СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЫСОКОЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF HIGH-CONTAMINATION FLUID CLEANING AND DEVICE TO THIS END

Изобретение относится к области очистки оборотных и заборных вод, промышленных стоков, технологических жидкостей и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях и в металлургии.
Известны устройство и способ очистки сточных вод, содержащие тяжелые металлы (патент US №20080035577 А1. Кл. C02F1/52. Опубл. 14.02.2008 г.), включающее в себя статический смеситель, настроенный на непрерывное смешивания сточных вод с желаемым реагентом и магнитным порошком, по крайней мере один коагулятор, по крайней мере один окислитель, по крайней мере один флокулятор, а также магнитный сепаратор, который настроен на отделение магнитного шлама от воды.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа и устройства, относится то, что данное устройство не обеспечивает нужного качества очистки жидкости и требует дополнительных технологических операций доочистки жидкости.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для очистки высокозагрязненных водных жидкостей содержит насос подачи очищаемой жидкости, соединенный посредством трубопровода с фильтром грубой очистки, который соединен с баком-смесителем; магнитный сепаратор оснащен двумя выходными трубопроводами, один из которых соединен с емкостью для сбора извлеченного осадка, а другой - с накопительной емкостью для водной суспензии сфлокулированного с загрязнениями магнитного шлама; самоочищающийся фильтр оснащен двумя выходными трубопроводами, один из которых соединен с емкостью для очищенной воды, а другой - с емкостью для сбора извлеченного осадка, при этом бак-смеситель и бак-флокулятор оснащены электрическими мешалками.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:
- повышение качества очистки водных жидкостей;
- снижение удельных энергозатрат на очистку.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство для очистки высокозагрязненных водных жидкостей включает в себя бак-смеситель, состоящий как минимум из трех сообщающихся между собой отделений, оснащенных дозаторами подачи в отделения реагента, коагулянта и водной магнитной жидкости, соединенный с баком-флокулятором, который посредством трубопровода соединен с входом в проточный магнитный сепаратор, емкость для магнитной жидкости, емкость для очищенной воды, емкость для сбора извлеченного осадка, насосы, соединительные трубопроводы с запорной арматурой.
Особенность заключается в том, что устройство дополнительно содержит насос подачи очищаемой жидкости, соединенный посредством трубопровода с фильтром грубой очистки, который соединен с баком-смесителем; магнитный сепаратор оснащен двумя выходными трубопроводами, один из которых соединен с емкостью для сбора извлеченного осадка, а другой - с накопительной емкостью для водной суспензии сфлокулированного с загрязнениями магнитного шлама; самоочищающийся фильтр оснащен двумя выходными трубопроводами, один из которых соединен с емкостью для очищенной воды, а другой - с емкостью для сбора извлеченного осадка, при этом бак-смеситель и бак-флокулятор оснащены электрическими мешалками.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленные способ и устройство для его реализации соответствуют условию «новизна».
Конструкция изобретения представлена на чертеже. Устройство состоит из фильтра 1 грубой очистки, бака-смесителя 2 с электрическими мешалками с отделениями 3,4 и 5 соответственно для ввода в жидкость реагента, коагулянта и водной магнитной жидкости, соответственно через дозаторы 6,7 и 8, барабанного магнитного сепаратора 9, бака-флокулятора 10, оснащенного электрической мешалкой, проточного магнитного сепаратора 11, самоочищающегося фильтра 12, емкости 13 для очищенной воды, накопительной емкости 14 с электрической мешалкой для водной суспензии сфлокулированного с загрязнениями магнитного шлама, емкости 15 для сбора извлеченного осадка, двухпродуктовой центрифуги 16, тары 17, лотка 18, насосов 19, 20 и 21, задвижек 22,23,24 и 25, трубопроводов 26-38, тары 39, лотка 40.
Устройство работает следующим образом. Очищаемая вода (например, из водоема) насосом 19 по трубопроводу 26 подается в фильтра 1 грубой очистки, где из нее удаляются крупные инородные включения, которые сбрасываются в тару 39. Из фильтра 1 грубой очистки вода по трубопроводу 28 самотеком сливается в бак-смеситель 2, где в отделениях 3,4 и 5 последовательно смешивается с реагентами, коагулянтами и водной магнитной жидкостью, подаваемыми через дозаторы 6,7 и 8. При этом электрические мешалки обеспечивают необходимое перемешивание растворов. Затем вода по трубопроводу 29 самотеком сливается в бак-флокулятор 10, где производится дополнительное перемешивание водной суспензии перед ее разделением. Из бака-флокулятора 10 по трубопроводу 27 водная суспензия подается в проточный магнитный сепаратор 11, в котором происходит сепарация магнитной жидкости с сфлокулированной на ней загрязнениями на магнитных стержнях. Очищенная вода по трубопроводу 31 самотеком сливается в самоочищающийся фильтр 12. В этом режиме работы задвижки 23 и 24 открыты, а задвижки 22 и 25 закрыты. В период промывки магнитного сепаратора 11 закрываются задвижки 23 и 24, но открываются задвижки 22 и 25. В этом случае вода из бака-флокулятора 10 по трубопроводу 30 сливается в магнитный сепаратор 11 и смывает с магнитных стержней магнитные частицы с сфлокулированных на них загрязнениями. В этом режиме с магнитных стержней снимается магнитное поле. Более подробно работа сепаратора представлена в описании патента РФ №2348446 (Способ извлечения магнитных частиц из жидкой среды и магнитный сепаратор Булыжева для его реализации), описании патента РФ №2372135 (Устройство для извлечения магнитных частиц из жидкой среды). После процесса промывки, которая длится в течение 20 - 40 секунд, работа магнитного сепаратора 11 возвращается в режим очистки.
В самоочищающемся фильтре 12, в котором используется адсорбент (например, уголь, опока, мелкий песок и др.), производится окончательная очистка воды от взвешенных включений. Очищенная вода из фильтра 12 по трубопроводу 33 сливается в емкости 13, а удаленные из жидкости инородные механические включения по трубопроводу 34 направляются в емкости 15 для сбора извлеченного осадка. Более подробно работа фильтра 12 представлена в описании патента РФ №2372967 (Способ фильтрации и самоочищающийся фильтр Булыжева для его реализации).
Смытый с магнитных стержней магнитный шлам по трубопроводу 32 сливается в накопительную емкость 14 с электрической мешалкой, откуда насосом 20 по трубопроводу 35 нагнетается в барабанный магнитный сепаратор 9. В сепараторе производится разделение магнитной составляющей от сфлокулированных загрязнений. Магнитный шлам по лотку 40 сбрасывается в бак-смеситель 2 для повторного использования, а сфлокулированные загрязнения по трубопроводу 36 сливаются в емкости 15, откуда по трубопроводу 37 они направляются в двухпродуктовую центрифугу 16. В центрифуге 16 производится обезвоживание продукта, выделенная вода по трубопроводу 38 насосом 21 направляется в бак-смеситель 2 для повторной очистки, а твердый осадок по лотку 18 сбрасывается в тару 17.
Таким образом, использование в процессе очистки магнитной жидкости и набора реагентов и коагулянтов позволяет осадить сфлокулированные загрязнения на магнитных частицах и удалить эти агрегаты из жидкости с помощью силовых полей в проточном режиме, тем самым интенсифицировать процесс очистки.
Предложенное устройство очистки позволяет обеспечить заданное качество очистки воды и снизить энергозатраты за счет применения безнапорной схемы прохождения основного потока очищаемой воды в аппаратах очистки.