RU72967U1

RU72967U1 - SEWAGE TREATMENT DEVICE

Info

Publication number: RU72967U1
Application number: RU2008100949/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Александрович Захаров; Дмитрий Павлович Фомин; Владимир Петрович Черненков; Ксения Васильевна Цыганкова; Дмитрий Сергеевич Морозов; Михаил Иванович Звонарев
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-05-10

Abstract

Полезная модель направлена на повышение степени аэрирования сточных вод при одновременном повышении равномерности аэрирования объема нефтесодержащих сточных вод тонкодисперсными пузырьками воздуха. Указанный технический результат достигается тем, устройство содержит резервуар, сопловой насадок для их подачи в виде свободно истекающей струи, размещенный соосно в полости кожуха, выполненного в виде стакана, открытого снизу, кромка которого размещена ниже кромки отбойника, выполненного в виде стакана, большего диаметра, открытого сверху, в полости которого размещен кожух, причем, верхняя часть кожуха, свободная от вод, выполнена с возможностью повышения давления в ней воздуха,. Оно снабжено герметичным дополнительным резервуаром, концентричным относительно резервуара, при этом, нижняя часть зазора, между стенками отбойника и резервуара связана с полостью флотирующего отсека дополнительного резервуара, образованного вертикальной отбойной перегородкой, разделяющей дополнительный резервуар на флотирующий и накопительный отсеки. При этом верхняя кромка отбойной перегородки, размещена ниже минимального уровня воды в дополнительном резервуаре, верхняя часть объема которого, свободная от воды, выполнена с возможностью понижения давления в ней воздуха. Дополнительный резервуар выполнен с возможностью отвода из него флотированного объема примесей, а нижняя часть накопительного отсека дополнительного резервуара выполнена с возможностью отвода из него очищенной воды. У нижней кромки кожуха на одинаковых расстояниях друг от друга размещены конфузорные сопла, продольные оси которых направлены к его продольной оси, с наклоном к низу, при этом, сопла связаны каналами с верхней частью полости кожуха, свободной от вод. 1 ил.The utility model is aimed at increasing the degree of aeration of wastewater while increasing the uniformity of aeration of the volume of oily wastewater with fine air bubbles. The specified technical result is achieved by the fact that the device comprises a reservoir, nozzle nozzles for supplying them in the form of a freely flowing jet, placed coaxially in the cavity of the casing, made in the form of a glass open from below, the edge of which is placed below the edge of the chipper, made in the form of a glass of larger diameter, open from above, in the cavity of which the casing is located, moreover, the upper part of the casing, free of water, is configured to increase the pressure in it of air. It is equipped with a sealed additional tank concentric with respect to the tank, while the lower part of the gap between the walls of the chipper and the tank is connected with the cavity of the flotation compartment of the additional tank, formed by a vertical baffle separating the additional tank into the float and storage compartments. In this case, the upper edge of the baffle plate is located below the minimum water level in the additional tank, the upper part of the volume of which, free of water, is made with the possibility of lowering the air pressure in it. The additional tank is configured to discharge a flotated volume of impurities from it, and the lower part of the storage compartment of the additional tank is configured to drain purified water from it. At the lower edge of the casing at equal distances from each other, confuser nozzles are placed, the longitudinal axis of which is directed to its longitudinal axis, with an inclination towards the bottom, while the nozzles are connected by channels to the upper part of the casing cavity, free of water. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к очистке сточных вод и может быть использована для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов.The utility model relates to wastewater treatment and can be used to isolate various impurities from them, for example, petroleum products.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее герметичный резервуар с установленной в нем напорной распределительной трубой, выполненной с отверстиями, обращенными к поверхности жидкости, снабженное заглубленными в воду насадками и установленными соосно напорной трубе отбойником в виде короба с патрубком, размещенным под насадками, и двумя установленными один над другим периферийными карманами, нижний из которых соединен трубопроводом с отбойником (SU №996332, МКИ С02F1/00, 1981).A device for wastewater treatment is known, comprising a sealed reservoir with a pressure distribution pipe installed in it, made with holes facing the surface of the liquid, equipped with nozzles buried in the water and installed with a chimney coaxially in the pressure pipe in the form of a box with a pipe placed under the nozzles, and two peripheral pockets installed one above the other, the lower of which is connected by a pipeline to the chipper (SU No. 996332, MKI C02F1 / 00, 1981).

