Устройство для обезвоживания и очистки стоков и суспензий

Авторы патента:

C02F1/00 - 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)

Владельцы патента RU 2572130:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", (ФГБОУ ВПО ВГУ) (RU)

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвоживания органических и минеральных растворов, суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве. Сущность изобретения состоит в том, что в барботажной камере производится резкое сужение подводящей стоки трубы, куда за счет сильного перепада давления самотеком подается коагулянт. В результате турбулентного смешения стоков и коагулянта образуются крупные агломерации частиц загрязняющих веществ, которые выпадают в осадок. Отличия предлагаемого устройства заключаются в том, что подача коагулянта осуществляется без энергетических затрат и без затрат на дополнительное оборудование - компрессор, а выпадение крупнодисперсных частиц в барботажной камере происходит на задерживающем профиле, увеличивающем время взаимодействия стоков и коагулянта (флокулянта). Изобретение позволяет увеличить поверхность контакта стоков коагулянта и флокулянта и увеличить эффективность очистки стоков. 2 ил.

Устройство относится к области очистки стоков и обезвоживания органических веществ, минеральных растворов и суспензий. Может быть использовано в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

Известно устройство [Инженерная экология и экологический менеджмент / Под. ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина. М.: - Логос, 2004 г., 518 с.], в котором очистка осуществляется за счет подачи коагулянта или флокулянта под давлением с последующим барботажом стоков и коагулянта (фигура 1).

Устройство содержит:

Трубу (1) для подачи самотеком неочищенных стоков;

Сетку (2) для фильтрации крупнодисперсных частиц;

Емкость (3) для хранения коагулянта или флокулянта;

Компрессор (7) для подачи коагулянта или флокулянта под давлением;

Распылительную фурсунку (8);

Барботажную камеру (4);

Сетку с коагулировавшими мелкодисперсными частицами (5);

Трубу для отвода очищенных стоков (6).

Устройство работает следующим образом.

Неочищенные стоки подаются в барботажную камеру, куда под давлением через распылительную форсунку подается коагулянт или флокулянт. Неочищенные стоки и коагулянт за счет турбулентности потока перемешиваются в барботажной камере. Размеры частиц за счет коагуляции увеличиваются и выпадают в осадок на сетку 7. Через малые отверстия в сетке очищенная вода уходит. После накопления коагулировавших частиц сетка вынимается и осадок подвергается химической обработке для извлечения полезных компонентов. Очищаются частицы с радиусом до 1 мкм. Эффективность очистки до 95%.

Недостаток способа

Затраты электрической энергии на работу нагнетающего коагулянт компрессора. На 1 кг стоков, поступающих на барботаж за 1 сек, необходимо подать 1 кг раствора коагулянта (флокулянта). На этот процесс компрессор требует 11 Вт, а за 1 час - 40000 Вт/час или 40 кВт, т.е. за 1 час работы устройства расходуется 40 кВт/час электроэнергии стоимостью порядка 120 рублей. Кроме того, в общие затраты необходимо учесть стоимость компрессора и работы по подводке линии электропередач или стоимость дизельной электрической станции и топлива.

Предлагаемое устройство показано на фигуре 2.

Устройство для очистки сточных вод и суспензий состоит из:

1. Трубы (1) сечением s₁ для подачи самотеком неочищенных стоков;

2. Сетки (2) для фильтрации крупнодисперсных частиц;

3. Емкости (3) для хранения коагулянта или флокулянта;

4. Барботажной камеры (4) с резким сужением сечения трубы до величины s₂;

5. Профильной сетки (5) для дополнительного барботажа и осаждения коагулированных мелкодисперсных частиц;

6. Трубы (6) для отвода очищенных стоков.

Устройство для очистки стоков и суспензий работает следующим образом.

