Флотационная установка очистки сточных вод

Изобретение может быть использовано для очистки сточных и природных вод. Сточные воды, обработанные раствором коагулянта, из гидравлического смесителя подают в камеру коагуляции 8. Оттуда после ввода раствора флокулянта направляют по напорному трубопроводу в камеру флокуляции 9. Из камеры флокуляции 9 сточные воды направляют в секцию флотации 2 совместно с циркуляционным потоком из сатуратора 4. Образовавшуюся флотопену удаляют с поверхности сточных вод в камеру сбора флотопены 10 с помощью механизма удаления флотопены 6, расположенного в верхней части флотатора 1. После отделения флотопены сточные воды направляют в секцию тонкослойного отстаивания 3, где происходит осветление сточных вод. При помощи эжектора 7 во всасывающий трубопровод подают воздух. Водовоздушную смесь нагнетают циркуляционным насосом 5 в сатуратор 4, где происходит растворение воздуха в сточных водах. Очищенные сточные воды подают в промежуточную камеру 11 для обеспечения равномерного отвода очищенных сточных вод за пределы флотационной установки. Предложенное изобретение обеспечивает повышение степени очистки нефтесодержащих производственно-дождевых сточных вод и эффективности использования применяемых коагулянта и флокулянта. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области очистки нефтесодержащих производственно-дождевых сточных вод, может быть использовано для очистки сточных и природных вод.

Известна установка для флотационной очистки воды (патент RU 2282591 С1, МПК C02F 1/24, опубл. 27.08.2006), предназначенная для локальной очистки сильнозагрязненных сточных вод, содержащих нефтепродукты, жиры, взвешенные вещества, гидроксиды металлов, синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ), органические и другие виды загрязнений. Установка для флотационной очистки воды включает в замкнутой гидравлической схеме гидравлический рециркуляционный узел, состоящий из насосного агрегата с всасывающей и напорной линиями, водовоздушного эжектора и блока вертикального сатуратора и блок флотационной очистки. Блок флотационной очистки конструктивно сформирован в виде цилиндрического корпуса, переходящего в своей нижней части в усеченный конус. Внутри корпуса по оси симметрии размещена цилиндрическая емкость с плоским днищем и щелью в виде сегмента в последнем, образующая вторую камеру флотации.

В данной установке отсутствует система ввода и смешения реагентов, а также камера отстаивания с тонкослойными модулями, что не обеспечивает глубокую очистку нефтесодержащих производственно-дождевых сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является установка для очистки воды с помощью напорной флотации (патент RU 110368 МПК C02F 9/04, опубл. 20.11.2011), содержащая флотационную камеру, сатуратор, насосы, систему подачи реагентов и связывающие их трубопроводы, дополнительно содержит статический смеситель, связанный трубопроводами со станциями приготовления коагулянта и флокулянта, сатуратором и напорным флотатором, а также с системой подачи грязной воды.

Недостатком данной установки является отсутствие камеры отстаивания с тонкослойными модулями и блока раздельного смешения исходных сточных вод с реагентами (коагулянт и флокулянт), что не обеспечивает высокой степени очистки и эффективности использования реагентов.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая флотационная установка очистки сточных вод, является глубокая очистка нефтесодержащих производственно-дождевых сточных вод от ПАВ, мелкодисперсных нерастворимых или малорастворимых в воде неорганических и органических загрязняющих веществ, в том числе нефтепродуктов, снижение химического и биологического потребления кислорода, содержания железа общего и азота аммонийного.

Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки нефтесодержащих производственно-дождевых сточных вод за счет возможности раздельного последовательного ввода коагулянта и флокулянта, проведения раздельных процессов хлопьеобразования для коагулянта и флокулянта и эффективности использования применяемых реагентов за счет применения камер коагуляции и флокуляции с коническим днищем вертикального исполнения с тангенциальным вводом.

Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что флотационная установка очистки сточных вод, сдержит флотатор, блок насыщения, узел коагуляции и флокуляции, промежуточную камеру, камеру сбора флотопены и механизм удаления флотопены, связанные между собой трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, при этом флотатор имеет вертикально ориентированный цилиндрический корпус с конически днищем, разделенный внутренней перегородкой на секцию тонкослойного отстаивания и секцию флотации, блок насыщения включает, по меньшей мере, один циркуляционный насос, соединенный с сатуратором трубопроводом с установленным на трубопроводе эжектором, узел коагуляции и флокуляции включает гидравлический смеситель, соединенный с камерой коагуляции, с размещенной под ней камерой флокуляции, причем секция тонкослойного отстаивания снабжена тонкослойным модулем, верхние части камер коагуляции и флотации снабжены тангенциальными вводами сточных вод.

