабатываемых потоков, повышая эффективность каогуляции , и интенсифицирует флотационную составляющую в аппарате, что улучшает степень очистки. После выхода из межэле1стродного пространства в обрабатываемую воду через инжектор 13 вводят концентрированный раствор флокулянта и по трубопроводу 14 направляют поток в напорный флокатор, куда через инжекторы 16 подают из сатуратора водо-воздушную смесь рециркуляционного потока. При входе в аппарат за счет изменения давления в сатураторе и напорном флотаторе происходит интенсивное выделение растворенного воздуха, пузырьки которого всплывая на поверхность, захватывают и выносят на поверхность содержащиеся в воде загрязнения и хлопья каогулянта с адсорбированными на них примесями. Одновременно кислород, содержащийся в воздухе, окисляет двухвалентные ионы железа в трехвалентные, в результате чего повышается эффективность работы и степень использования каогулянта в напорном флотаторе, т.е. степень очистки обрабатываемого потока. Пенные концентраты загрязнений из каогул5чтора и флотатора направляют в пеносборник 22 , откуда они по трубопроводу 3 попадают в усреднитель исходной воды 1. В процессе усреднения эти концентраты выполняют роль реагентов первичной обработки, обеспечивая начало процесса очистки на первой пассивной стадии - усреднения потоков - перед подачей воды в зону активной обработки.

После прохождения напорного флотатора вода по трубопроводу 18 поступает в электорофлотатор 19. в нем за счет более высокой дисперсности газовой фазы обеспечивается интенсификация очистки от мелкодисперсных взвесей и поверхностно-активных загрязнителей.

После обработки в электрофлотаторе 19 обрабатываемая вода поступает в промежуточный накопитель 24 , где поток делят на две части. 5-10% общего потока по трубопроводу 25 направляют на рециркуляцию после насыщения воздухом, засасываемым в напорный трубопровод рециркуляционного насоса эжектором 28 . водо-воздушную смесь накапливают в сатураторе 30 , откуда через регулирующие вентили 17 подают 30-40% рециркуляционного потока в электрокаогулятор и 60-70% в напорный флотатор. Одновременно через штуцер 11 в систему может быть введен сжатый воздух для обеспечения газонаполнения в электрокаогуляторе в пределах 37%. 90-95% обрабатываемого потока из накопителя 24 насосом 31 подают а адсорбционно- десорбционную камеру 33 для проведения доочистки. Работа адсорбционно- десорбционной камеры имеет два основных режима : режим адсобции и режим регенерации адсорбента (десорбции). При работе в режиме адсорбции открывают вентили 32 подающего и 40 отводящего трубопроводов, а вентили 42 и 44 закрывают. Обрабатываемую вода насосом 31 подают на вход слоя адсорбционной засыпки 34 и фильтруют через него, передавая загрязнения адсорбенту. Заключенные в толщу адсорбента электроды - рабочий 35 и вспомогательный 36 с разделительной мембраной 38, - располагают параллельно оси обрабатываемой жидкости., что позволяет обеспечить равномерный электрический контакт со всем объемом адсорбента и исключить дополнительные гидравлические сопротивления в активной зоне аппарата, т.е. обеспечить минимум энергозатрат при проведении адсобционного цикла. Водный поток, прошедший обработку в адсорбционнодесорбционной камере по трубопроводу 39 подают в резервуар очищенной воды 45 и далее по трубопроводу 47 выводят из устройства. Работа камеры в адсорбционном режиме продолжается до насыщения слоя адсорбента, о чем судят по повышению концентрации загрязнений в отводимом потоке выше установленного предела например, при сбросе очищенной воды в открытый водоприемник, предельная (концентрация нефтепродуктов не должна превышать 0.05 мг/л). По достижении предельной величины работу камеры переводят в режим регенерации адсорбента. При работе в режиме регенерации закрывают вентили 32 и 40 и открывают вентили 42 и 44 на трубопроводах подачи промывной воды 41 и отвода регенерата 43. В качестве промывной воды используют воду, прошедшую полный цикл очистки. Промывную воду из резервуара 45 подают в адсорбционную камеру 33 насосом 46 и

отводят регенерат по трубопроводу 43 в пеносборник 22, откуда он вместе с пенными концентратами попадает в усреднитель исходного потока 1. Для проведения регенерации одновременно с подачей промывной воды на рабочий электрод камеры подают электрический потенциал 0.7 -1.5 в. Подача потенциала на рабочий электрод, а через него на слой адсорбента, резко снижает адсорбционную емкость адсорбента, что сопровождается выбросом адсорбированных компонентов с поверхности адсорбенпга а жидкую фазу, а поступающая промывная вода удаляет выделенные загрязнения из активной зоны аппарата. Регенерация позволяет очистить поверхность адсорбента от загрязнений на 96 - 98% за 1.5-2 часа обработки. После завершения регенерации адсорбционно- десорбционную камеру вновь переводят в адсорбционный режим работы.

Полезная модель использовалась для очистки водных потоков от мойки автотранспорта, содержащей 700 мг/л взвешенных веществ и 1300 мг/л нефти и нефтепродуктов. Обработка водных потоков провод1ллась на лабораторном макете установки производительностью 1, 5 л/час в динамическом режиме.

Время активной работы системы составляло 115-117 часов.

Содержание взвешенных частиц после обработки не превышало 1, 5 мг/л., содержание нефтепродуктов 0,05 мг/л.

Суммарные энергозатраты составляют 1. 48 квт.ч/м

Полезную модель применяли для очистки стока гальванических производств, содержащих следующие элементы: железо - 9,72 мг/л, алюминий - 0,83 мг/л, цинк 27,19 мг/л, хром ® -15,96 мг/л, никель - 1,23 мг/л, масла и нефтепродукты -11,3 мг/л, СПАВ - 0,15 мг/л, ХПК - 0,62 Ог /л. Продолжительность активного рабочего цикла составляла 720 часов. Суммарные энергозатраты на очистку воды 1,52 квт.ч/м, в том числе на электрокоагуляцию 1,12 квт.ч/м и электрофлотацию О, 36 квт.ч/м

Выходные параметры очищенной воды составили: железо - не обнаружено, алюминий - 0,18 мг/л, цинк - 0,22мг/л, хроматы - не обнаружены, никель -не обнаружен, масла и нефтепродукты - менее 0,5 мг/л, СПАВ - 0,01 мг/л, ХПК - 2,9о2 /л.

Таким образом, установка обеспечивает высокую степень очистки водных потоков - более 99 % при снижении энергозатрат на 10 - 15 % и увеличении продолжительности основных рабочих циклов до 175 часов.

Claims (1)

1. Устройство для очистки водных потоков, включающее усреднитель исходного потока, электрокоагулятор с комплектом растворимых металлических электродов, напорный флотатор с системой газонасыщения рециркуляционного потока, электрофлотатор с комплектом нерастворимых электродов, пеноприемник, соединенный с камерами коагуляции, напорной и электрофлотации, выход которого соединен с усреднителем, отличающееся тем, что камера электрокоагулятора снабжена инжектором водовоздушной смеси, который расположен ниже рабочих электродов электрокоагулятора, и инжектором ввода флокулянта, который расположен после электродов электрокоагулятора по ходу обрабатываемого потока воды, электрофлотатор соединен с адсорбционно-десорбционной камерой глубокой очистки с отводящими и подводящими трубопроводами, заполненной адсорбентом, в слое которого расположены рабочие электроды, установленные параллельно оси обрабатываемого водного потока, при этом отводящий трубопровод адсорбционной камеры соединен с входом пеноприемника, выход которого соединен с усреднителем исходного потока.