Неочищенные стоки подаются по трубе (1) сечением s₁. Крупнодисперсные частицы фильтруются сеткой (2). Коагулянт или флокулянт самотеком подается в барботажную камеру (4) из емкости (3). В барботажной камере в месте подачи коагулянта или флокулянта сделано резкое сужение сечения трубы до величины S₂<S₁. Пусть давление стоков в подводящей трубе (1) P₁=1 aт, а скорость потока υ₁. Из уравнения непрерывности следует, что в месте сужения трубы и подачи коагулянта или флокулянта скорость потока возрастает до величины υ₂=(S₁/S₂) υ₁. Из уравнения Бернули следует, что в данном месте уменьшается давление до величины $P_{2} \frac{ρ ϑ_{1}^{2}}{2} (1 - (\frac{S_{1}}{S_{2}}) + P_{1}$ . Например, для плотности стока ρ=1050 кг/м³, υ₁=2 м/с и $\frac{S_{1}}{S_{2}} = 3$ в месте сужения трубы образуется вакуум с давлением Р₂=0,24 ат. То есть коагулянт или флокулянт подается самотеком. Здесь ламинарное течение стоков переходит в турбулентное, и происходит интенсивный барботаж с коагуляцией загрязняющих сток мелкодисперсных частиц. Затем барботажная камера расширяется до первоначального сечения S₁ с понижением скорости потока до υ₁, и на профильной сетке (5) реализуется дополнительный барботаж и гравитационное осаждение коагулированных частиц.

Задача, на решение которой направлено данное устройство - это повышение экономической эффективности очистки стоков и их обезвоживания за счет исключения из устройства компрессора и затрат энергии на его работу.

Отличия и особенности устройства заключаются в том, что подача коагулянта или флокулянта осуществляется без энергетических затрат, без затрат на дополнительное оборудование (компрессор), а только лишь за счет разницы давления при сужении участка трубы, что приводит при турбулентном движении неочищенных стоков к увеличению поверхности контакта стоков коагулянта или флокулянта. Увеличение поверхности контакта стоков коагулянта и флокулянта позволяет быстрее дестабилизировать химическую структуру стоков, что приводит к более быстрому их обезвоживанию. Увеличение времени взаимодействия стоков и коагулянта на задерживающем профиле приводит к более эффективной очистке стоков.

Технический результат достигается путем сужения проводящей трубы для неочищенных стоков и подсоса коагулянта или флокулянта самотеком за счет падения давления в суженной части трубы, в связи с чем упрощается и ускоряется процесс обезвоживания, повышается экономическая эффективность технологического процесса.

Устройство для очистки стоков и суспензий, содержащее барботажную камеру, подводящие стоки и коагулянт трубы, сетку, фильтрующую крупнодисперсные частицы, отличающееся тем, что подводящий трубопровод выполнен с сужением, а дополнительный барботаж и гравитационное осаждение коагулированных частиц реализуются на профильной сетке.

Изобретение может быть использовано для обезвреживания сульфидно-щелочных смешанных сточных вод на нефтехимических предприятиях, содержащих основные процессы по переработки нефти и нефтепродуктов, а также производство акриловой кислоты, на котором используют медьсодержащие ингибиторы полимеризации, например, дибутилдитиокарбамат меди.

Способ получения воды для хозяйственно-питьевых нужд из снега и(или) льда // 2571799

Изобретение относится к способам получения воды путем таяния снега и (или) льда. Погрузочным устройством осуществляется подача снега и (или) льда в приемный бункер камеры таяния.

Озонный способ очистки сточных вод от нитроэфиров // 2571760

Изобретение относится к очистке отработанной производственной воды и может быть использовано для защиты окружающей среды. Способ очистки сточных вод от нитроэфиров включает предварительную обработку загрязненной воды 43-46% раствором гидроксида натрия до pH 12.

Устройство для улавливания и выгрузки волокнистых липких материалов из жидкой среды // 2571633

Изобретение относится к оборудованию для очистки сточных вод от нерастворимых веществ, например от отходов бытового и промышленного происхождения. Устройство для улавливания и выгрузки волокнистых липких материалов из сточных вод содержит раму, фильтрующую решетку, выполненную из подвижных и неподвижных фильтрующих ступенчатых пластин, привод.