Недостаток этого решения - неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных вод из-за низкой степени их аэрирования.The disadvantage of this solution is the unsatisfactory degree of purification of oily wastewater due to the low degree of aeration.

Известно также устройство для очистки сточных вод, содержащее резервуар, сопловой насадок для их подачи в виде свободно истекающей струи, размещенный соосно в полости кожуха, выполненного в виде стакана, открытого снизу, кромка которого размещена ниже кромки отбойника, выполненного в виде стакана, большего диаметра, открытого сверху, в полости которого размещен кожух, причем, верхняя часть кожуха, свободная от вод, выполнена с возможностью повышения давления в ней воздуха, (SU №1632949, МКИ С02F 1/40, В01D 17/035, 1991).It is also known a device for wastewater treatment, containing a reservoir, nozzle nozzles for supplying them in the form of a freely flowing jet, placed coaxially in the cavity of the casing, made in the form of a glass open from below, the edge of which is placed below the edge of the chipper, made in the form of a glass, a larger diameter open from above, in the cavity of which the casing is located, and the upper part of the casing, free of water, is configured to increase the pressure in it of air (SU No. 1632949, MKI C02F 1/40, B01D 17/035, 1991).

Недостаток этого решения - неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей равномерно распределенных по их объему из-за недостаточно высокой равномерности распределения воздушных пузырьков по объему вод и их дисперсности.The disadvantage of this solution is the unsatisfactory degree of purification of oily wastewater from fine impurities uniformly distributed over their volume due to the insufficiently uniform distribution of air bubbles over the volume of water and their dispersion.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение заключается в обеспечении возможности очистки нефтесодержащих сточных The problem to which the claimed solution is directed is to provide the possibility of purification of oily waste

вод от тонкодисперсных примесей равномерно распределенных по их объему.waters from fine impurities uniformly distributed over their volume.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что повышается степень аэрирования сточных вод при одновременном повышении равномерности аэрирования объема нефтесодержащих сточных вод тонкодисперсными пузырьками воздуха, что обеспечивает возможность флотирования тонкодисперсных частиц примесей и за счет этого, позволяет довести степень очистки нефтесодержащих вод от свободных (нерастворенных) примесей до уровня не менее 99% от их исходного содержания.The technical result achieved in solving this problem is expressed in the fact that the degree of aeration of wastewater is increased while the uniformity of aeration of the volume of oil-containing wastewater with finely dispersed air bubbles is increased, which makes it possible to float finely dispersed particles of impurities and, due to this, allows to increase the degree of purification of oil-containing water from free (undissolved) impurities to a level of at least 99% of their initial content.

Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки сточных вод, содержащее резервуар, сопловой насадок для их подачи в виде свободно истекающей струи, размещенный соосно в полости кожуха, выполненного в виде стакана, открытого снизу, кромка которого размещена ниже кромки отбойника, выполненного в виде стакана, большего диаметра, открытого сверху, в полости которого размещен кожух, причем, верхняя часть кожуха, свободная от вод, выполнена с возможностью повышения давления в ней воздуха, отличается тем, что оно снабжено герметичным дополнительным резервуаром, концентричным относительно резервуара, при этом, нижняя часть зазора, между стенками отбойника и резервуара связана с полостью флотирующего отсека дополнительного резервуара, образованного вертикальной отбойной перегородкой, разделяющей дополнительный резервуар на флотирующий и накопительный отсеки, при этом верхняя кромка отбойной перегородки, размещена ниже минимального уровня воды в дополнительном резервуаре, верхняя часть объема которого, свободная от воды, выполнена с возможностью понижения давления в ней воздуха, при этом дополнительный резервуар выполнен с возможностью отвода из него флотированного объема примесей, а нижняя часть накопительного отсека дополнительного резервуара The problem is solved in that the device for wastewater treatment, containing a reservoir, nozzle nozzles for supplying them in the form of a freely flowing jet, placed coaxially in the cavity of the casing, made in the form of a glass open from below, the edge of which is placed below the edge of the chipper, made in the form glass, a larger diameter, open on top, in the cavity of which the casing is placed, and the upper part of the casing, free of water, is configured to increase the pressure in it of air, characterized in that it is sealed an additional tank concentric with respect to the tank, wherein the lower part of the gap between the walls of the bump and the tank is connected with the cavity of the floatation compartment of the additional tank formed by a vertical baffle separating the additional tank into the float and storage compartments, while the upper edge of the baffle is located below the minimum water level in the additional tank, the upper part of the volume of which, free from water, is made with the possibility of lowering the pressure air in it, while the additional tank is configured to drain the flotated volume of impurities from it, and the lower part of the storage compartment of the additional tank

