УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области обработки промышленных или бытовых сточных вод флотацией. Устройство может быть использовано для очистки природных и сточных вод от тяжелых примесей и загрязнений, например, нефтесодержащих отходов.
Известны различные устройства флотационной очистки сточных вод, которая является одним из эффективных способов удаления нерастворимых примесей и/или растворенных загрязняющих примесей пузырьками тонкодиспергированного воздуха, образующими аэрофлокулы, всплывающие на поверхность воды.
Для насыщения жидкости пузырьками воздуха используют различные способы: компрессионный (напорный) способ, механический способ диспергирования за счет интенсивного перемешивания жидкости и воздуха, электрический способ, при котором насыщение пузырьками газа происходит за счет электролиза воды и др.
Известная «Установка для флотационной очистки воды» по патенту №2107032, МПК C02F 1/24 содержит подвод очищаемой воды и замкнутую гидравлическую магистраль с основной и дополнительными флотационными камерами, в которой каждая предыдущая флотационная камера соединена с последующей камерой посредством эжектора типа «жидкость-жидкость». Установка содержит трубопровод рециркуляционной воды, соединенный с основной флотационной камерой, имеющий эжектор и сатуратор. Вход подсасываемой жидкости эжектора соединен с подводом очищаемой воды. А входы несущей жидкости эжекторов типа «жидкость-жидкость» флотационных камер параллельно подсоединены к выходу сатуратора, то есть рециркуляционная вода является несущей жидкостью для эжекторов флотационных камер.
Установка обеспечивает эффективный забор воды из каждой предыдущей камеры, при этом происходит смешение ее с насыщенной воздухом рециркуляционной водой. Установка позволяет производить очистку природных и сточных вод от тяжелых примесей и загрязнений, например, нефтесодержащих отходов.
Недостатком известной установки является недостаточная эффективность очистки нефтесодержащих вод при значительной сложности конструкции. Очищенная вода содержит большое количество растворенных газов, что затрудняет ее утилизацию, требует дополнительных затрат на дегазацию.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является устройство, применяемое в «Способе очистки сточных вод» по патенту №2029733, МПК C02F 1/24. Известное устройство включает флотационную камеру с системой распределения очищаемой воды, системы подвода очищаемой воды, отвода очищенной воды и загрязнений, а также систему образования пузырьков газа для флотационного процесса. Система образования пузырьков газа включает в себя глухой эжектор, вход которого соединен с системой отвода очищенной воды. В эжекторе за счет вакуума вода, отбираемая после очистки, вскипает, при этом образуется мелкодисперсный газовый туман, который вместе с очищаемой водой поступает в систему распределения флотационной камеры, где происходит флотация нефти и загрязнений. Известное устройство позволяет повысить эффективность очистки, по сравнению с ранее известными устройствами, однако не решает проблему дегазации очищенной воды, что особенно важно при обработке нефтесодержащих пластовых вод. Кроме вышеизложенного, известное устройство не позволяет произвести полную обработку сточной воды с максимальной эффективностью, так как газы, выделяемые в глухом эжекторе, извлекаются только из рециркуляционной воды, а вода, подаваемая на очистку, только смешивается с рециркуляционной, но не обрабатывается в глухом эжекторе.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель - создание простого и надежного устройства, обеспечивающего эффективную очистку и дегазацию природных и сточных вод от нефтесодержащих отходов при невысоких энергозатратах и умеренном давлении.
Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки сточных вод содержит флотационную камеру с системой распределения очищаемой воды, систему подвода очищаемой воды, систему отвода очищенной воды, систему отвода загрязнений и систему образования пузырьков газа для флотационного процесса. Новым в устройстве является то, что система образования пузырьков газа включает глухой эжектор, который содержит приемную камеру, конфузор, камеру смешения и диффузор. Внутри приемной камеры установлена труба подвода жидкости с многосопловой насадкой на выходе. Сопла насадки равномерно распределены по ее площади. Вход эжектора соединен с выходом системы подачи очищаемой воды, выход соединен с входом системы распределения очищаемой воды флотационной камеры. При этом вход воздуха (или иного газа) эжектора перекрыт.