Способ очистки от нефти и нефтепродуктов морских и солоноватоводных экосистем в условиях высоких широт // 2571180

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки от нефти и нефтепродуктов солоноватоводных и морских объектов и экосистем.

Способ выделения // 2571146

Изобретения могут быть использованы в химической и энергетической области, а также в области переработки органических отходов. Устройство для выделения аммиака из ферментационных жидкостей или остатков брожения на установках по производству биогаза включает флэш-испаритель F, соединенный с ферментером (A) или со складом остатков брожения, для подачи субстрата по трубам (1, 2, 3, 4, 5, 6).

Водораспределитель // 2571128

Водораспределитель относится к очистке природных, техногенных и бытовых сточных вод и может быть использован в процессах очистки природных или сточных вод методами осаждения или напорной флотации.

Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама // 2571116

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения адсорбента-коагулянта, предназначенного для использования в области экологии для очистки водных объектов: природных водоемов или промышленных стоков, и может быть использовано на предприятиях глиноземного производства для получения из техногенного отхода алюмосиликатного производства - красного шлама - дополнительного товарного продукта.

Способ очистки сточных вод от фтора // 2570467

Изобретение относится к способам очистки фторсодержащих сточных вод и может быть использовано в предприятиях по производству экстракционной фосфорной кислоты и фторосиликата натрия на основе фторокремниевой кислоты.

Способ очистки донных отложений водоемов от нефти и нефтепродуктов и устройство для его осуществления // 2570460

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для очистки природных и искусственных водоемов, дно которых загрязнено нефтью и нефтепродуктами.

Способ очистки стоков и суспензий // 2572131

Изобретение может быть использовано для очистки органических и минеральных растворов и суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве. Для осуществления способа стоки и суспензии подводят в барботажную камеру по трубам с последующим перемешиванием, при этом коагулянт подают самотеком за счет сильного перепада давления в образованное сужение подводящей стоки трубы. В месте сужения трубы за счет резкого падения давления происходит турбулентное смешение стоков и коагулянта. Образующиеся крупные агломерации частиц загрязняющих веществ выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки стоков от крупнодисперсных и мелкодисперсных частиц, сокращение энергетических затрат и затрат на дополнительное оборудование. 1 ил.

Установка для очистки воды каталитическим окислением // 2572132

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения. Установка для очистки воды каталитическим окислением содержит последовательно соединенные сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, насос, подающий воду в эжектор для смешения с озоно-кислородной смесью, сатуратор и мембранный блок с каталитически активными мембранами, один выход которого соединен с входом сатуратора для подачи концентрата, при этом в сатуратор встроены теплообменник, краны-газоотводчики, соединенные с деструктором остаточного озона, сатуратор при помощи трубопровода с насосом-дозатором напрямую соединен с сырьевой емкостью для обрабатываемой жидкости, а всасывающий трубопровод насоса, обслуживающего эжектор, соединен с сатуратором, образуя замкнутый цикл. Изобретение обеспечивает уменьшение энергозатрат, уменьшение расхода озона и более гибкое регулирование процесса водоочистки. 1 ил.

Способ осаждения ионов хрома (vi) // 2572136

Изобретение может быть использовано при переработке токсичных отходов производства, содержащих хром(VI). Способ осаждения ионов хрома(VI) из растворов включает взаимодействие ионов хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде и последующее добавление осадителя. В качестве реагента-восстановителя используют щавелевую кислоту. Осаждение проводят хлоридами щелочноземельных металлов или хлоридом магния после предварительного добавления карбоната натрия. Изобретение позволяет сократить продолжительность осаждения катионов хрома(VI), повысить экологичность процесса осаждения за счет использования нелетучего восстановителя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 22 пр.