выполнена с возможностью отвода из него очищенной воды, кроме того, у нижней кромки кожуха на одинаковых расстояниях друг от друга размещены конфузорные сопла, продольные оси которых направлены к его продольной оси, с наклоном к низу, при этом, сопла связаны каналами с верхней частью полости кожуха, свободной от вод.made with the possibility of drainage of purified water from it, in addition, at the lower edge of the casing at equal distances from each other there are confuser nozzles, the longitudinal axis of which is directed to its longitudinal axis, with an inclination towards the bottom, while the nozzles are connected by channels to the upper part of the cavity water-free casing.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solutions with the features of the prototype and analogues indicates the compliance of the claimed solutions with the criterion of "novelty."

Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного решения преобразований, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - повысить степень аэрирования сточных вод, при одновременном повышении равномерности аэрирования объема нефтесодержащих сточных вод тонкодисперсными пузырьками воздуха, что обеспечивает возможность флотирования тонкодисперсных частиц примесей и за счет этого, позволяет довести степень очистки нефтесодержащих вод от свободных (нерастворенных) примесей до уровня не менее 99% от их исходного содержания.The search results showed that the claimed utility model does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed solution is not revealed from the prior art determined by the applicant, which provides a positive reaction to achieve a technical result - to increase the degree of aeration of waste water water, while increasing the uniformity of aeration of the volume of oily wastewater with fine air bubbles, h This makes it possible to flotate finely dispersed particles of impurities and, due to this, allows to bring the degree of purification of oil-containing water from free (undissolved) impurities to a level of at least 99% of their initial content.

На фиг.1 схематически показан поперечный разрез устройства. На чертеже показаны резервуар 1, сопловой насадок 2, кожух 3 с кромкой 4, отбойник 5 с кромкой 6, зазор 7, между стенками отбойника 5 и резервуара 1, дополнительный резервуар 8 с вертикальной отбойной перегородкой 9, разделяющей его на флотирующий 10 и накопительный 11 отсеки. Кроме того, показаны отводные патрубки 12 и 13 резервуара 1, отводные патрубки 14 и 15 дополнительного резервуара 8, дренажные патрубки 16 резервуара 1, дополнительного резервуара 8 и отбойника 5, питающий патрубок 17 резервуара 1, воздушные патрубки 18 и 19, соответственно, резервуара 1 и дополнительного резервуара 8, Figure 1 schematically shows a cross section of a device. The drawing shows the tank 1, nozzle nozzles 2, the casing 3 with the edge 4, the bump 5 with the edge 6, the gap 7, between the walls of the bump 5 and the tank 1, an additional tank 8 with a vertical baffle 9, dividing it into a floating 10 and accumulating 11 compartments. In addition, the outlet pipes 12 and 13 of the tank 1, the branch pipes 14 and 15 of the additional tank 8, the drain pipes 16 of the tank 1, the additional tank 8 and the chipper 5, the supply pipe 17 of the tank 1, the air pipes 18 and 19, respectively, of the tank 1 are shown and additional tank 8,

распределитель 20, конфузорные сопла 21 с каналами 22. Кроме того, показаны поверхность жидкости 23, водо-воздушная струя 24, слой пены 25, содержащий сфлотированные примеси.dispenser 20, confuser nozzles 21 with channels 22. In addition, the surface of the liquid 23, the water-air stream 24, the foam layer 25 containing the swallowed impurities are shown.

