УСТАНОВКА ДЛЯ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к устройствам для флотационной очистки промышленных сточных вод мясомолочного, нефтяного, транспортного, масложирового производств, а также вод, близких к ним по составу от взвешенных веществ, органических примесей, ПАВ, жиров, масел и других нерастворимых загрязнений. Заявляемая установка может применяться как локально, так и в составе различных комплектов очистного оборудования.
Известна установка для флотационной очистки сточных вод, содержащая камеру хлопьеобразования, трубопроводы подачи исходных сточных вод, отвода и рециркуляции очищенных сточных вод, трубопроводы подвода воздуха, микропористые трубы распределения воздуха и центробежный насос. Данная установка имеет две ступени флотации, расположенные в двух смежных флотационных камерах и соединенных между собой через камеру сбора очищенных вод первой ступени флотации, и смеситель, при этом каждая ступень флотации снабжена как минимум одним верхним и одним нижним усеченным конусом или усеченной пирамидой с пеноотводящей и газоотводной колонной на верхнем усеченном конусе или усеченной пирамиде, оборудованных дефлектором и разгрузочными отверстиями и/или щелями, а камера сбора очищенных сточных вод после второй ступени флотации снабжена водоприемными трубами, подвижными в вертикальной плоскости (Патент РФ 79095, МПК C02F 1/24, опубл. 20.12.2008)[1]. К недостаткам известного решения можно отнести использование микропористых труб распределения воздуха в целях насыщения исходных сточных вод пузырьками воздуха, поскольку в таком случае образуются довольно крупные пузырьки воздуха, что не позволяет получить высокую степень дисперсности газовой фазы, в результате чего эффективность флотационной очистки сточных вод невысока. Кроме того, в указанном устройстве не обеспечено интенсивное перемешивание воздуха со сточными водами, что также снижает эффективность очистки.
Наиболее близкой к заявляемой является установка для флотационной очистки сточных вод, содержащая соединенные трубопроводами насос с эжектором в первой байпасной линии, сатуратор, флотационную камеру, а также вторую байпасную линию с запорным устройством, параллельную первой байпасной линии. При этом используется погружной насос, на заборной стороне которого установлена коробчатая насадка с отверстием в днище, а выпускной конец первой байпасной линии соединен с внутренней полостью насадки (Патент РФ №45994, МПК C02F 1/24, опубл. 10.06.2005 г.) [2]. Недостатком известного решения является недостаточная эффективность очистки сточных вод при повышенных концентрациях исходных загрязнений. Кроме того, установка снабжена механизмом шламоудаления, требующим систематического ремонта, что ведет к усложнению и удорожанию ее обслуживания.
Задачей настоящей полезной модели является разработка установки, обеспечивающей глубокую флотационную очистку сточных вод, при этом отличающуюся сравнительной простотой обслуживания.
Поставленная задача решатся тем, что установка для флотационной очистки сточных вод содержит соединенные трубопроводами флотационный блок, насос, сатуратор и установленный в байпасной линии насоса эжектор, при этом указанная установка дополнительно содержит соединенный с эжектором компрессор, флотационный блок включает две последовательно соединенные посредством переливного патрубка флотационные камеры, причем первая флотационная камера содержит полупогружную перегородку и карман для сбора флотопены, вторая флотационная камера снабжена аэратором, полупогружной перегородкой и переливной системой для механической регулировки уровня воды.
Использование в заявляемом решении в качестве установки для образования пузырьков воздуха системы, включающей насос, компрессор, эжектор и сатуратор, позволяет создать водовоздушную смесь во всем объеме исходных сточных вод. Благодаря такому значительному насыщению сточных вод воздухом на поверхность воды в первой флотационной камере поднимается максимальное количество загрязнений. Важно, что в данном решении удается в максимальной степени создать диспергирование газовой фазы с получением водовоздушной смеси с минимальным размером пузырьков воздуха. В прототипе [2] заявляемого изобретения также используется этот принцип. Однако, помимо этого, в заявляемой установке происходит дополнительное дробление пузырьков воздуха при прохождении водовоздушной смесью лопастей насоса, а также при струйном диспергировании жидкости с высокой скоростью в первую флотационную камеру. Величина пузырьков воздуха в исходных сточных водах оказывает значительное влияние на эффективность процесса флотации: чем меньше их диаметр, тем большее количество загрязнений поднимается с пузырьками воздуха на поверхность воды.
Кроме того, в отличие от прототипа [2] заявляемое решение содержит соединенный с эжектором компрессор, использование которого позволяет изменять количество растворенного воздуха и размер пузырьков в зависимости от состава загрязняющих веществ в исходных сточных водах и в соответствии с требуемым эффектом очистки сточных вод.
Размещение в первой флотационной камере полупогружной перегородки обеспечивает поступление массы образующихся загрязнений и флотопены в карман для сбора флотопены, препятствуя попаданию во вторую флотационную камеру. При этом достигается необходимый уровень очистки исходных вод, поступающих далее во вторую камеру для доочистки.