Водоочиститель // 2572323

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны: замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 7. В нижней части сосуда 1 расположены раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола 6 и талой питьевой воды, а также разобщающее устройство в виде трубы 5 с кольцевой режущей частью. Труба 5 с кольцевой режущей частью установлена подвижно в направлении оси продольного сосуда 1 в подшипниках скольжения 8, размещенных в нижней части продольного сосуда 1. Изобретение позволяет повысить производительность и степень чистоты воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ очистки медьсодержащих сточных вод производства акриловой кислоты (варианты) // 2572327

Изобретения могут быть использованы на нефтехимических предприятиях для обезвреживания сточных вод производства акриловой кислоты, содержащих медь. Способ включает смешение очищаемых сточных вод и сернисто-щелочного стока, с последующим отделением образующегося осадка, при этом отношение количества молей сульфид-ионов к количеству молей меди составляет не менее 4,30 и отношение массы очищаемого стока к массе смешиваемого сернисто-щелочного стока находится в пределах (3-1):1. В предпочтительных вариантах осуществления способа возможно дополнительное введение коагулянта или флокулянта в количестве не менее 0,5 мг/дм3. Во втором варианте осуществляют смешение очищаемых сточных вод с сульфидом натрия, с последующим отделением образующегося осадка, при этом отношение количества молей сульфид-ионов к количеству молей меди составляет не менее 6,79. Изобретения позволяют осуществить эффективную очистку медьсодержащих сточных вод производства акриловой кислоты. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 пр.

Способ электроактивирования водных растворов солей // 2572420

Изобретение может быть использовано в медицине и сельском хозяйстве. Способ включает обработку исходного раствора постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой его в катодную и анодную камеры. В качестве исходного раствора используют минеральный концентрат от электродиализа молочной сыворотки, который разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:8… 1:9. Процесс проводят до достижения параметров католита - pH 7,5…8,0; ОВП -600…-650 мВ и анолита - pH 3,0…4,0; ОВП +600…+660 мВ при плотности тока 0,2…0,3 А/см2 и удельном расходе количества электричества 0,20…0,25 А/ч на 1 л католита и анолита. Изобретение позволяет снизить затраты, сброс побочных продуктов в канализацию, расширить ассортимент электрохимически активированных растворов для обезвреживания вредных микроорганизмов при обработке сельскохозяйственного сырья. 2 табл., 1 пр.

Диспергатор озоно-воздушной смеси для обработки питьевой воды // 2572533

Изобретение относится к обработке питьевой воды озонированием и может быть использовано в качестве устройств, диспергирующих пузырьки озоно-воздушной смеси в обрабатываемую воду. Диспергатор озоно-воздушной смеси для обработки питьевой воды озонированием включает замкнутую полость, выполненную из озоностойкого металла, с частично перфорированной поверхностью, а также устройства 3, 4, 5 для приема внутрь полости озоно-воздушной смеси и крепления диспергатора к дну реакционной емкости с обрабатываемой водой. Замкнутую полость выполняют либо в виде трубки 1 круглого сечения, на которой отверстия 2 перфорации расположены в двух продольных полосах ее боковой поверхности, находящихся между плоскостью, проходящей через продольную ось трубки, которая параллельна опорной плоскости 7 устройства 6 крепления диспергатора к дну реакционной емкости, и самой опорной плоскостью, прилегающей к горизонтально расположенному дну реакционной емкости, либо в виде трубки, поперечное сечение которой имеет форму равнобедренного треугольника, а вершина его направлена в сторону опорной плоскости таким образом, что две одинаковые боковые грани трубки наклонены к опорной плоскости под углом 70°÷80°. Отверстия перфорации трубки 1 круглого сечения перпендикулярны касательной к наружной поверхности трубки в месте выхода и наклонены к опорной плоскости под углом в пределах от 10° до 45°. Отверстия перфорации трубки, поперечное сечение которой имеет форму равнобедренного треугольника, расположены по всей рабочей длине трубки на двух ее боковых гранях, а оси отверстий перпендикулярны плоскости граней. Отверстия перфорации на цилиндрической поверхности трубки круглого сечения и плоской поверхности боковых граней трубки треугольного профиля расположены продольными строками с равномерным шагом, а в двух соседних строках со смещением где s - шаг между осями отверстий в строке, мм; k - количество строк в перфорации. Изобретение позволяет предотвратить снижение пропускной способности диспергаторов. 5 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Фильтры, включающие частицы активированного угля, покрытые полидиаллилдиметиламмоний хлоридом (pdadmac), и способы их изготовления // 2572884