Дополнительный резервуар 8 размещен концентрично относительно резервуара 1, так что внешняя стенка резервуара 1, является внутренней стенкой дополнительного резервуара 8. Распределитель 20 выполнен в виде кольцевого коллектора, перфорированного сверху, размещенного на дне флотирующего отсека 10 и связанного с полостью зазора 7 резервуара 1, несколькими отводящими патрубками 12. Кромка 4 кожуха 3 размещена ниже кромки 6 отбойника 5. Дренирующие патрубки 16 резервуара 1 и дополнительного резервуара 8 размещены ниже приемных отверстий патрубков 12 (обеспечивающих отвод воды из зазора 7) и патрубка 15 накопительного отсека 11 (дополнительного резервуара 8) и, желательно, должны быть размещены в разных точках периметра дна.The additional tank 8 is placed concentrically relative to the tank 1, so that the outer wall of the tank 1 is the inner wall of the additional tank 8. The distributor 20 is made in the form of an annular collector, perforated on top, located at the bottom of the floatation compartment 10 and connected with the cavity of the gap 7 of the tank 1, several outlet pipes 12. The edge 4 of the casing 3 is located below the edge 6 of the bump 5. The drainage pipes 16 of the tank 1 and the additional tank 8 are located below the receiving holes of the pipes 12 (providing water drainage from the gap 7) and the pipe 15 of the storage compartment 11 (additional tank 8) and, preferably, should be placed at different points of the bottom perimeter.

Перечисленные элементы и детали не отличаются по конструкции и материалам от известных элементов и деталей, используемых по сходному назначению, при сходных требованиях по прочности, производительности и т.п.. Верхняя часть объема кожуха 3, через воздушный патрубок 18, подключена к источнику сжатого воздуха - компрессору (на чертежах не показан). Верхняя часть объема дополнительного резервуара 8, через воздушный патрубок 19, подключена к вакуум-насосу (на чертежах не показан). Отводящие патрубки 13 резервуара 1 и 14 дополнительного резервуара 8, обеспечивающие отвод сфлотированных примесей (пены), размещены на стенках резервуаров на уровне соответствующем уровню жидкости в них.The listed elements and parts do not differ in design and materials from known elements and parts used for similar purposes, with similar requirements for strength, performance, etc. The upper part of the volume of the casing 3, through the air pipe 18, is connected to a source of compressed air - compressor (not shown in the drawings). The upper part of the volume of the additional tank 8, through the air pipe 19, is connected to a vacuum pump (not shown in the drawings). The outlet pipes 13 of the tank 1 and 14 of the additional tank 8, providing the removal of flotated impurities (foam), are placed on the walls of the tanks at the level corresponding to the liquid level in them.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Рабочие параметры в установке, доводят до номинала, а именно: резервуар заполняют водой (целесообразно, на этапе запуска использовать The operating parameters in the installation are brought to the nominal, namely: the tank is filled with water (it is advisable to use it at the start-up phase

