Установка для очистки жидкостей

 

Изобретение относится к очистке жидкостей , например природных и сточных вод, от примесей и механических включений. Цель изобретения - повышение эффективности работы путем дополнительного насыщения газом жидкости, подаваемой на очистку без применения дополнительных источников избыточного газа, и утилизация отработанных газов. Установка для очистки жидкостей содержит электрокоагулятор, флотационную камеру, устройство для сбора сфлотированного шлама, полочный блок, выполненный в виде секций, разделенных сплошной перегородкой и соединенных с флотационной камерой, и фильтр, причем секции полочного блока выполнены герметичными и соединены в верхней части с эжектором, который установлен на трубопроводе для подачи очищаемой жидкости во флотационную камеру, и с помощью патрубков с атмосферой, секции выполнены с возможностью раздельной, регулируемой, периодической подачи и отвода очищаемой жидкости и газа с их полостей, полость эжектора разделена продольными перегородками н а две секции, причем одня из них раздельно соединена с секциями полочного блока, а другая с помощью патрубка - с атмосферой, и поперечное сечение секции эжектора, связанной патрубком с атмосферой,превышает поперечное сечение его секции , связанной с секциями полочного блока., Устройство для сбора сфлотированного шлама связано с источником разрежения, выполненным в виде вакуумного насоса, выходной патрубок которого подсоединен к секции эжектора, с которой связаны секции полочного блока. Установка снабжена аппаратурой для автоматизации и управления, 1 з.п. ф-лы, 6 ил. ел С со о VI о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816209/26 (22) 20.04.90 (46) 07.04.93. Бюл. № 13 (71) Ассоциация хозяйственного сотрудничества "Восток" и Научно-производственный кооператив "Биокор-Запад" (72) Н.С.Курилюк, Я.А.Боровой, В.А.Швороб и В.Г. Каса цкий (56) Авторское свидетельство СССР

N 1127847, кл. С 02 F 1/24, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1446113, кл. С 02 F 1/24, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 1119985, кл. С 02 F 1/46, 1982 (прототип), (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к очистке жидкостей, например природных и сточных вод, от примесей и механических включений.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем дополнительного насыщения газом жидкости, подаваемой на очистку без применения дополнительных источников избыточного газа, и утилизация отработанных газов. Установка для очистки жидкостей содержит электрокоагулятор, флотационную камеру, устройство для сбоИзобретение относится к устройствам для очистки природных и сточных вод и может быть использовано в народном хозяйстве для очистки поверхностных вод до качества технической или питьевой воды, а также промышленных сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, синтетическими

ÄÄ5UÄÄ 1807010 А1 ра сфлотированного шлама, полочный блок, выполненный в виде секций, разделенных сплошной перегородкой и соединенных с флотационной камерой, и фильтр, причем секции полочного блока выполнены герметичными и соединены в верхней части с эжектором, который установлен на трубопроводе для подачи очищаемой жидкости во флотационную камеру, и с помощью патрубков с атмосферой, секции выполнены с возможностью раздельной, регулируемой, периодической подачи и отвода очищаемой жидкости и газа с их полостей, полость эжектора разделена продольными перегородками на две секции, причем одна из них раздельно соединена с секциями полочного блока, а другая с помощью патрубка — с 3 атмосферой, и поперечное сечение секции эжектора, связанной патрубком с атмосферой, превышает поперечное сечение его секции, связанной с секциями полочного блока.

Устройство для сбора сфлотированного 2 шлама связано с источником разрежения, выполненным в виде вакуумного насоса, выходной патрубок которого подсоединен к секции эжектора, с которой связаны секции палочного блока. Установка снабжена аппаратурой для автоматизации и управления, 1 4 э.п. ф-лы, 6 ил. C) поверхностно-активными веществами, красителями, солями тяжелых металлов, взвешенными и коллоидными веществами на станциях очистки воды небольшой производительности.

