УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к технике очистки жидкостей от загрязнений (механических примесей) с использованием процесса флотации и может быть использована в химической, нефтяной, нефтехимической промышленности, а также на тепловых электрических станциях для удаления из сточных вод различного рода тонкодисперсных механических примесей, когда их плотность близка к плотности жидкости.
Известно устройство для очистки жидкости по авторскому свидетельству SU №1230998, МПК C02F 1/00, 15.05.1986, состоящее из двух отдельных камер, при этом в одной камере жидкость очищается с помощью пневматической флотации, а в другой камере - с помощью струйной флотации. В обеих камерах имеются патрубки для ввода-вывода воздуха и жидкости, патрубки для отвода пены с загрязнениями.
Основным недостатком данного устройства являются высокие энергозатраты при очистке жидкости из-за необходимости подачи воздуха под давлением.
Кроме этого недостатком устройства является недостаточно высокая эффективность очистки жидкости от тонкодисперсных загрязнений, а также сложность и громоздкость его аппаратного оформления, что вызывает неудобства при монтаже.
Задачей полезной модели является снижение энергозатрат, а также повышение эффективности очистки жидкости от тонкодисперсных загрязнений.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки жидкости, содержащее камеру струйной флотации с патрубками ввода и отвода жидкости, отвода пены, подачи атмосферного воздуха, согласно настоящей полезной модели, патрубок ввода жидкости и патрубок подачи атмосферного воздуха расположены в верхней части камеры струйной флотации с возможностью инжектирования атмосферного воздуха падающей струей исходной жидкости, а патрубок отвода жидкости расположен в нижней части камеры струйной флотации и соединен с дополнительно введенной камерой тонкослойного отстаивания с патрубками вывода дисперсной фазы и очищенной жидкости, при этом в камере тонкослойного отстаивания установлены вертикальная перфорированная перегородка и горизонтальные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника, расположенные под углом, причем вертикальная перфорированная перегородка размещена со стороны патрубка отвода жидкости. Горизонтальные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника расположены под углом 30°-60°. Камера струйной флотации и камера тонкослойного отстаивания объединены в один корпус.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемое устройство для очистки жидкости, а на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.
Цифрами на чертежах обозначены:
1 - камера струйной флотации,
2 - патрубок ввода жидкости в камеру струйной флотации,
3 - патрубок отвода жидкости,
4 - патрубок отвода пены,
5 - патрубок подачи атмосферного воздуха в камеру струйной флотации,
6 - камера тонкослойного отстаивания,
7 - патрубок вывода дисперсной фазы,
8 - патрубок вывода очищенной жидкости из камеры тонкослойного отстаивания,
9 - вертикальная перфорированная перегородка,
10 - горизонтальные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника,
11 - корпус, в котором объединены камеры струйной флотации и тонкослойного отстаивания.
Устройство для очистки жидкости содержит камеру 1 струйной флотации с патрубками 2, 3, 4 и 5, соответственно, ввода жидкости, отвода жидкости, отвода пены и подачи атмосферного воздуха.
Отличием предлагаемого устройства для очистки жидкости является то, что патрубок 2 ввода жидкости и патрубок 5 подачи атмосферного воздуха расположены в верхней части камеры 1 струйной флотации с возможностью инжектирования атмосферного воздуха падающей струей исходной жидкости, а патрубок 3 отвода жидкости расположен в нижней части камеры 1 струйной флотации и соединен с дополнительно введенной камерой 6 тонкослойного отстаивания с патрубком 7 вывода дисперсной фазы и патрубком 8 вывода очищенной жидкости.
В камере 6 тонкослойного отстаивания установлены вертикальная перфорированная перегородка 9 и горизонтальные плоские параллельные пластины 10 тонкослойного отстойника, расположенные под углом. При этом вертикальная перфорированная перегородка 9 размещена со стороны патрубка 3 отвода жидкости. Посредством патрубка 3 отвода жидкости соединены камера 1 струйной флотации и камера 6 тонкослойного отстаивания, причем указанные камеры объединены в один корпус 11. Объединение камеры 1 струйной флотации и камеры 6 тонкослойного отстаивания в один корпус 11 обеспечивает компактность устройства для очистки жидкости.
Горизонтальные плоские параллельные пластины 10 тонкослойного отстойника расположены под углом 30°-60°.
Устройство для очистки жидкости работает следующим образом.
В камеру 1 струйной флотации через патрубок 2 вводится исходная загрязненная жидкость, например сточная вода, а через патрубок 5 - атмосферный воздух. При подаче жидкости из трубок, вваренных в патрубок 2, жидкость инжектирует воздух. Проникая вместе со струей жидкости на глубину камеры 1, воздух под действием кинетической энергии струи дробится на мелкие пузырьки и всплывает, захватив с собой частички загрязнений. Образовавшаяся пена с загрязнениями удаляется через патрубок 4. Жидкость, очищенная от загрязнений в камере 1 струйной флотации, перетекает через патрубок 3 в камеру 6 тонкослойного отстаивания, при этом очищаемая вода проходит через вертикальную перегородку 9 (выравнивающую решетку), которая представляет собой перфорированную проницаемую перегородку, где пузырьки воздуха задерживаются и не проникают в зону тонкослойного отстаивания.
На горизонтальных плоских параллельных пластинах 10 тонкослойного отстойника, расположенных под углом 30°-60°, происходит глубокая очистка жидкости.
Таким образом, предлагаемое конструктивное оформление устройства для очистки жидкости позволит обеспечить достижение следующих новых технических результатов:
1. Снижение энергозатрат на процесс очистки жидкости достигается за счет использования кинетической энергии падающей струи жидкости при струйной флотации и гравитационного осаждения при тонкослойном отстаивании, при котором не тратится дополнительная энергия (в камере 1 жидкость очищается с помощью струйной флотации, используя при этом кинетическую энергию падающей струи жидкости и за счет инжектирования атмосферного воздуха падающей струей, образующей газожидкостную систему с сильной турбулизацией среды и развитой межфазной поверхностью).
2. Высокая эффективность очистки достигается за счет двухступенчатой очистки жидкости, при этом в первой зоне очистки (в камере 1 струйной флотации) удаляется большая часть тонкодисперсных загрязнений, а во второй зоне (в камере 6 тонкослойного отстаивания) происходит доочистка от оставшихся загрязнений из-за ламинарного осаждения дисперсных примесей путем разделения общей высоты потока жидкости на ряд тонких параллельно работающих слоев в тонкослойном отстойнике. Очистка жидкости в тонкослойном отстойнике, как показывают расчеты, эффективней, чем очистка в пневматическом флотаторе (эффективность очистки составляет не менее 98-99% для частиц менее 5 мкм, а для частиц более 10 мкм эффективность очистки практически равна 100%).
Кроме этого, высокая эффективность очистки достигается за счет выравнивания профиля скорости течения жидкости благодаря наличию вертикальной перфорированной перегородки 9 (выравнивающей решетки), которая разделяет камеру 6 тонкослойного отстаивания на две рабочие зоны, не пропуская при этом пузырьки воздуха в зону тонкослойного отстаивания.