очищенную воду), в полости кожуха 3 (в зоне насыщения воды воздухом) создают давление выше атмосферного до 0,1 МПа, включением компрессора, подключенного к патрубку 18, кроме того, в воздушной полости дополнительного резервуара 8 создают разрежение до 0,03-0,05 МПа, включением вакуумнасоса, подключенного к патрубку 19. Затем начинают подачу вод, подлежащих очистке. Очищаемые воды изливаются из соплового насадка 2 с высокой скоростью, в виде струи под давлением 0,8-1,0 МПа, вниз через слой воздуха (находящийся, в кожухе 3 над поверхностью жидкости 23 уже имеющейся в резервуаре 1). В процессе своего движения через слой воздуха, очищаемые воды захватывают большое количество воздуха, который под воздействием среды диспергируется на мелкие пузырьки и частично растворяется в объеме струи и объеме воды, находящейся под поверхностью жидкости 23. В результате этого, в объеме очищаемых вод формируется водо-воздушная струя 24, распространяющаяся в глубь жидкости от ее поверхности. Глубина проникновения струи 24 и размеры ее поперечного сечения определяются параметрами подачи очищаемых вод. Взаимодействуя с выходными отверстиями конфузорных сопел 21 водовоздушная струя 24, за счет эжектирующего эффекта «подсасывает» в себя дополнительный объем сжатого воздуха (через каналы 22) из зоны насыщения воды воздухом. Далее, очищаемые воды, насыщенные пузырьками диспергированного воздуха и воздухом, растворившимся в них, вытесняются через зону между дном резервуара 1 и кромкой 4 кожуха 3, где гасится энергия струи, в зазор между стенками кожуха 3 и отбойника 5. При этом в остальном объеме устройства течение воды принимает спокойный характер, конвективные токи отсутствуют.В этих условиях происходит интенсивное беспрепятственное разделение частиц примесей во всем объеме очищаемой жидкости (происходит флотация частичек нефтепродуктов пузырьками воздуха, т.е. образование агрегатов частица-пузырек, которые всплывают на поверхность, благодаря их низкому purified water), in the cavity of the casing 3 (in the zone of saturation of water with air) create a pressure above atmospheric up to 0.1 MPa, by turning on the compressor connected to the pipe 18, in addition, in the air cavity of the additional tank 8 create a vacuum up to 0.03-0 , 05 MPa, by switching on the vacuum pump connected to the nozzle 19. Then, the supply of water to be purified begins. The purified water is poured out of the nozzle nozzle 2 at a high speed, in the form of a jet under a pressure of 0.8-1.0 MPa, down through an air layer (located in the casing 3 above the surface of the liquid 23 already in the tank 1). In the process of its movement through the air layer, the purified water captures a large amount of air, which, under the influence of the medium, disperses into small bubbles and partially dissolves in the volume of the jet and the volume of water under the surface of the liquid 23. As a result, water is formed in the volume of the purified water an air stream 24, extending deep into the liquid from its surface. The depth of penetration of the jet 24 and the dimensions of its cross section are determined by the flow parameters of the treated water. Interacting with the outlet openings of the confuser nozzles 21, the water-air stream 24, due to the ejection effect, “draws” into itself an additional volume of compressed air (through channels 22) from the zone of water saturation with air. Further, the purified water, saturated with bubbles of dispersed air and the air dissolved in them, is forced out through the zone between the bottom of the tank 1 and the edge 4 of the casing 3, where the jet energy is extinguished, into the gap between the walls of the casing 3 and the chipper 5. In this case, the rest of the device the water flow takes a calm character, convective currents are absent. Under these conditions, an intensive unhindered separation of impurity particles occurs in the entire volume of the liquid being cleaned (particles of oil products flotate with air bubbles, i.e. the formation of particle-bubble aggregates that float to the surface due to their low

