ФЛОТАЦИОННАЯ СИСТЕМА

ФЛОТАЦИОННАЯ СИСТЕМА
Предполагаемая полезная модель относится к области очистки сточных вод и предназначена преимущественно для использования в нефтепереработке, автомобильном транспорте, горном деле, металлургии.
Известен электрофлотатор, содержащий электрокоагулятор, флотационную камеру и пеносборник 1. Известный электрофлотатор позволяет удалять нерастворимые взвещенные вещества при их концентрации 40-200 мг/л, но плохо удаляет взвешенные вещества при локальной очистке концентрированных сточных вод и растворенные органические вещества.
Также известны флотомашины с механическим диспергированием воздуха в частности флотомашины с импеллерами 2, которые представляют собой диск с радиальными, обращенными вверх лопатками, помещенными внутрь корпуса. Такие флотаторы позволяют удалять взвешенные вещества вплоть до 2 г/л. Недостатком их является то, что эффективность флотации может быть обеспечена только при высоких градиентах скорости вблизи импеллера, и при этом происходит разрушение комплексов пузырек-частица и самих частиц, степень диспергирования воздуха недостаточна (4-6мм). Сьем пены осуществляется лопатками, лопастями, удаление пены самотеком неэффективно.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является эжекционная флотационная машина ФЭ-10 Днепропетровского горного института 3, состоящая из корпуса, кармана, насоса, эжектора. Нульпа из кармана поступает в насос, затем в эжектор, туда же подают и воздух, дисперсия воздуха в пульпе выбрасывается во флотокамеру - корпус, пенный продукт удаляют механическими пеногонами, удаление пены самотеком неэффективно.
Недостатком машины является недостаточная степень диспергирования воздуха (4 мм), низкая эффективность удаления растворенных нефтепродуктов и других органических веществ. C02F 1/24
Задачей полезной модели является создание флотационной системы, позволяющей интенсифицировать массообменные процессы.
Поставленная задача решается тем, что в известной флотационной системе, содержащей корпус, патрубок для слива пены, патрубок для подвода и отвода жидкости, штуцер для ввода воздуха, пеносборник, эжектор, карман, насос, насос подключен через эжектор ко всему объему жидкости, дополнительно содержит всасывающий и нагнетающий патрубки, расположенные соответственно в верхней и нижней части рабочего объема корпуса флотатора, соединяющие корпус с насосом, эжектор для ввода воздуха расположен на всасывающем патрубке насоса.
Для повышения эффективности очистки от коллоидных частиц и повышения устойчивости пены в корпус помещен электродный блок, состоящий из электродов, выполненных в виде пластин, ориентированных по направлению истечения жидкости из нагнетающего патрубка, токоподводов и изоляторов.
Для удаления растворенных органических примесей в корпусе на всасывающем патрубке и водосливе установлена решетка для удержания сорбента и/или катализатора в рабочем объеме корпуса.
Для удаления гидрофильных взвешенных веществ в рабочий объем корпуса помещен объемно - фильтрующий материал и установлены решетки, для его удержания в корпусе флотационной системы. С целью упрощения монтажа флотатора в блоки подводящий и отводящий патрубок расположены преимущественно под углом 45 к поверхности боковой стенки корпуса. При этом для соединения флотационных систем в очистную систему требуются только прямые трубопроводы в количестве 1 шт. на каждую флотационную систему.
На выходящий патрубок насоса установлена дополнительная напорная емкость, содержащая электродный блок и соединенная с корпусом.
Размер пузырьков воздуха после диспергировартия его в насосе составляет 0,4-1,2 мм. За счет этого эффективность флотации резко увеличивается. Общий вид флотационной системы показан на фиг 1. Флотационная система состоит из корпуса 1, кармана 2, водослива 3, отсекателя пены 4, патрубка для слива пены 5, патрубков для подвода и отвода жидкости 6, 7, ориентированными соответственно на 45° вверх и 45 вниз, штуцера для ввода воздуха 8, эжектора 9, центробежного, осевого, вихревого, или шестеренчатого насоса 10, всасываюшего и нагнетающего патрубков, расположенных соответственно в верхней и нижней частях корпуса флотатора, соединяющих корпус с насосом 11, 12, пеносборника 13. Всасьгеающий патрубок 11 расположен в зоне под свободной поверхностью жидкости во флотаторе, нагнетаюший 12, над донной частью корпуса флотатора. Нагнетаюший патрубок 12 выполнен в виде щелевого сопла, для подачи струи жидкости в рабочий объем аппарата. Для повышения эффективности очистки от коллоидных частиц и повышения устойчивости пены в корпус 1 помещен электродный блок 14, состоящий из электродов, выполненных в виде пластин и ориентированных по направлению истечения жидкости из нагнетающего патрубка, токоподводов и изоляторов. К электродному блоку подключен источник постоянного тока 15. Дисперсия воздуха в жидкости обогащается газовыми пузырьками, образующимися при электролизе в электродном блоке, при флотации воздушные пузырьки увлекают газовые пузырьки к свободной поверхности жидкости. За счет того, что мелкие пузырьки увеличивают устойчивость пены становится возможным удаление пены самотеком.