Развитием и уточнением предлагаемого изобретения является то, что:

- тонкослойный модуль выполнен в виде набора наклонно установленных друг за другом пластин;

- угол наклона пластин тонкослойного модуля составляет 45-70°;

- камера коагуляции и камера флокуляции выполнены в виде вертикально ориентированной емкости цилиндрической формы с коническим днищем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид флотационной установки очистки сточных вод, на фиг. 2 показан вид сверху флотационной установки очистки сточных вод, на фиг. 3 дан вид флотационной установки очистки сточных вод в разрезе А-А.

Позициями на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 обозначены:

1 - флотатор;

2 - секция флотации;

3 - секция тонкослойного отстаивания;

4 - сатуратор;

5 - насос циркуляционный;

6 - механизм удаления флотопены;

7 - эжектор;

8 - камера коагуляции;

9 - камера флокуляции;

10 - камера сбора флотопены;

11 - промежуточная камера.

Флотационная установка очистки сточных вод (фиг. 1) включает в себя флотатор 1 с коническим днищем, разделенный внутренней перегородкой на секцию флотации 2 (фиг. 2) и секцию тонкослойного отстаивания 3, сатуратор 4 (фиг. 3), насос циркуляционный 5 (один рабочий и один резервный), механизм удаления флотопены 6, эжектор 7 (один рабочий и один резервный), камеру коагуляции 8, камеру флокуляции 9, камеру сбора флотопены 10, промежуточную камеру 11, гидравлический смеситель (на фиг. не показан) и связывающие элементы конструкции трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой.

Секция тонкослойного отстаивания 3, выполненная в виде камеры, содержащей тонкослойный модуль, представляет собой набор наклонно установленных друг за другом пластин. Расчетно-опытным путем определено, что угол наклона пластин секции тонкослойного отстаивания составляет 45-70°, что обеспечивает нормальное сползание образующегося осадка и удаления уловленных нефтепродуктов.

Гидравлический смеситель, соединенный с камерой коагуляции 8, с размещенной под ней камерой флокуляции 9 представляет собой узел коагуляции и флокуляции.

Камера коагуляции 8 для обеспечения образования хлопьев коагулянта представляет собой вертикально ориентированный цилиндрический корпус с конически днищем с тангенциальным вводом сточных вод для обеспечения вращения поступающих сточных вод, при котором обеспечивается отсутствие застойных зон и максимальное использование рабочего объема камеры коагуляции 8. В верхней части камеры коагуляции 8 предусмотрен трубопровод отвода воздуха (на фиг. не показан) через автоматический клапан (на фиг. не показан).

Камера флокуляции 9 для обеспечения кинетики процесса флокуляции представляет собой вертикально ориентированный цилиндрический корпус с конически днищем с тангенциальным вводом сточных вод для обеспечения вращения поступающих сточных вод, при котором обеспечивается отсутствие застойных зон и максимальное использование рабочего объема камеры флокуляции 9.

Один циркуляционный насос 5 и в случае необходимости один резервный циркуляционный насос, соединенный с сатуратором 4 трубопроводом с установленным на нем эжектором 7 представляет собой блок насыщения.

После камеры коагуляции 8 и камеры флокуляции 9 предусмотрены пробоотборники (на фиг. не показан) для контроля дозы коагулянта и флокулянта при обработке сточных вод. В период ремонта или остановки флотационной установки отвод сточных вод из камеры коагуляции 8 и камеры флокуляции 9 осуществляется из нижней части конуса для обеспечения возможности полного опорожнения в дренажный трубопровод (на фиг. не показан).

Флотационная установка очистки сточных вод работает следующим образом.

Исходные сточные воды по напорному трубопроводу (на фиг. не показан) направляются в гидравлический смеситель для равномерного распределения в объеме сточных вод раствора коагулянта, поступающего в напорный трубопровод сточных вод перед гидравлическим смесителем. Сточные воды, обработанные раствором коагулянта, из гидравлического смесителя направляются в камеру коагуляции 8 для обеспечения кинетики процесса хлопьеобразования.