В предлагаемом решении флотопена отводится в карман для ее сбора самотеком. Благодаря этому удается значительно упростить обслуживание установки в отличие от прототипа [2], в котором флотопена удаляется специальным механизмом, требующим обслуживания и контроля.
Достаточный для перелива в карман для сбора флотопены уровень воды достигается за счет использования установленной во второй флотационной камере переливной системы, позволяющей механически регулировать уровень наполнения флотационных камер.
Вторая флотационная камера снабжена аэратором, создающим в поступающей воде воздушную пыль (мелкопузырчатая аэрация), благодаря этому оставшиеся синтетические поверхностно активные вещества всплывают на поверхность и отводятся в виде пены, что повышает эффективность флотационной очистки сточных вод.
Из уровня техники известно использование различных перегородок при флотационной очистке вод. Однако в предлагаемом решении размещение в первой флотационной камере полупогружной перегородки разделяет данную камеру на два отсека, в первом из которых обеспечивается создание значительной площади поверхности воды для образования флотопены и активной флотации во всей толще воды, при этом во втором отсеке создается функциональная зона отстаивания сточных вод. Размещение полупогружной перегородки во второй флотационной камере в сочетании с использованием аэратора в нижней части камеры позволяет интенсифицировать процесс флотации и, кроме того, создает возможность применить в первом получившемся отсеке установку дозирования реагентов, а также установить плавающую полимерную загрузку во втором отсеке указанной камеры.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении степени флотационной очистки сточных вод, а также в упрощении обслуживания флотационной установки.
Предлагаемое решение иллюстрируется фиг. 1, на которой изображена схема установки для флотационной очистки сточных вод, а также таблицей 1, отражающей эффективность очистки сточных вод от различных загрязняющих веществ.
Установка для флотационной очистки сточных вод содержит соединенные между собой трубопровод подачи исходных сточных вод 1, насос 2, расположенный на байпасной линии насоса эжектор 3, соединенный с эжектором компрессор 4, а также сатуратор 5. Указанные элементы соединены с первой флотационной камерой 6, в которой размещена полупогружная перегородка 7, а также карман для сбора флотопены 8, соединенный с линией отвода флотопены 9. В донной части камеры 6 установлена линия отвода осадка 10. Посредством переливного патрубка 11 камера 6 соединена со второй флотационной камерой 12, содержащей полупогружную перегородку 13, трубный аэратор 14 и переливную систему 15. Вторая флотационная камера 12 также содержит линию отвода флотопены 16 и линию отвода осадка 17. На выходе из камеры 12 установлен трубопровод отвода очищенных вод 18, соединенный с линией рециркуляции очищенных вод 19.
Установка работает следующим образом.
В технологической линии перед заявляемой установкой при необходимости проводят предочистку с использованием усреднителя, нефте/жироловушек, механических решеток и подобного оборудования в зависимости от качества исходных сточных вод. Для интенсификации процесса укрупнения взвешенных мелкодисперстных частиц перед заявляемой установкой стоки обрабатывают растворами коагулянта и флокулянта посредством установок дозирования реагентов.
Обработанные описанным выше способом воды подаются по трубопроводу подачи сточных вод 1, подхватываются насосом 2, при этом часть воды по байпасной линии насоса проходит через эжектор 3, где посредством компрессора 4 обогащается воздухом и возвращается в голову насоса 2, где происходит интенсивное перемешивание сточных вод с насыщенными воздухом водами. Таким образом, при рециркуляции воды достигается максимальное обогащение воды воздухом. Сточные воды поступают в сатуратор 5, где под избыточным давлением более 3 атм воздух растворяется в воде, и образуется водовоздушная смесь. Полученную водовоздушную смесь подают в первую флотационную камеру 6, где давление резко падает, и пузырьки воздуха поднимают на поверхность максимальное количество флокул, которые в виде плотной пены поступают в карман для сбора флотопены 8 и отводятся через линию отвода флотопены 9. Необходимый для отвода флотопены уровень воды обеспечивают механической регулировкой уровня наполнения камер - посредством переливной системы 15. Тяжелые загрязнения при этом осаждаются на дне первой флотационной камеры 6, откуда периодически удаляются через линию отвода осадка 10.
Далее поток сточных вод успокаивается и перетекает во вторую флотационную камеру 12 через переливной патрубок 11. С помощью аэратора 14 всплывают на поверхность оставшиеся синтетические поверхностно активные вещества и также в виде пены отводятся через линию отвода флотопены 16. Более тяжелые загрязнения осаждаются на дне камеры 12, откуда периодически удаляются через линию отвода осадка 17. При необходимости в первом отсеке камеры 12 производят дополнительное дозирование реагентов, а во втором устанавливают плавающую полимерную загрузку. Далее осветленный сток в самотечном режиме отводится по трубопроводу отвода очищенных вод 18. В случае необходимости при очистке глубоко загрязненных вод до 50% очищенных вод могут отводиться по линии рециркуляции сточных вод 19 на второй круг очистки.
Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что заявляемая установка обладает высокой эффективностью флотационной очистки сточных вод от различных загрязнений.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет производить глубокую флотационную очистку сточных вод и при этом отличается сравнительной простотой обслуживания.
УСТАНОВКА ДЛЯ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