В рабочий объем корпуса помещен сорбент или катализатор 16 (Фиг. 1). Для удаления растворенных органических примесей в корпус помещают решетку 17 над всасывающем патрубком 11 и под водосливом 3 для удержания сорбента и/или катализатора 16 в рабочем объеме корпуса.
Для удаления гидрофильных взвешенных вешеств в рабочий объем корггуса на водослив помещен объемно - фильтрующий материал 18.
На выходящий патрубок насоса установлена соединенная с корпусом I дополнительная напорная емкость 19, содержащая электродный блок 20.
Устройство работает следующим образом:
Жидкость подается через подводящий патрубок 6 в корпус 1. Из корпуса жидкость всасывается в насос 10, через эжектор 9. В насос 10 вводят воздух. В насосе воздух диспергируется в жидкости. Дисперсию через нагнетающий патрубок 12 отводят в нижнюю часть корпуса. В объеме жидкости происходит флотация. Обработанную жидкость через водослив 3 направляют частично в патрубок отвода жидкости 7, и частично, через карман во всасывающий патрубок насоса 11. Образующаяся на свободной поверхности жидкости пена увлекается приповерхностным течением жидкости и отделяется отсекателем пены, пену через пеносборник 13 и патрубок для слива пены выводят из флотатора.
Для удаления растворенных органических примесей рабочий объем корпуса помещен сорбент или катализатор 16, а для удержания сорбента и/или катализатора в рабочем объеме корпуса, в корпус помещают рещетку 17 над всасывающем патрубком 11 и под водосливом 3. При истечении из нагнетающего патрубка дисперсия воздуха в жидкости приводится в контакт с сорбентом и/или катализатором, после контакта отделяется жидкость от сорбента и/или катализатора на рещетке и подается на водослив и к насосу.
Для электрорегенерации сорбента в рабочий объем корпуса может быть помещен электродный блок 14.
Для удаления гидрофильных взвещенных веществ в рабочий объем корпуса на водослив помещен объемно - фильтрующий материал 18. При вступлении выходящей из насоса в корпус патрубка дисперсии воздуха в жидкости с плавающими частицами загрязнителя в контакт с объемно - фильтрующим материалом, плавающие частицы налипают и запутываются в материале, после контакта отделяется лсидкость от объемно - фильтрующего материала с загрязнителем на решетке и очищенная жидкость подается на водослив и во всасывающий патрубок насоса.
При установке на выходящий из насоса патрубок емкости 19 с электродным блоком 20 жидкость с эжектированным воздухом подается на электроды под давлением, равным рабочему давлению насоса. При этом кислород воздуха растворяется и, участвуя в окислительных процессах, происходящих в приэлектродном слое, способствует окислению растворенных органических веществ, в том числе нефтепродуктов. Азот воздуха, растворяясь в воде под давлением, поступает в виде раствора в корпус, а затем выделяется в виде микропузырьков, обогащая пену устойчивой фракцией пузырьков с размерами от 8 до 20 мкм.
При подаче во флотатор сточной воды, содержащей 570 мг/л нефтепродуктов, с расходом 1 куб. м в час на выходе остается не более 150 мг/л. Образуется пена с размером пузырьков 1,2 мм.
Дополнительно в корпус помещают 100 кг отработанного катализатора КС (ПО Ангарскнефтеоргсинтез) с размерами частиц 8 мм и решетку с размерами ячеи 1 мм. Паблюдался эффект очистки до 4 мг/л. Эффект очистки стабилен 24 дня, затем катализатор заменяют. Образуется пена с размерами пузырьков 0,8 мм.
Дополнительно в корпус помещают 10 кг отходов ПАН ткани с размерами волокон более 80 мм и решетку с размерами ячеи 1 мм. Паблюдался эффект очистки сточной воды АО Иркутсккожа по взвешенным веществам со 123 до 5 мг/л. Образуется пена с размерами пузырьков 1,2 мм.
Совмещение флотации с другими (вспомогательными) процессами в едином устройстве позволяет расширить функциональные возможности флотационной системы, повысить эффективность очистки.
Источники информации, гдэинят те во внимание:
2.РОДИОНОВ А.И. и др. Техника защиты окружающей среды.-М.:Химия,1989.-с.231-235 3. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины М.: Недра, 1972.-с. 166-168 (Прототип). Ген. директор ООО Экологические системы-91 Автор - Новиков О.Н. (Ж- Новиков О.Н.