Из камеры коагуляции 8 сточные воды, после ввода раствора флокулянта поступающего по напорному трубопроводу подачи реагента (на фиг. не показан), направляются по напорному трубопроводу в камеру флокуляции 9.

Из камеры флокуляции 9 сточные воды направляются по напорному трубопроводу в секцию флотации 2 совместно с циркуляционным потоком из сатуратора 4, представляющим собой смесь сточных вод и мелко-диспергированных пузырьков воздуха. В результате смешения циркуляционного потока со сточными водами, поступающими на очистку в флотационную установку, происходит захват пузырьками загрязняющих веществ и вынос их на поверхность слоя сточных вод с образованием флотопены.

Флотопена удаляется с поверхности сточных вод в камеру сбора флотопены 10 с помощью механизма удаления флотопены 6, расположенного в верхней части флотатора 1 и, далее, за пределы флотационной установки.

К камере сбора флотопены 10 поступает сточная вода из сатуратора 4 по напорному трубопроводу для гидросмыва флотопены (на фиг. не показан) в случае ее накопления в объеме камеры сбора флотопены 10.

После отделения флотопены сточные воды направляются в секцию тонкослойного отстаивания 3, в которой происходит осветление сточных вод путем укрупнения и гравитационного осаждения агломератов загрязняющих веществ при прохождении сточных вод через тонкослойный модуль. Накопленный в результате гравитационного осаждения загрязняющих веществ, осадок периодически отводится за пределы установки.

Также при помощи эжектора 7 во всасывающий трубопровод (на фиг. не показан) подсасывается воздух. Водо-воздушная смесь нагнетается насосом циркуляционным 5 в сатуратор 4, где под действием высокого давления происходит растворение воздуха в объеме сточных вод. При смешивании циркуляционного потока сточных вод из сатуратора 4 с исходных сточных вод в трубопроводе подачи сточных вод в секции флотации 2 происходит сброс давления и высвобождение воздуха из объема в виде мельчайших пузырьков, которые обеспечивают эффективный процесс флотации. Часть сточных вод из сатуратора 4 направляется к всасывающему трубопроводу (на фиг. не показан) насосов циркуляционных 5 для повышения эффективности процессов смешения воздуха со сточными водами и его растворения. Избытки воздуха из сатуратора 4 сбрасываются через клапан автоматического сброса воздуха (на фиг. не показан).

Часть очищенных сточных вод из секции тонкослойного отстаивания 3 поступает по всасывающему трубопроводу к насосам циркуляционным 5. Очищенные от поверхностно-активных веществ, мелкодисперсных нерастворимых или малорастворимых в воде неорганических и органических загрязняющих веществ, в том числе нефтепродуктов, железа общего, азота аммонийного, химического и биологического потребления кислорода сточные воды поступают в промежуточную камеру 11, предназначенную для равномерного отвода очищенных сточных вод, откуда направляются за пределы флотационной установки.

1. Флотационная установка очистки сточных вод, характеризующаяся тем, что она сдержит флотатор, блок насыщения, узел коагуляции и флокуляции, промежуточную камеру, камеру сбора флотопены и механизм удаления флотопены, связанные между собой трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, при этом флотатор имеет вертикально ориентированный цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный внутренней перегородкой на секцию тонкослойного отстаивания и секцию флотации, блок насыщения включает по меньшей мере один циркуляционный насос, соединенный с сатуратором трубопроводом с установленным на трубопроводе эжектором, узел коагуляции и флокуляции включает гидравлический смеситель, соединенный с камерой коагуляции, с размещенной под ней камерой флокуляции, причем секция тонкослойного отстаивания снабжена тонкослойным модулем, верхние части камер коагуляции и флотации снабжены тангенциальными вводами сточных вод.

2. Флотационная установка по п. 1, отличающаяся тем, что тонкослойный модуль выполнен в виде набора наклонно установленных друг за другом пластин.

3. Флотационная установка по п. 2, отличающаяся тем, что угол наклона пластин тонкослойного модуля составляет 45-70°.

4. Флотационная установка по п. 1, отличающаяся тем, что камера коагуляции выполнена в виде вертикально ориентированной емкости цилиндрической формы с коническим днищем.

5. Флотационная установка по п. 1, отличающаяся тем, что камера флокуляции выполнена в виде вертикально ориентированной емкости цилиндрической формы с коническим днищем.