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды, содержащим активированный уголь с полимерным покрытием, и способам их изготовления. Способ получения активированного угля с покрытием включает получение частиц активированного угля со средним размером примерно до 100 мкм и нанесение покрытия на частицы активированного угля путем распыления капель раствора катионного полимера на поверхность частиц активированного угля, причем раствор катионного полимера включает от примерно 2 до примерно 4 мас.% катионного полимера, размер капель составляет от примерно 15 до примерно 55 мкм, при этом катионный полимер содержит полидиаллилдиметиламмоний хлорид (pDADMAC), имеющий среднемассовую молекулярную массу (Mw) до примерно 200000 г/моль и среднечисленную молекулярную массу (Мn) до примерно 100000 г/моль. Изобретение обеспечивает получение фильтров с улучшенной способностью удалять загрязняющие примеси. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Способ изменения структуры органического ила // 2572885

Изобретение относится к способу и устройству для изменения структуры ила, в частности органического ила, образуемого в результате очистки сточных вод. Способ изменения структуры органического ила, подвергаемого сушке, включает этап, согласно которому органический ил в форме влажного твердого тела с процентным содержанием сухого вещества не менее 20% по весу от общего веса ила подвергают воздействию электрического поля, образуемого постоянным током, величиной между 30 В/0,01 м и 100 В/0,01 м. Устройство для изменения структуры органического ила и для одновременной его сушки содержит впускное (13) и выпускное (14) отверстия для потока органического ила, между которыми расположен канал, по которому пропускают поток ила. При этом канал разграничен первым и вторым элементами, выполненными с возможностью формирования положительного и отрицательного полюса для образования электрического поля постоянного тока внутри устройства. Первый и второй элементы выполнены в виде цилиндрического трубчатого корпуса (9) и соосного ротора (15) с лопастями, расположенного внутри цилиндрического трубчатого корпуса (9) турбосушки (8), при этом цилиндрический трубчатый корпус (9) выполнен с тепловой оболочкой (10), закрытой на противоположных концах подложками (11, 12). Лопасти (16) ротора (15) расположены спирально и направлены для центрифугирования и одновременного перемещения потока ила, подаваемого в турбосушку (8) к выпускному отверстию (14). Технический результат - повышение эффективности получения обезвоженного и/или высушенного ила за счет высвобождения органической внутриклеточной воды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Установка для электрохимической активации воды // 2573004

Изобретение относится к области физической химии и электрохимии, а именно к техническим средствам для электрохимической активации воды с целью придания ей окислительно-восстановительных свойств. Установка для электрохимической активации воды содержит вертикально расположенные стержневой и цилиндрический электроды, трубчатую пористую диафрагму, установленную неподвижно и коаксиально при помощи втулок из диэлектрического материала, при этом трубчатая диафрагма выполнена из эластичного ультрафильтрационного материала и закреплена на цилиндрическом каркасе со сквозными прорезями, по торцам которого на наружной поверхности укреплены электроизоляционные кольца. Каркас выполнен из металла с электроизоляционным покрытием или из стеклопластика, а конструктивные параметры прорезей и каркаса удовлетворяют следующим зависимостям: Α=D·(π/n-0,1), B=(0,5-0,6)·D, C=0,1·D, Δ≥0,03·D, a n≥6, где А, В - длина по окружности и ширина прорезей, С - расстояние между прорезями, Δ - толщина стенки каркаса, n - число прорезей по окружности, D - наружный диаметр каркаса. Технический результат заключается в снижении энергозатрат процесса электрохимической активации и повышении окислительно-восстановительных свойств обработанной воды. 2 ил., 1 пр.