Устройство для очистки воды напорной флотацией

Авторы патента:

C02F1/24 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B03D1/14 - флотационные устройства (устройства для дозирования определенного количества реагентов B01J 4/02; флотационные устройства в энзимологии и(или) микробиологии C12M 1/09)

Владельцы патента RU 2549244:

Демков Александр Ильич (RU)

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости и может быть использовано для очистки воды от дисперсных примесей и очистки сточных и природных вод. Устройство позволяет очищать не только воду, но и другие жидкости, близкие по вязкости к воде, например, бензины, дизтопливо, подсолнечное масло, виноматериал и т.д. Устройство для очистки жидкостей содержит установленные на расстоянии друг от друга открытые сверху камеры со слоем фильтрующего материала, трубопроводы с гидрозатворами, подводящие и отводящие патрубки, при этом подводящие патрубки расположены под слоем фильтрующего материала. Камеры разделены на фильтрующие элементы с многослойными фильтрующими материалами, которые удерживаются герметически по периметру многосекционными рамками. Каждая камера для эффективной работы в режиме регенерации обеспечена по меньшей мере одним вибратором с параметрами, которые определяют по формулам, и излучателем на ультразвуковую частоту для дезинфекции на мощность влияния не менее 2 Вт/см. Изобретение позволяет в десять раз и больше улучшить основные технологические характеристики фильтра (эффективность, скорость фильтрации, объем фильтрующего материала), а также проводить простую в осуществлении регенерацию фильтрующего материала и его дезинфекцию.

Изобретение может использоваться во многих отраслях промышленности и относится к области очищения жидкостей, в частности ёоды, от дисперсных примесей. Область его применения ограничена методом очистки воды напорной флотацией. Метод напорной флотации заключается в насыщении сточной воды воздухом под избыточным давлением, с последующим снижением давления к атмосферному. При этом происходит интенсивная десорбция воздуха и выделение большого количества мелких пузырьков. Пузырьки, с прилипшими к ним частицами жира и суспензии, всплывают, что позволяет значительно ускорить процесс выделения жировых веществ из сточных вод. Однако как показал опыт промышленной эксплуатации таких установках, эффект очистки жиросодержащих сточных вод не превышает 50-60%. К основным конструктивным недостаткам является использования напорного резервуара барботажного типа, который не обеспечивает достаточного насыщения сточных вод воздухом; распределение сточной воды во флотаторе с помощью перфорированных труб, которые быстро забиваются жиром и взвешенными веществами. Важнейшим узлом для напорного флотатора является условие создания водовоздушной смеси. Возможны две схемы решения этой задачи:

1) подача воздуха по байпасу насоса через эжектор;

2) подача воздуха компрессором в напорный трубопровод на участке между флотационным насосом и ресивером.

Первый вариант, несмотря на то, что используется повсеместно, он имеет существенные недостатки:

1) при наличии байпасного трубопровода КПД насоса уменьшается на 25% и более;

2) воздух можно подать на насос не более 3% - при большем будет кавитационный режим для работы насоса.

Второй вариант применяется редко.

Можно подавать сжатый воздух от компрессора в ресивер. Такой метод используется на Запорожской атомной электростанции. Его недостаток в малой эффективности работы напорного флотатора. Аналогом является изобретение установки напорной флотации RU 2272786, 27.03.2006. Изобретение относится к устройству для обработки промышленных сточных вод, и предназначено для очистки вод, загрязненных отходами нефти, продуктами их переработки, жирами, маслами, продуктами органического синтеза, поверхностно - активными веществами, тонкодисперсными суспензиями, активным илом и т.д. Установка для флотационной очистки воды имеет основную флотационную камеру, центробежный насос, контактную камеру хлопьеобразования, последовательно соединенную с основной флотационной камерой с помощью перфорированных труб, выполненных с возможностью подачи очищенной воды в пенный слой камеры, гидроэлеватор, соединенный напорным трубопроводом с центробежным насосом и трубопроводом сточной воды. Флотационная камера снабжена микропористыми фильтрующими трубами, для пропускания через них воздух, и последовательно расположена с камерой сбора очищенной воды. Преимущество этой установки в том, что воздух подается в диспергированном состоянии. Недостатком данной установки является то, что эти пузырьки не растворяются в воде под давлением, а сразу подаются в камеру флотации.

