Флотоустановка для очищення виробничих стічних вод

Флотоустановка для очищения виробничих стічних вод, що містить флотовідстійник, напірний бак, компресор і насос з комунікаціями високого тиску; редукційний клапан, що утримує тиск "до себе", лоток збирання піни, гідрофобну поверхню насадки усередині флотовідстійника для примусової коалесценції мікро- і макропухирців газів у стічній рідині, що очищається, яка відрізняється тим, що сатуратор, редукційний клапан, компресор і насос з комунікаціями виконані для роботи під тиском не нижче 15МПа, насадку з гідрофобною по U 1 3 через засмічення сопів пальників; складність утримання у флотовідстійника дрібно здрібнілою фільтруючої завантаження; високі втрати напору води у фільтруючій завантаженні. Задачі винаходу - зниження енергоємності флотоустановки, спрощення її експлуатації, виключення забруднення пінного продукту реагенттами. Поставлені задачі зважуються тим, що флотоустановку, яка включає насос і компресор для стиску повітря і води, напірний бак або сатуратор, редукційний клапан, флотовідстійник з насадкою для примусової коалесценції мікро- і макропухирців повітря, постачена насосом, компресором, напірним баком, редукційним клапаном, виконаними для роботи під тиском не менш 15МПа, примусову коалесценцію мікро- і макропухирців виконують за допомогою касет з йоржевою насадкою, розміщених під впуском вихідної стічної рідини і води з розчиненим у ній під високим тиском повітрям, при цьому касети з йоржевою насадкою виконані довжиною не менш 1,5м и с формою поперечного переріза, що збігає з формою поперечного переріза флотовідстійника, капронові волокнисті йоржи в касетах закріплюють вертикально, із кроком, рівним діаметру поперечного переріза настовбурчуючи, рівномірно по всьому перетині касет, флотовідстійника постачений також системою барботерів регенерації йоржевої насадки, розташовуваних під касетами, і по внутрішньому периметру флотовідстійника, у горизонтальній площині на рівні впуску вихідної стічної рідини обичайка флотовідстійника оснащена соплами впусків рециркуляційної очищеної стічної рідини з вихідного патрубка флотовідстійника, повідомленими з низьконапірним насосом, що створює обертальний рух очищенної рідини усередині флотовідстійника. Проведені патентні дослідження показали, що ні в патентної, ні в науково-технічній літературі немає зведень про флотоустановки для очищення виробничих стічних вод такої конструкції, яка запропонована у формулі винаходу, що дає підставу затверджувати, що пропонована флотоустановка відповідає критерію патентоспроможності "новизна". Порівняльний аналіз пристосувань, що використовуються у відомих технічних рішеннях, і в тому числі в прототипі, показав на істотні ознаки, що відрізняють пропоноване рішення. Переваги свідчать про те, що задачі, що зважуються, виконані на винахідницькому рівні, оскільки вони не випливають, мабуть, з відомих у даній області техніки рішень і тому відповідають критерію патентоспроможності "винахідницький рівень". Пропонована флотоустановка для очищення виробничих стічних вод приведена на Фіг.1. у виді технологічної схеми. Флотоустановка для очищення стічних вод складається з прийомної камери 1 вихідної стічної рідини, самопливного трубопроводу 2 подачі стічної рідини у флотовідстійник 3, постачений патрубком впуску 4 вхідної стічної рідини, патрубком 5 відводу очищеної води зі штуцером 6 підведення рециркуляційного потоку очищеної води до насосу 16326 4 7 повернення очищеної води у флотовідстійник 3 через сопла 8, що знаходяться в одній горизонтальній площині з патрубком впуску 4 вхідної стічної рідини і розташованими рівномірно по внутрішньому периметрі флотовідстійника 3 тангенціально до стінці флотовідстійник 3 в одну сторону для створення обертального руху обсягу рідини у флотовідстійнику 3. В одній горизонтальній площині з патрубком 4 впуску східної стічної рідини напроти нього розташований патрубок 9 впуску