Цель изобретения — повышение эффек- тивности работы за счет дополнительного

1807010 насыщения газом жидкости, подаваемой на очистку без применения дополнительных источников газа и утилизации отработанных газов, На фиг.1 изображена установка для очистки жидкостей, общий вйд; на фиг,2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг,3 — фрагмент установки, вид сбоку; на фиг.4 — установка, вид сверху; на фиг,5 — продольный разрез эжектора; на фиг.6 — разрез Б-Б на фиг,5.

Установка для очистки жидкости содержит установленные в одном вертикальном корпусе 1 последовательно по ходу очищаемой жидкости блок первичной электрокоагуляции, расположенный в ее верхней части, состоящий из камеры 2 и электродов

3, полочный отстойник, состоящий из двух герметичных камер 4 и 5, и фильтр 6, размещенный под полочным отстойником. Камера 2 соединена с патрубком 7 подачи очищаемой жидкости и патрубком 8 отвода из нее обработанной жидкости. Над каме, рой 2 установлено приспособление для сбора сфлотированного шлама, выполненное, например, в виде робота-манипулятора 9 с закрепленным на нем рабочим органом е виде патрубка 10, связанного с помощью гибкого шланга 11 через ресивер 12 с вакуумным насосом 13. В донной части камеры

2 расположена система перфорированных трубопроводов 14 для сбора и отвода за ее пределы осевшего осадка. Камера 2 с помощью патрубка 8, разветвляющегося на две ветви 15 и 16, связана с распределительно-сборными карманами 17 отдельных герметичных камер 4 и 5 палочного отстойника с возможностью раздельной, регулируемой, периодической подачи и отвода газа и очищаемой жидкости с их полостей, Камеры

-установлены рядом на одном уровне и разделены сплошной перегородкой 18. Они соединены с эжектором 19, который установлен на патрубке подачи 7 очищаемой жидкости в камеру 2, Камеры 4 и 5 C помощью патрубков 20 связаны с атмосферой, В камерах установлены наклонно к горизонту иголки 21, например, под углом

50-60, Верхние торцы полок установлены с зазором 22 к корпусу 1, Полки 21 крепятся к корпусу 1 боковыми торцами, В донной части камер 4 и 5 установлены перфорированные трубопроводы 23 и 24 для сбора и отвода осадка, Полость эжектора 19 разделена продольными перегородками 25 на две секции

26 и 27, причем секция 27 соединена с помощью трубок 28 и 29 с верхней частью полости камер 4 и 5 полочного отстойника, а секция 26 — с помощью патрубка 30 с атмосферой, Причем поперечное сечение секции 26 эжектора больше поперечного сечения его секции 27, Выходной патрубок вакуумного насоса 13 соединен трубопроводом 31 с секцией 27 эжектора, а входной патрубок трубопроводом 32 с полостью ресивера 12, который снабжен патрубком 33 для выгрузки осадка. Полости камер 4 и 5 связаны отдельными трубопроводами 34 и

35 с распределительной системой жидкости

10 в полости фильтра 6, выполненной в виде перфорированных трубопроводов 36. В rioлости фильтра 6 установлена решетка 37, а под ней фильтрующей элемент 38, выполненный, например, из неоднородной пеностирольной загрузки или из волокон, закрепленных на решетке 37, при этом фильтр снабжается приспособлением для их уплотнения (на фигурах не показано).

Фильтр снабжен системой перфорированных трубопроводов 39 для сбора и отвода фильтрата и системой перфорированных трубопроводов 40 для сбора и отвода осадка и промывной жидкости, Блок первичной электрокоагуляции снабжен блоком управления 41, а все наружные трубопроводы, трубки и патрубки установки снабжены задвижками 42 с электрическими приводами 43, причем они и приспособление для сбора сфлотированного шлама, вакуум-насос, датчики уровней 44 жидкости и шлама, установленные в блоках, и датчики 45 (мутномеры, рН-метры и т,д,) оценки санитарно-технического анализа жидкости, установленные в блоках, йа их

35 входе и выходе, соединены с помощью ли: ний связи 46 (на фиг, показаны пунктиром сразрывом) с общим блоком управления устайовки 47, например блоком числового программного управления (ЧПУ), 40 Установка работает следующим образом.