Прототипом взять изобретение RU 2323160, 27.04.2008. Изобретение относится к установке для обработки воды флотацией, что включает в себя устройство для флотации, состоящей из флотационной камеры, в которую вводят флоккулированную неочищенную воду, смешанную с микропузырьками, произведенным узлом повышения и сброса давления, модули сбора, размещенные во флотационной камере, оборудованные перфорированным сборным устройством. Недостатком данного устройства в том, что микропузырьки воздуха не калибруют по размерам, а создают в результате простого перемешивания, при котором имеется не управляемое качество дисперсность воздуха.

Предлагается устройство улучшению режима напорного флотатора. Схема напорного флотатора состоит из флотационной камеры, перфорируемого сборного устройства, узлом повышения и сброса давления, напорного бака, модулей сбора. В данную технологическую схему, согласно изобретению, предлагается устройство приготовления водовоздушной смеси для растворения его под давлением в напорном баке.

Данное устройство устраняет недостатки аналогичных устройств и создает новые технологические возможности:

- увеличение уровня насыщения воды сжатым воздухом;

- регулируется оптимальное время смешения воды и воздуха;

- не меняя производительность установки, имеется возможность изменять скорости смешения воды и воздуха в смесителях;

- конструктивно, за счет размеров пор до 5 мкм, в фильтрующих картриджах устанавливаются необходимые размеры микропузырьков воздуха.

Перечень фигур чертежа. Данное устройство состоит из следующих последовательно расположенных и технологически связанных конструктивных элементов: флотационный насос 1, который поднимает давление воды до 5-7 атм; расходомеры для воды 2, которые контролируют количество воды для флотации; запорной арматурой 3, для создания нескольких технологических схем: последовательном, параллельном, в смешанных вариантах; компрессор 4 для создания повышенного давления воздуха, более чем давление во флотационном насосе; счетчики расхода газа 5 с вентилями 6, корректирующие соотношение воздуха с водой в смесителях; смесители 7, создающих равномерную смесь воды и воздуха; напорный бак 8, который растворяет воздух в воде до полного насыщения; флотационные камеры 9, которые дают возможность выйти воздуху на поверхность воды вместе с флотируемыми примесями; смесители 7 для подачи и отвода воды; фильтрующие цилиндрические картриджи 13, которые могут создавать с воздухом диспергированные микропузырьки с размером до 5 мкм; патрубки 14 для подачи сжатого воздуха.

Работает данное устройство таким способом. Технологические элементы устройства, связанные между собой последовательно по движению воды, воздуха, смеси. Включается флотационный насос 1 и запорной арматурой 3 устанавливается его рабочий режим по расходу и давлению. Далее вода попадает в смеситель 7, где по спирали происходит движение вдоль картриджа 13. Открывается вентиль 6 на трубопроводе сжатого воздуха, и по расходомеру выставляется количество подаваемого воздуха в систему. Воздух в систему поступает в диспергированном виде (дисперсность микропузырьков до 5 мкм воздуха создается фильтрующим картриджем 13 с размерами пор до 5 мкм), смесителем равномерно смешиваются стоки в объеме, так как конструктивно создают скорость подачи стоков до 7 м/с, а, из - за кругового движения стоков между внешней поверхности картриджа 13 и стенками трубы 10, происходит их интенсивное перемешивание. По технологии выбирают схему соединения из нескольких смесителей, для создания необходимой производительности и степени насыщения воздуха в созданной эмульгированной водовоздушной смеси.

Данным устройством можно выбирать время смешения до 10 с. Таким образом, данное устройство выполняет несколько технологических задач:

- по счетчикам жидкости и воздуха создается оптимальный процентный состав водо-воздушной смеси для проведения флотации;

-задается необходимая дисперсность воздуха: по размеру пор картриджей 13 и скорости подачи в устройстве;

- равномерно смешиваются стоки с воздухом;

- задается необходимое время процесса смешения.

Для решения технологических задач по большему насыщению стоков очищающим воздухом, в связи с ограничением пропускной способности фильтрующих картриджей, увеличением (или уменьшением) времени смешения воды с воздухом, уменьшением (или увеличением) гидравлического сопротивления, предлагается эти смесители создавать одной конструкции из нескольких штук с обвязкой их последовательно, параллельно и в смешанных режимах. Эффективность работы смесителей будет определяться, кроме эффективности очистки, также и внешними факторами: толщиной и устойчивостью по времени нефтешламов на зеркале флотатора; количество воздуха, выпускаемое с напорного бака - оно должно быть минимально.