води, насиченої під тиском більш 15МПа повітрям. Насичення води питної якості виробляється в напірному баці 10 шляхом закачування у його одночасно і повітря компресором 11, і води насосом 12. Насичена в напірному баці 10 водоповітряна суміш по трубопроводу 13. здатному витримувати тиск більш 15МПа рухається до редукційного клапана 14, що утримує тиск "до себе", а потім до патрубка 9. У флотовідстійнику 3 під патрубками 4 і 9 впуски вхідної стічної рідини і водоповітряної суміші розташовується касета 15 з насадкою 16 з капронових йоржів, закріплених у касеті вертикально з кроком, рівним діаметру йоржів, рівномірно по всій площі поперечного переріза касети 15, що збігає за формою поперечного переріза з формою поперечного переріза флотовідстійника 3. Висота касети і довжини йоржів виконують не менш 1,5м. У верхній частині флотовідстійника 3 змонтований збиральний лоток піни 17 з збиральною трубою піни 18, а в нижній частині флотовідстійника 3 під касетою 15 установлена система барботерів 19 регенерації повітрям йоржевої насадки 16 від повітродувки 20. Флотоустановка забезпечується ємністю 21 регенераційної рідини флотовідстійника. Працює флотоустановка в такий спосіб. Вхідна стічна рідина з прийомної камери 1 по трубопроводу 2 самопливом безупинно надходить у флотовідстійник 3 через патрубок 4 впуску стічної рідини. З протилежної сторони периметра флотовідстійника 3 по патрубку 9 усередину флотовідстійника 3 надходить водоповітряна суміш, утворена в напірному баці 10 за допомогою компресора 11 і насоса 12 і доведена трубопроводом 13 до редукційного клапана 14, а потім до патрубка 9. Унаслідок надходження через сопла 8 за допомогою насоса 7 рециркулюючі витрати очищеної у флотовідстійнику 3 стічної рідини, що забирається зі штуцера 6 патрубка 5 відводу очищеної стічної рідини з флотовідстійнику 3 весь обсяг стічної рідини обертається. Обертання забезпечується тангенціальним уведенням рециркуляційної стічної рідини через кожне сопло 8, розташовані рівномірно по периметрі обичайки флотовідстійника в горизонтальній площині з патрубками 4 і 9 впуски вхідної стічної рідини і водоповітряної суміші. Продуктивність і напір насоса 7 підібрані таким чином, щоб кількість руху, створюваного струменями циркуляційної очищеної стічної рідини із сопів 8 було досить для забезпечення обертального руху обсягу стічної рідини усередині флотовідстійника 3, подолання опору тертю води об внутрішню повер 5 хню флотовідстійника 3 і йоржеву насадку 16, закріплену в касеті 15. Струменя вхідної стічної рідини і водоповітряної суміші підхоплюються обертовою рідиною і розмиваються по всьому поперечному перерізі флотовідстійника 3. Унаслідок коалесценції пухирців повітря з дрібних пухирців у більш великі і наявності відцентрових, доцентрових і гравітаційних сил, що діють на мікро- і макропухирці повітря, а також прилипати до гідрофобної поверхні пухирців часток забруднень стічної рідини (гідрофобних або гідрофобизованих за допомогою поверхневоактивних речовин) відбувається спливання пінного продукту до збірного пінного лотка 17. Періодично або постійно пінний продукт виводиться з пінного лотка 17 по трубопроводу 18 на утилізацію. Оскільки стічна рідина, що очищається, виводиться з флотовідстійника 3 разом з циркулюючою стічною рідиною з нижньої його частини через патрубок 5 випуску, то частина мікропухирців, особливо тих, котрі злиплись з частками забруднень, що мають об'ємну вагу більше, ніж об'ємна вага стічної рідини, рухаються не нагору, а разом з потоком стічної рідини. Установлена під патрубками 4 і 9 впусків вихідної стічної рідини і водоповітряної суміші касета 15 з йоржевою насадкою 16 знаходиться на шляху руху стічної рідини, що очищається, і створює фільтраційну завісу. Оскільки йоржева насадка 16 складається із суміші гідрофобних капронових волокон різного діаметра (від 0,015 до 0,4мм), те як і в прототипі на поверхні гідрофобної насадки відбувається