Очищаемая жидкость через трубопровод 7 подачи жидкости подается в камеру 2.

Жидкость насыщается газом физико-хими45 ческим методом с помощью электродов 3, связанных с блоком управления 41 и источником постоянного тока, При этом в жидкости образуется большое количество мелкодиспергированных пузырьков газов и

5î хлопья гидроокисей (закисей) металлов, из которых состоят электродные пластины, растворяющиеся в процессе электролиза.

Пузырьки газа поднимают на поверхность жидкости хлопья гидроокисей (заки55 сей) металлов с сорбированными на них загрязнениями. Газовые пузырьки на поверхности, жидкости в камере 2 образуют слой пены, который собирается с помощью патрубка 10, перемещаемого с помощью робота-манипулятора 9 и связанного гибким

1807010 .

10

25

45

50 шлангом 11 через ресивер 12 с вакуумным насосом 13, Собранный слой шлама направляется в ресивер 12, его влажность контролируется датчиком 45, установленным в ресивере, при необходимости толщина собираемого слоя шлама увеличивается или уменьшается, путем перемещения вверх или вниз патрубка 10 роботом-манипулятором 9. Собранный слой шлама иэ ресивера

12 направляется на дальнейшую обработку (обезвоживание и т,д.), а очищенная в процессе обработки жидкость через трубопровод 8 и один из трубопроводов 15, 16 поступает в распределительно-сборный карман 17 одной иэ камер 4 и 5 полочного отстойника. Например, в камере 4 патрубок 20 перекрыл задвижкой 42, и ее полость нЕ связана с атмосферой, то есть полость камеры 4 герметична, При ее заполнении очищаемой жидкостью происходит вытеснение воздуха из нее через зазоры 22 между полками 21 и корпусом 1 и через карман 17 в трубку 28, и в полость секции 27 эжектора

19, установленного на патрубке 7 подачи очищаемой жидкости в камеру 2, Такое подсоединение трубки 28 исключает попадание через нее очищаемой воды из патрубка 7 в камеру, а выполнение эжектора двухсекцибнным исключает срыв вакуума в его полости в процессе работы установки, так как 30 воздух подается в одну секцию 27 эжектора, а засасывается с атмосферы через патрубок

30 в другую его секцию 26, что позволяет повысить эффективность насыщения жидкости газом без дополнительных эксплуатационных затрат в процессе работы установки и интенсифицировать процесс очистки жидкости в камере 2, Кроме того, при работе вакуумного насоса воздух, отобранный им из ресивера 12, через выходной трубопровод 31 нагнетается в секцию 27 эжектора 19, что способствует утилизации и рациональному его использованию путем до-, полнительного насыщения очищаемой жидкости газом. После заполнения камеры 4 жидкостью ее подача переводится в камеру

5, которая в это время пустая. При этом датчик 44 уровня жидкости в камере 4 срабатывает и электрический сигнал поступает на блок управления установки 47, а от него поступает сигнал на электроприводы задвижки 43 на трубопроводах 15 и 16. Задвижка 42 закрывается на трубопроводе 15, а задвижка 42 на трубопроводе 16 открывается, и жидкость поступает в пустую камеру 55

5 полочного отстойника. Одновременно задвижка на дренажной трубке 20 камеры 5 закрывается, а на трубке 20 камеры 4 открывается. Пустая камера 5 заполняется жидкостью, которая выдавливает с нее воздух по трубке 20 в секцию 27 эжектора 19. В процессе заполнения камеры 5 жидкостью в заполненной жидкостью камере 4 происходит интенсивное осаждение твердой фазы из статичной жидкости. Твердая фаза накапливается на наклонных полках 21, сползает из них вниз, в карман 17. и скапливается в его донной части, После заполнения камеры

5 на 0,5 Н жидкостью в камере 4 задвижка

42 на дренажном патрубке 20 открывается, задвижка 42 на патрубке 28 закрывается, задвижка на трубопроводе 34 открывается « осветленная жидкость поступает в полость фильтра б через трубопровод 34 и распределительную систему перфорированных тру бопроводов 36. Перед отводом осветленной жидкости из камеры 4 через трубопровод 23 отводится осажденный осадок. Расход жидкости, поступающей из камеры 4 в полость фильтра б,больше, чем расход жидкости, поступающей из камеры 2 в камеру 5, из расчета, что после опорожнения камеры 4 полностью заполняется камера 5. Затем подача жидкости из камеры 2 переключается на подачу ее в опорожненную камеру 4 и т.д.