Литература. 1. Мацнев А.И. Очистки сточной воды флотацией. К.: Будiвельник, 1977. -128 с.

2. Патенты России: RU 2272786, 27.03.2006, RU 2323160, 27.04.2008.

1. Устройство для автоматического регулирования жидкости по максимальному расходу, содержащее подводящий и отводящий трубопроводы, открытую сверху регулирующую емкость и поплавок, отличающееся тем, что подводящий трубопровод входит в регулирующую емкость и имеет строго вертикальный участок трубы, конец которой заглушён герметично, верхняя часть вертикальной трубы имеет перфорированную участок, общее сечение перфорированных отверстий в трубе в 1,5-3 раза больше площади внутреннего сечения трубы подводящего трубопровода, зазор между наружным диаметром трубы и внутренним диаметром торообразного поплавка составляет 0,012-2 мм в зависимости от диаметра трубопровода, а на отводящем трубопроводе размещена регулирующая заслонка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высота торообразного поплавка не менее длины перфорированной участка подводного трубопровода, при этом поплавок размещен с возможностью его перемещения только по оси подводящего трубопровода на вертикальном его участке.

Похожие патенты:

Устройство для очистки воды // 2549241

Изобретение относится к фильтровальной технике и предназначено для решения проблемы очистки воды от более легких жидкостей, которые образуют сплошную среду в виде пленки разной толщины, а также удаления дисперсных примесей разного происхождения.

Устройство для очистки жидкости // 2549240

Изобретение относится к области очистки жидкости, в частности воды, от дисперсных примесей напорной флотацией. Устройство для очистки воды напорной флотацией содержит флотационную камеру, в которую вводится флоккулированная вода, смешанная с микропузырьками, образованными устройством для смешивания воды с воздухом, напорный бак, расположенный перед флотационной камерой, согласно изобретению устройство для смешивания воды с воздухом установлено между флотационным насосом и напорным баком и состоит из расходомера для воды, соединенного по потоку воды по крайней мере с одним смесителем, который представляет собой трубу с запорной арматурой, с патрубками с фланцами для подачи и отвода воды, внутри которой установлен фильтрующий цилиндрический картридж с патрубком для подачи сжатого воздуха, который соединен по потоку воздуха через вентиль и счетчик расхода газа с компрессором.

Непрерывнодействующий подземный генератор биоводорода // 2549237

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для получения биогаза (биоводорода) из сточных вод от животных и людей. Задача изобретения - превращение работоспособной периодически действующей с ручной загрузкой-выгрузкой биогенераторной установки для получения биогаза низкого давления в промышленную непрерывно действующую установку по производству биогаза (биоводорода) высокого давления (10-12 МПа) путем размещения биореактора в Земле на глубине порядка 2000 м, что обеспечит оптимальные температурные условия реакций анаэробного преобразования биомассы, создаст условия для самотечной загрузки биореактора биомассой, газолифтной выгрузки биогаза и остаточной биопульпы. Для получения биоводорода предусмотрены системы: укисления биомассы до рН 5,49; засева биомассы водородогенными микроорганизмами; подачи биологического катализатора в зону реакции биореактора, Для устройства непрерывнодействующих подземных генераторов биогаза (биоводорода) может быть использовано штатное буровое оборудование и материалы. Предлагаемое изобретение является идеально энергосберегающим и экологически безопасным. .

Устройство для очистки и обеззараживания воды // 2548977

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды. Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус 1, снабженный крышкой 2, фильтрующий элемент 3, входной штуцер 4 и отстойник 6.

Устройство для очистки и обеззараживания воды // 2548976

Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус, снабженный крышкой, фильтрующий элемент, входной штуцер, отстойник. В крышке установлен выходной патрубок.

Электрофлотатор // 2548975

Изобретение относится к физико- химической очистке сточных вод, в частности, от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности.

Установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды // 2548970

Изобретение относится к технологии получения воды, используемой для питьевых целей, в медицине и сельскохозяйственном производстве. Установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды, включающая коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними.

Способ электроактивирования водных растворов солей натрия // 2548967

Изобретение относится к технологии обработки водных растворов и может быть использовано для получения электроактивированных водных растворов солей натрия. Способ включает обработку исходных растворов постоянным электрическим током на установке с диафрагменным электролизером с загрузкой их в катодную и анодную камеры.

Способ деаэрации воды для тепловой электрической станции // 2548962

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях и котельных установках, работающих на природном газе.