Применение эжектора, с перекрытым входом воздуха (или иного газа) - «глухого эжектора», который расположен непосредственно в системе подвода очищаемой воды, позволяет использовать растворенный в очищаемой воде газ. При этом образуется однородная тонкодисперсная система в виде газового тумана, который поступает на систему распределения флотационной камеры. Благодаря большой поверхности контактирования с частицами загрязнения происходит эффективная флотация образующихся аэрофлокул. Одновременно происходит процесс дегазации очищаемой жидкости.
Применение сверхзвукового эжектора с многосопловой насадкой, сопла которой равномерно распределены по площади насадки, позволяет повысить качество гомогенизации смеси жидкость-газ.
Эжектор дробит капли жидкости до субмикронных размеров в скачках, которые возникают при торможении сверхзвукового двухфазного потока. В капле жидкости имеются растворенные газы, которые трудно выделить, так как капля имеет большое поверхностное натяжение. Газы вырываются из капли только в момент разрыва капель (дробления) и чем меньше сами капли, тем эффективнее процесс выделения газов из жидкости.
В традиционных способах (включая дозвуковые эжекторы) размер капли жидкости 10-29 мкм. При сверхзвуковом истечении размер капли составляет ~0,1...1 мкм.
Применение диффузора, расширяющегося по ходу движения потока, в совокупности с другими конструктивными элементами устройства обеспечивает сверхзвуковое течение смеси. Устройство производит эффективную очистку природных и сточных вод от нефтесодержащих отходов при невысоких энергозатратах и умеренном давлении при сверхзвуковом течении двухфазной смеси.
Устройство позволяет регулировать соотношение площадей поперечного сечения камеры смешения к сумме площадей отверстий сопел, что дает возможность регулирования скорости течения двухфазной смеси для гарантированной реализации ее сверхзвукового течения.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство для очистки сточных вод.
На фиг.2 - система образования пузырьков устройства.
Устройство для очистки сточных вод содержит систему подвода очищаемой воды, в которую в данном случае входит емкость 1 с очищаемой водой и насос 2, подающий очищаемую воду через систему образования пузырьков газа 3 на систему распределения 4 флотационной камеры 5. После процесса флотации очищенная вода отводится с помощью системы очищенной воды 6, а загрязнения удаляются с помощью системы отвода загрязнений 7. Система образования пузырьков газа 3 включает глухой эжектор, который содержит приемную камеру 8, конфузор 9, камеру смешения 10 и диффузор 11. Внутри приемной камеры 8 установлена труба подвода очищаемой сточной воды 12
с многосопловой насадкой 13. Вход эжектора - вход трубы подвода очищаемой сточной воды 12 - соединен с выходом системы подачи очищаемой воды 2, а выход соединен с входом системы распределения очищаемой воды 4. Вход воздуха (или иного газа) перекрыт.
Устройство для очистки сточных вод работает следующим образом. Загрязненная нефтесодержащими отходами вода подается с помощью насоса 2 из емкости 1 во флотационную камеру 5. При прохождении через глухой эжектор 3 очищаемая вода проходит приемную камеру 8 через трубу подвода очищаемой сточной воды 12 с многосопловой насадкой 13. Выбирая количество сопел, их размеры и распределение по площади насадки, возможно изменение угла раскрытия конфузора 9. Затем очищаемая вода проходит через камеру смешения 10 и диффузор 11. За счет разрежения в эжекторе происходит «вскипание» очищаемой воды. При этом в очищаемой воде образуется тонкодисперсная система (газовый туман), вместе с которым вода поступает на систему распределения 4. В процессе флотации при всплытии пузырьков газа происходит разрушение загрязняющих примесей, образование аэрофлокул и их всплытие на поверхность флотационной камеры 5. Разрушенные загрязнения удаляются из флотатора с помощью системы отвода загрязнений 7, а очищенная и дегазированная вода отводится из флотационной камеры с помощью системы отвода 6.