Эффективное осаждение осадка в палочном отстойнике снижает нагрузку на фильтр, что способствует увеличению его фильтроцикла, и соответственно удельную производительность с повышением качества очистки жидкости, уменьшит расход жидкости на промывку.

Поступающая в полость фильтра б жидкость фильтруется через фильтрующий элемент 38. Очищенная жидкость через систему перфорированного трубопровода

39 для сбора и отвода фильтрата отводится из фильтра по назначению. Промывка филь- тра осуществляется 2 — 3 мин путем подачи очищенной жидкости из камеры 4 или 5 полочного отстойника, при этом расход отводимой промывной жидкости через систему перфорированных трубопроводов 40 превышает расход подаваемой жидкости, Скапливающийся осадок в донной части фильтра периодически отводится через систему трубопроводов 40 в процессе промывки фильтра или после срабатывания датчика 44 его уровня, установленного в донной части фильтра, Выполнение полочного отстойника с возможностью осаждения твердой фазы в статичной жидкости обеспечивает оптимальные условия (критерий Рейнольдса Ю и др.) для седиментации примесей, чему способствует и отсутствие градиента скорости, обусловливающего перемешивание жидкости между полками отстойника, Все это способствует интенсификации осаждения

1807010 твердой фазы и сокращает время на ее осажден ив.

Выполнение камер полочного отстойника герметичными и соединение их с эжектором, который расположен на патрубке подачи жидкости, позволяет дополнительно подавать объем газа, равный объему этих камер, в очищаемую жидкость для дополнительного насыщения ее газом, что интенсифицирует процесс флотации загрязнений. С этой целью вакуумный насос 13, приспособление для сбора сфлотированного шлама тоже связаны с эжектором.

Соединение камер патрубками с атмосферой с возможностью раздельной, регулируемой периодической подачи и отвода газа из их полостей обеспечивает срыв вакуума в полостях камер 4 и 5 при их опорожнении от жидкости, что позволяет беспрепятственно отводить осветленную жидкость. Кроме того, заполнивший камеры воздух выдавливается в патрубок подачи жидкости в камеру

2, при заполнении их жидкостью, При этом задвижка на патрубке 20 закрыта. Это способствует подаче дополнительного воздуха в очищаемую жидкость без использования энергоемких механизмов.

Разделение эжектора 19 продольными перегородками 25 на две секции 26 и 27, причем соединение одной с камерами 4 и 5 полочного отстойника и источником разрежения 13, а другой с помощью патрубка 30 с атмосферой, исключает срыв вакуума при подаче в эжектор газа под избыточным давлением из камер палочного отстойника или вакуум-насоса. Такая схема подсоединения позволяет создавать разрежение в секции

26 эжектора и засасывать газ в нее из атмосферы, а в секцию 27 эжектора подавать под

-избыточным давлением газ. С целью создания максимального разрежения в полости . секции 26, связанной с атмосферой,и максимального забора с нее газа, ее размеры превышают размеры секции 27 эжектора, связанной с источником избыточного давления газа и полоЧным отстойником, так как разрежение в ней не оказывает влияния на подачу газа в ее полость, Все это позволяет дополнительно насыщать очищаемую жидкость газом и интенсифицировать процесс флотирования загрязнений за счет избыточного давления газов, возникающего в процессе работы установки при сборе сфлотированного шлама и при движении жидкости в герметических камерах полочного отстойника без использования дополнительных энергоемких источников создания избыточного давления газа. Например, во время сбора сфлотированного шлама с помощью приспособления для его ные режимы очистки жидкости с

20 обеспечением качества ее очистки и съема

30

40

50

15 сбора, одновременно с помощью вакуумного насоса осуществляется съем шлама с поBppxHocTN камеры 2 рабочим органом в виде патрубка 10, при этом газ, поступающий в ресивер 12, со шламом подается вакуум-насосом 13 в эжектор 19 и дополнительно насыщает газом жидкость, поступающую на очистку.