коалесценція мікро- і макропухирців комплексів повітря-частка і закріплення їх. З огляду на наявність високорозвиненої поверхні в йоржевої насадки 16, дуже низький гідравлічний опір протоці рідини гарантується висока ефективність уловлювання волокнистим фільтром йоржевої насадки 16 пухирців повітря і домішок стічної рідини. В міру замулення забрудненнями йоржевої насадки 16 при відключеній подачі вхідної стічної рідини через патрубок 4 і виключеному насосі 7 циркуляційної стічної рідини виробляється регенерація йоржевої насадки 16 продувкою умісту флотовідстійника 3 повітрям повітродувки 20 через барботери 19. У період регенерації йоржевої насадки 16 повітрям при відкритому патрубку 5 випуску очищеної стічної рідини уміст флотовідстійника 3 спорожняється в спеціальну ємність 21 регенераційної стічної рідини. Функцію ємності 21 регенераційної стічної рідини може виконувати жироловка попереднього до флотації освітлення вхідної стічної рідини. Виконання поставлених у винаході задач забезпечують: - істотно (у десятки разів) менша енергоємність насоса і компресора для одержання на базі води питної якості водоповітряної суміші високого тиску; 16326 6 - відсутність дозування гідрофобних реагентів і фільтра з гідрофобних матеріалів зі значним гідравлічним опором протоці води (опір йоржевої насадки в сотню разів менш опору зернистого фільтра); - виключається забруднення пінного продукту, що витягається при флотації, сторонніми домішками, що сприяє їхньої утилізації без додаткової обробки, а, отже, спрощує експлуатацію флотоустановки. Використання насоса і компресора з тиском більш 15МПа обумовлено необхідністю і доцільністю скорочення витрати води питної якості до 1...2літрів на 1м3 стічній рідині, що очищається. Наприклад, на 1000м3 стічній рідини для забезпечення флотації потрібно не більш 2м3 води питної якості і не більш 10м3 повітря. Для стиску до 15МПа такої кількості води і повітря потрібно не більш 10кВт-год електроенергії, а для флотації по прототипі 1000м3 стічної рідини знадобляться сотні кВт-год електроенергії. Обмеження розмірів довжини касети з йоржевою насадкою (не менш 1,5м) обумовлено низьким гідравлічним опором йоржевої насадки (кілька міліметрів на метрі довжини касети). Тому для виключення проскакування стічної рідини, що очищається, і мікро- і макропухирців повітря з прилиплими до них частками забруднень через фільтруючу завісу з йоржевої насадки мінімальна довжина касети була встановлена практикованим шляхом. Суміш волокон у йоржевій насадці може бути підібрана в будь-якім співвідношенні волокон різного матеріалу і діаметрів, тому для кожного складу стічних вод і властивостей домішок, що витягаються флотацією, доцільно здійснювати підбор складу волокон йоржевої насадки, хоча конструктивно флотоустановка не терпить змін. Точно також можна варіювати подачею газів компресором високого тиску (замість повітря або в комбінації з повітрям). Промисловість випускає невеликі компресори високого тиску до 25МПа для заправлення баків або аквалангів водолазних костюмів, якими можна оснащувати пропоновані флотоустановки. Дуже важливо, що утворена з використанням води питної якості водоповітряна суміш не дає великих пухирців протягом 1-2 хвилин при русі по трубопроводу після редукційного клапана, тому що в чистій воді відсутні домішки – центри для коалесценції гідрофобних пухирців повітря і тільки після змішування з забрудненою стічною рідиною коалесценція протікає бурхливо. Джерела інформації, прийняті в увагу при складанні опису винаходу: 1. Гвоздьов В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очищення виробничих стічних вод і утилізація осадів. М.: Хімія, 1988, с.60-76. 2. Спосіб очищення стічних вод. Патент Російської Федерації №2108974 кл. 6С 02F 1/24. Патентовласник: Ксенофонтов Борис Семенович. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 16326 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601