удельному весу). В результате образуется слой пены 25, содержащий сфлотированные примеси, который удаляется известным способом через отводной патрубок 13. Очищенная вода, как более плотная среда, увлекается вниз ко дну резервуара, при этом, отбойник 5 предотвращает попадание примесей в очищенную воду в процессе ее движения вниз, к патрубку 12 (или патрубкам, если их несколько) резервуара 1. Далее, жидкость после первой стадии очистки, через патрубки 12 выдавливается в кольцевой коллектор (распределитель 20), который распределяет ее в донной части дополнительного резервуара 8. Поскольку давление в объеме его флотирующего отсека 10 оказывается меньшим, давления воздуха, содержащегося в подаваемой воде (которое составляет не менее 0,1 МПа) происходит бурное аэрирование подаваемой воды, большим количеством мелких воздушных пузырьков, средние размеры которых, многократно меньше средних размеров воздушных пузырьков, выделявшихся на первой стадии очистки, число которых в единице объема существенно больше и которые распределены равномерно. В этих условиях происходит интенсивная флотация частичек нефтепродуктов, оставшихся после первой стадии очистки, с образованием агрегатов частица-пузырек, которые всплывают на поверхность, благодаря их низкому удельному весу. В результате, на поверхности дополнительного резервуара 8 образуется слой пены 25, содержащий сфлотированные примеси, который периодически удаляется известным способом через отводные патрубки 14. Очищенная вода, как более плотная среда, увлекается вниз ко дну дополнительного резервуара 8, при этом, вертикальная отбойная перегородка 9 предотвращает попадание примесей в очищенную воду в процессе ее движения вниз, к патрубку 15 резервуара 8. Для периодической очистки дна резервуаров 1, 8 и отбойника 5 от накапливающегося шлама используют дренажные патрубки 16.specific gravity). The result is a foam layer 25 containing flotted impurities, which is removed in a known manner through the outlet pipe 13. The purified water, as a denser medium, is entrained down to the bottom of the tank, while the chipper 5 prevents impurities from entering the purified water during its downward movement. to the nozzle 12 (or nozzles, if there are several) of the reservoir 1. Further, the liquid after the first cleaning step is squeezed through the nozzles 12 into an annular collector (distributor 20), which distributes it to the bottom of the additional reservoir 8. Since the pressure in the volume of its floating compartment 10 turns out to be lower, the pressure of the air contained in the feed water (which is at least 0.1 MPa) causes a rapid aeration of the feed water, a large number of small air bubbles, the average size of which is many times smaller than average sizes of air bubbles released at the first stage of purification, the number of which in a unit volume is much larger and which are distributed evenly. Under these conditions, intensive flotation of particles of oil products remaining after the first stage of purification occurs, with the formation of particle-bubble aggregates that float to the surface due to their low specific gravity. As a result, on the surface of the additional tank 8 a foam layer 25 is formed containing the flotted impurities, which is periodically removed in a known manner through the branch pipes 14. The purified water, as a denser medium, is carried down to the bottom of the additional tank 8, while the vertical baffle 9 prevents the ingress of impurities into the purified water during its movement down to the nozzle 15 of the reservoir 8. For periodic cleaning of the bottom of the reservoirs 1, 8 and the chipper 5 from the accumulating sludge, drainage is used branch pipes 16.

Коэффициент аэрации в предлагаемом устройстве в результате создания благоприятных условий для насыщения очищаемой жидкости The aeration coefficient in the proposed device as a result of creating favorable conditions for saturation of the cleaned liquid

воздухом составляет 10-12. Конечная степень очистки воды, обрабатываемой в предлагаемом устройстве, достигает 99%, что указывает на целесообразность применения предлагаемого устройства.air is 10-12. The final degree of purification of water processed in the proposed device reaches 99%, which indicates the advisability of using the proposed device.

Применение предлагаемой конструкции повлечет резкое снижение затрат на очистку нефтесодержащих вод за счет низкой материалоемкости, дешевизны и простоты реализации метода, высокой степени очистки.The application of the proposed design will entail a sharp reduction in the cost of purification of oily water due to low material consumption, low cost and ease of implementation of the method, a high degree of purification.

Claims

A device for wastewater treatment, containing a reservoir, nozzle nozzles for supplying them in the form of a freely flowing jet, placed coaxially in the cavity of the casing, made in the form of a glass open from below, the edge of which is placed below the edge of the chipper, made in the form of a glass, a larger diameter, open from above, in the cavity of which the casing is located, the upper part of the casing, free of water, is configured to increase the air pressure in it, characterized in that it is equipped with a sealed additional reservoir, ternary relative to the tank, while the lower part of the gap between the walls of the chipper and the tank is connected with the cavity of the flotation compartment of the additional tank formed by a vertical baffle separating the additional tank into the floating and storage compartments, while the upper edge of the baffle is located below the minimum water level in the additional tank , the upper part of the volume of which, free of water, is made with the possibility of lowering the pressure in it of air, while the reservoir is made with the possibility of draining the flotated volume of impurities from it, and the lower part of the storage compartment of the additional reservoir is made with the possibility of draining purified water from it, in addition, at the lower edge of the casing at the same distances from each other there are confuser nozzles whose longitudinal axes are directed its longitudinal axis, with an inclination towards the bottom, while the nozzles are connected by channels with the upper part of the casing cavity, free of water.