Снабжение наружных трубопроводов, трубок и патрубков задвижками 42,электроприводом 43, блоков устройства — датчиками 45 показателей санитарно-химического анализа жидкости и шлама, датчиками 38 уровня жидкости и соединение их и приспособления для сбора сфлотированного шла-ма, вакуумного насоса 8, блока управления

41 с блоком управления установки 47 позволяет выбирать и поддерживать оптимальсфлотированного шлама минимальной влажности, что повышает качество очистки жидкости, производительность установки и снижает затраты на дальнейшую обработку шлама и жидкости в зависимости от способа его дальнейшей утилизации и требований к содержанию в жидкости токсичных веществ, которые не должны превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК), Наличие датчиков контроля и блока управления позволяет оперативно определять

ПДК и другие показатели санитарно-химического анализа и корректировать режимы работы блоков установки, обеспечивая оптимальный режим очистки жидкости, Таким образом, предложенная установка для очистки жидкости позволяет повыси1ь эффективность работы путем дополнительного насыщения газом жидкости,подаваемой на очистку,без использования . дополнительных энергоемких источников газа и утилизации отработанных газов, интенсивного осаждения твердой фазы в статичной жидкости s полочном отстойнике, увеличения фильтроцикла фильтра, обеспечения оперативного контроля и корректировки процесса очистки, что повышает качество очистки жидкости и снижает затра- . ты на дальнейшую ее обработку и утилизацию собранного шлама минимальной влажности.

Формула изобретения

1. Установка для очистки жидкостей, содержащая установленные в одном корпусе последовательно по ходу очищаемой воды блок первичной электрокоагуляции с приспособлениями для сбора сфлотированного шлама и удаления осадка, палочный отстойник с наклонными полками и фильтр, патрубки подачи и отвода очищаем ой

1807010

10 жидкости, отл ич а ю ща я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет дополнительного насыщения газом жидкости, подаваемой на очистку без применения дополнительных источников газа и 5 утилизации отработанных газов, корпус выполнен вертикальным, блок первичной электрокоагуляции расположен в верхней части аппарата, полочный отстойник выполнен в виде двух герметичных камер, соеди- 10 ненных с блоком электрокоагуляции с возможностью раздельной, регулируемой, периодической подачи жидкости, фильтр размещен под полочным отстойником, на входном патрубке установлен эжектор, по- 15 лость которого разделена перегородками на две секции, одна из которых соединена с атмосферой, а другая — раздельно с камерами полочного отстойника, причем поперечное сечение секции эжектора, связанной с 20 атмосферой, больше поперечного сечения секции, связанной с камерами полочного отстойника, а приспособление для сбора сфлотированного шлама соединено с источникоМ разрежения,,выполненным в виде вакуумного насоса, выходной патрубок которого соединен с секцией эжектора, с которой связаны камеры полочного отстойника, 2, Установка поп 1, отл ич а ю ща яс я тем, что, с целью повышения производительности и качества очистки жидкости путем контроля показателей санитарно-химического анализа и создания оптимального режима работы установки, установка снабжена блоком управления, соединенным с датчиками уровня жидкости и шлама в узлах установки, с датчиками показателей санитарно-химического анализа жидкости и шлама, установленных в узлах установки на их входе и выходе, а также соединенном с приспособлением для удаления сфлотированного шлама, вакуумным насосом и блоком управления электрокоагулятора.

1807010

1807010

8-В

Составитель Я.Боровой

Редактор Т.Никольская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П.Гереши

Заказ 1357 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССО

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101