Флотационный отстойник

Флотационный отстойник предназначен для очистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод от взвешенных и плавающих загрязняющих веществ и может быть использован в машиностроении, строительной индустрии, автопредприятиях.
Известны отстойники для очистки загрязненных сточных вод, основанные на различных факторах разделения (гравитационное осаждение, силы инерции, центробежная сепарация). Например, в кн. "Инженерно-экологический справочник". Т. 2. Калуга, изд. Н. Бочкаревой, 2003 г. 884 с. представлены отстойники (рис. 1.13, рис. 1.14, стр. 407, рис. 1.15, стр. 408).
Недостатки всех этих устройств состоят в низком качестве очистки и разделении только от крупных частиц загрязнителей. Мелкие и средние частицы попадают в очищенную воду. Легкие фракции и всплывающие загрязнители удаляются с поверхности жидкости или самотеком, или специальными транспортерами с внешним приводом.
Известно устройство (патент №2283682, бюл. №26 от 20.09.2006 г), в котором используются силы гравитации с осаждением крупных частиц и силы инерции за счет изменения направления потока воды с нисходящего на восходящий.
2
3
2
3
Удаление всплывающих легких фракций загрязнителей производится специальной чашей с зубчатым водосливом, и транспортируются самотеком. Данное устройство принято нами за прототип. У прототипа имеются следующие недостатки, снижающие качество очистки. Во-первых, всплывающие частицы сливаются в зубчатую чашу самотеком, и при значительном объеме легких фракций сливная чаша может забиваться этим шламом. Далее, слой всплывающего шлама будет нарастать и может переливаться на поверхность воды в корпусе и попадать в сборный лоток 8, откуда забирается очищенная вода, и качество воды будет ухудшаться. Во-вторых, в этом устройстве предполагается, что мелкие и средние по размерам частицы будут при столкновениях укрупняться, однако вероятность коагулирования частиц очень мала и требует введения специальных коагулянтов (AlO, FeO, полиакриламид и др.). Поэтому, мелкие и средние частицы, выходя из нижней части конической перегородки 4 вовлекаются в восходящий поток и попадают в сборный лоток, ухудшая качество очистки.
Для устранения отмеченных недостатков и повышения качества очистки разработан флотационный отстойник, содержащий цилиндрический корпус, конический диффузор, расположенный коаксиально корпусу, распределительные патрубки подачи исходной воды, пеносборник для удаления плавающих веществ, патрубки отвода осветленной сточной воды, удаления пены и удаления осадка, в котором в нижней части конического диффузора расположен кольцевой флотатор, распределительные патрубки подачи исходной воды имеют общий кольцевой водораспределитель, пеносборник расположен в верхней части конического диффузора и содержит устройство передувки для удаления пены, которое имеет плоский щелевой воздухораспределитель с коническим пеноприемником в диаметрально противоположном направлении, а в нижней части конического диффузора, под флотатором имеется ограничительная коническая юбка.
Разработанный флотационный отстойник представлен на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4.
Флотационный отстойник представляет собой цилиндрический корпус 1, в котором коаксиально расположен конический диффузор 2 с широкой частью внизу и сужающейся частью вверху. К верхней части диффузора 2 крепится цилиндрический пеносборник 6, в котором имеется щелевой воздухораспределитель 5 с патрубком подачи воздуха 3 и патрубок отвода пены 11. Внутри корпуса 1, над пеносборником 6 расположен лоток подачи исходной воды 7, к которому подсоединен патрубок подачи исходной воды 8. Из лотка 7 отходят несколько распределительных патрубков 9, которые соединены с кольцевым распределителем 10. Кольцевой распределитель 10 расположен ниже пеносборника 6. Корпус 1 в верхней части по внутренней поверхности имеет кольцевой водосборник 4, оборудованный патрубком отвода осветленной воды 12, а в нижней части имеет нижнее днище 14, в центре которого расположен патрубок отвода шлама 15. Диффузор 2 в нижней широкой части содержит флотатор 13, оборудованный патрубком подвода флотоагента (воздуха) 17. Нижний срез диффузора 2 имеет коническую юбку 16.
Устройство работает следующим образом. Исходная загрязненная взвешенными веществами вода через патрубок 8 подается в лоток подачи исходной воды 7, откуда через распределительные патрубки 9 поступает в кольцевой распределитель 10.
Из кольцевого распределителя 10 вода равномерно поступает в диффузор 2 в его узкой части и начинает течь вниз. При движении по диффузору 2 скорость движения воды снижается. Одновременно с подачей исходной воды через патрубок 8, начинает подаваться флотоагент (воздух) через патрубок 17 в флотатор 13. Пузырьки воздуха (или флотоагента), выделяющиеся из отверстий флотатора 13, начинают подниматься вверх по диффузору 2, по пути захватывая частицы загрязнителя, образуя комплексы "пузырек-частица". Снижающаяся скорость потока воды по мере течения в диффузоре не препятствует подъему пузырьков с частицами загрязнителей. По мере подъема пузырьков в верхнюю сужающуюся часть диффузора 2 они образуют плотный слой пеношлама и попадают в пеносборник 6. Вместе с пеношламом, в пеносборник поступают и загрязняющие вещества с удельным весом легче воды (масла, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), и другие плавающие вещества. Собирающаяся в пеносборнике 6 флотационная пена вместе со всеми плавающими компонентами сдувается воздухом, подаваемым в патрубок 3 и распределительным щелевым воздухораспределителем 5. Весь сдуваемый флотошлам отводится через патрубок отвода пены 11. Очищенная от загрязняющих веществ вода вытекает из нижней широкой части диффузора 2 и попадает в кольцевой водосборник 4, откуда через патрубок 12 отводится потребителя. Наличие конической юбки 16 препятствует попаданию флотопузырьков в поток очищенной воды. Патрубок 15 в нижней части днища 14 позволяет удалять некоторую часть осевшего шлама при промывках.
Таким образом, использование предложенного флотационного отстойника, в котором реализуется сочетание отстаивание за счет сил гравитации и процесса флотации позволяет значительно повысить качество очистки загрязненных сточных вод.