УСТАНОВКА ДЛЯ ФЛОТАЦИОННО-ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ
WATER FLOTATION-FILTRATION TREATMENT APPARATUS

Изобретение относится к устройствам для обработки промышленных сточных вод и предназначено для очистки этих вод, загрязненных отходами нефти, продуктами ее переработки, жирами, маслами, продуктами органического синтеза, поверхностно-активными веществами, тонкодиспергированными легкими взвесями.
Известна установка для очистки сточных вод, включающая расположенные друг над другом фильтровальную камеру с зернистой загрузкой и флотационную камеру с приспособлениями для ввода воздуха и удаления пены (авт. св. СССР №485075, кл. С02F 1/40, 1973 г.).
Недостатком известной установки - громоздкость и сложность, а также значительное время пребывания сточных вод во флотационной установке, что не обеспечивает высокого эффекта очистки нефтесодержащих сточных вод.
Известна установка для флотационной очистки воды, содержащая основную флотационную камеру, центробежный насос, устанавливается контактная камера хлопьеобразования, последовательно соединенная с флотационной камерой посредством перфорированных труб, выполненных с возможностью подачи очищаемой воды в пенный слой камеры, причем флотационная камера снабжена микропористыми фильтросными трубами для пропускания через них воздуха, также камера флотации последовательно соединена с камерой сбора очищенной воды, центробежный насос соединен с камерой очищенной воды, гидроэлеватор соединен напорным трубопроводом с центробежным насосом и трубопроводом сточной воды. Патент РФ №2272786, МПК C02F 1/24, B03D 1/14, опубл. 27.03.2006.
Известна установка для флотационно-фильтрационной очистки воды, содержащая в верхней части технологический блок, включающий флотационную камеру и фильтр, размещенные в едином корпусе установки, в нижней части расположена емкость для накопления очищенной воды, а также отдельно установленные насосный агрегат, эжектор с патрубком подвода атмосферного воздуха, сатуратор и систему трубопроводов, согласно изобретению флотационная и фильтрационная камеры технологического блока расположены в горизонтальной плоскости, представляют собой отдельные емкости, конструктивно образованные путем последовательного размещения по оси симметрии единого корпуса в направлении от стенки последнего к центру нескольких конструктивных элементов: разделительной перегородки, выполненной в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца элементом (сегментом), обеспечивающей образование зонной конструкции флотационной камеры; ограничительного цилиндра, образующего совместно с секционными стенками, установленными между наружной поверхностью последнего и поверхностью корпуса, полость зон флотации и полость для сбора пенного продукта, изготовленного с возможностью обеспечения перетока сфлотированной воды из второй зоны флотационной камеры в переходную технологическую зону за счет наличия отверстий в нижней части ограничительного цилиндра; разделительно-переливной перегородки, отделяющей флотационную камеру от фильтрационной камеры и выполненной в виде цилиндрической трубы с полуотверстиями на верхнем торце, и имеющей внутри вертикально установленную пластину, высота которой меньше высоты цилиндрической трубы, разделяющую полость труб на малую и большую зоны; емкость для накопления очищенной воды размещена в едином корпусе установки и посредством входного трубопровода соединена с технологическим блоком.
Патент РФ №2254297, МПК 7 C02F 1/24, В01D 36/00, опубл. 20.06.2005.
Рассматриваемое устройство обеспечивает достижение высокой степени очистки жидкости от дисперсных примесей. Однако оно является сложным по конструкции.
Техническая задача изобретения заключается в создании технологичного, универсального устройства для эффективной очистки воды с обеспечением регенерации фильтрующих элементов в процессе работы, равномерного распределения гидравлической нагрузки в зоне осаждения, и снижении затрат на монтажные работы, увеличение рабочей поверхности дренажно-промывной системы.
Данная задача решается за счет того, что в флотационно-фильтрационной установке, состоящей из железобетонной ванны, разделенной поперечной наклонной перегородкой на две части - камеру смешения очищаемой воды с водовоздушной смесью и флотационно-фильтрационную камеру, включающей компрессор, желоб для вывода флотошлама, промывной насос, рециркуляционный насос, воздуходувку и фильтр, фильтр состоит из фильтрующих элементов в виде съемных секций, опирающихся на раму, выполненную из опорных элементов, при этом съемные секции представляют собой закрепленные на каркасе ребра жесткости, на которых с помощью точечной сварки закреплена проволока, профиль которой имеет V-образную форму.
Кроме того, секции создают жесткий экран со щелями размером от 20 до 2000 мкм и с допуском на ширину щели до ±15 мкм.
Кроме того, профиль проволоки расположен прямо.
Кроме того, профиль проволоки расположен под углом наклона α.
Кроме того, угол наклона проволоки α может быть от 0 до 10 градусов.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1 - принципиальная схема флотационно-фильтрационной установки.
Фиг.2 - общий вид установки для флотационно-фильтрационной очистки воды.
Фиг.3 - легкосъемный элемент конструкции типа «ложное дно» на основе сварных щелевых изделий.
Фиг.4 - труба, перфорированая для подачи промывки и отбора очищенной воды.