Система обработки воды для местного применения // 2548958

Изобретение относится к вариантам систем обработки воды. Система обработки воды 200 содержит камеру, имеющую впуск, для приема неочищенной воды, выпуск для отвода очищенной воды и блок обработки, выполненный с возможностью изоляции внутри указанной камеры.

Флотационный классификатор // 2548866

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотацией. Флотационный классификатор для обогащения руд включает цилиндроконическую камеру с расположенным в нижней части разгрузителем песков, установленный внутри камеры соосно с ней цилиндроконический распределитель потоков, закрепленный в верхней части цилиндроконического распределителя потоков наклонный сливной патрубок, установленные в пространстве между стенками камеры и распределителем потоков аэраторы и электродная станция и расположенный с наружной части камеры кольцевой пеносборный желоб для верхнего продукта.

Способ ввода воздуха в флотомашину // 2544683

Изобретение относится к аэрации и может быть использовано при очистке сточных и промышленных вод. Способ ввода воздуха в флотомашину включает эжекционный ввод воздуха и последующую его диспергацию.

Флотационно-фильтрационная установка // 2543735

Изобретение относится к очистным сооружениям. Установка содержит заборный фильтр, всасывающий трубопровод, обратный клапан, насосный агрегат, эжектор, камеру флотации с фильтром и слоем фильтрующей загрузки.

Пневмогидравлический аэратор с плоскоструйным аэрирующим факелом (пгапаф) // 2515644

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод и может использоваться для аэрации в аэротенках, а также при флотационной очистке, обогащении полезных ископаемых, в частности в устройствах для аэрации пульпы.

Флотационный аэратор // 2495724

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах.

Установка и способ очистки воды флотацией // 2478436

Изобретение относится к установке для флотационной очистки воды, содержащей, по меньшей мере:- одну входную зону для обрабатываемой воды, которая предварительно подвергнута коагуляции и флокуляции;- одну зону смешивания воды под давлением и затем воды под вакуумом с указанной обрабатываемой водой;- одну зону флотации, отделенную стенкой от указанной зоны смешивания;- одну зону забора очищенной воды, предусмотренную в нижней части указанной зоны флотации.

Электрофлотатор с устройством преобразования турбулентного потока жидкости в ламинарный // 2459667

Изобретение относится к области флотации и может использоваться для очистки воды и жидкостей. .

Флотационная машина // 2457037

Изобретение относится к области обогащения методами флотации и может быть использовано при флотационном разделении трехфазных пульп в угольной, металлургической и химической отраслях промышленности, а также для очистки природных и сточных вод.

Гидроциклон-флотатор // 2455079

Изобретение относится к области разделения неоднородных жидких систем под действием центробежных сил, в частности к гидроциклонам для разделения суспензий флотацией, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Способ очистки жидкости от растворенных и диспергированных примесей и устройство для очистки жидкости от растворенных и диспергированных примесей // 2454265

Изобретение относится к технике выделения из жидкости растворенных и диспергированных в ней примесей с помощью газообразного агента и может быть использовано при обработке воды на тепловых электростанциях для ее декарбонизации, в лакокрасочном производстве, при очистке конденсатов мазутохозяйства, сточных вод и в других отраслях промышленности.

Разделение минералов с применением функционализированных фильтров и мембран // 2578317

Изобретение относится к способу фильтрации и устройству разделения частиц, а именно отделения ценного металла от ненужного материала в смеси, содержащей воду. Устройство для сбора минеральных частичек в суспензии или отходах может быть выполнено в форме фильтра, конвейерной ленты или импеллера, имеющих накопительный участок, содержащий поверхности накопления, предназначенный для контакта со смесью, выполненный или покрытый синтетическим материалом, который имеет функциональную группу для прикрепления минеральных частичек. Синтетический материал имеет гидрофобные молекулы, чтобы сделать накопительный участок гидрофобным, причем синтетический материал содержит производное силоксана. Когда минеральные частички в суспензии или отходах являются скомбинованными с коллекторными молекулами, минеральные частицы также становятся гидрофобными и остаются прикрепленными к гидрофобному накопительному участку. Фильтр, конвейерная лента и импеллер могут иметь множество пропускных каналов с целью увеличения контактирующих поверхностей. Решение обеспечивает лучшее отделение ценного материала, в том числе в флотационной камере, путем устранения проблем, связанных с использованием пузырьков воздуха в таком процессе отделения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 32 ил.