Фиг.5 - коллектор - система перфорированных трубопроводов для подачи воздуха при обратной промывке.
Фиг.6 - сечение фильтрующего элемента - вариант с прямым расположением проволоки.
Фиг.7 - сечение фильтрующего элемента - вариант с наклонным расположением проволоки.
Флотационно-фильтрационная установка состоит из железобетонной ванны 1, разделенной поперечной наклонной перегородкой 2 на две части - камеру 3 смешения очищаемой воды с водовоздушной смесью и флотационно-фильтрационную камеру 4, в верхней части 5 которой осуществляется флотация, а в нижней части 6 - фильтрация. В верхней части 5 расположен желоб 7 для вывода флотошлама и промывной воды. Флотационно-фильтрационная установка включает компрессор 8, служащий для подачи воздуха под давлением в камеру насыщения 9, промывной насос 10, рециркуляционный насос 11, воздуходувку 12. В камере смешения 3 установлена система дросселирования 13 в виде редуцирующего клапана для образования
водовоздушной смеси. Дренажное дно 14 флотационно-фильтрационной камеры 4 представляет собой фильтр, который состоит из фильтрующих элементов в виде съемных секций 15, опирающихся на раму 16, выполненную из опорных элементов в виде двутавра, под дренажным дном 14 расположены коллектор 17 промывки и отбора очищенной воды и коллектор 18 подачи воздуха при промывке. В боковой стенке флотационно-фильтрационной камеры 4 расположены штуцер подвода воздуха 19 и штуцер 20 отвода очищенной воды и подвода промывной воды. Секции 15 представляют собой закрепленные на каркасе 21 ребра жесткости 22, на которых с помощью точечной сварки закреплена проволока 23, профиль которой имеет V-образную форму. Секции 15 создают жесткий экран со щелями размером от 20 до 2000 мкм и с допуском на ширину щели до ±15 мкм, с прямым или наклонным расположением профиля проволоки. Угол наклона проволоки α может быть от 0 до 10 градусов.
На каркасе 21 установлены прижимная планка 24 и ушко для монтажа 25.
Коллектор 17 промывки и отбора очищенной воды состоит из стальных перфорированных труб 26, образующих замкнутый контур, с приварным фланцем 27.
Коллектор 18 подачи воздуха при промывке состоит из стальных перфорированных труб 28, образующих замкнутый контур, с приварным фланцем 29.
Те части установки, которые входят в соприкосновение с водой, изготовлены из нержавеющей стали.
Технологический процесс флотации-фильтрации осуществляется следующим образом.
В камеру насыщения 9 циркуляционным насосом 11 подается вода и сжатый воздух от компрессора 8. Очищаемая вода подается в камеру смешения 3 и смешивается с водой, насыщенной воздухом в камере 9. На выходе из камеры насыщения 9 устанавливается система дросселирования 13 в виде редуцирующего клапана, давление сбрасывается и в воде образуется огромное количество мелких пузырьков или водовоздушная дисперсия. После смешения очищаемой воды с водовоздушной дисперсией мельчайшие пузырьки, сорбирующиеся на поверхности частиц загрязнений, поднимают их на поверхность и переносят в флотационно-фильтрационную камеру 4, в верхней части 5 которой осуществляется флотация, а в нижней части 6 - фильтрация.
Загрязнения накапливаются на поверхности воды в виде флотошлама и при промывке попадают в желоб 7 для вывода флотошлама и промывной воды. Очищенная напорной флотацией вода, под действием силы тяжести, проходит через фильтрационную часть 6 установки. Постепенно происходит засорение дренажного дна 14 флотационно-фильтрационной камеры 4, что приводит к повышению гидравлического сопротивления и, как следствие, снижению скорости фильтрования.
Промывка дренажного дна 14 осуществляется противотоком воды от промывного насоса 10 в две стадии. На первой стадии перед промывкой снизу в фильтр подается воздух от воздуходувки 12, происходит значительная турбулизация потока внутри щелей фильтра, что разрыхляет фильтрующую загрузку и готовит ее к промывке. Затем подается промывная жидкость и происходит промывка фильтра. Подача воздуха и подача промывной жидкости чередуются, что позволяет более равномерно осуществить очистку всей фильтрующей поверхности. Так же воздух может подаваться периодическими толчками вместе с промывной жидкостью. Фильтр состоит из фильтрующих элементов в виде съемных секций 15, опирающихся на раму 16, в случае выхода из строя позволяющих быстро осуществить их замену.
Преимущества фильтрующих элементов на основе сварных щелевых изделий:
- высокий коэффициент открытой поверхности (просвета);
- равномерное распределение потока сырья;
- быстрый и легкий монтаж больших площадей (вес одного элемента не превышает допустимых норм);
- низкой способностью к забиванию;
- способность эксплуатироваться при значительных нагрузках;
- высокая точность щелей (ширина щели от 0,02 до 20 мм);
- идеально ровная гладкая поверхность.
Применение проволоки V-образного профиля обеспечивает особые гидравлические свойства фильтрующего элемента.