Способ извлечения взвешенных в жидкости частиц

 

Изобретение относится к способам разделения суспензий и может быть использовано для очистки бытовых и промышленных стоков. Предложенный способ основан на использовании энергии, создаваемой в жидкости плоской акустической волной. Угол отражения волны должен быть меньше угла между поверхностью отражения и горизонтом. Способ позволяет осаждать частицы любой величины и происхождения, а концентрация осадка производится на любую поверхность. 1 ил.

Изобретение относится к способам очистки бытовых и промышленных стоков.

Известен способ извлечения взвешенных в жидкости частиц методом напорной флотации, при осуществлении которого жидкость и воздух смешиваются под давлением. Насыщенная воздухом вода подается в камеру, где выделившиеся из нее пузырьки воздуха всплывают вместе с частицами взвешенных веществ (см. "Очистка и рекуперация промышленных выбросов". Под ред. В.Ф. Максимова, И.В. Вольфа. М.: Лесная промышленность, 1989, с. 214 - 219).

К недостаткам известного способа можно отнести слабую концентрацию флотирующих веществ на поверхности флотационной камеры, длительность процесса, большие энергозатраты.

Также известен способ извлечения взвешенных в жидкости частиц по авт. св. СССР N 1751169, кл. C 02 F 1/24, БИ N 28 - 92). Этот способ основан на гидроударном кавитирующем эффекте. Источником извлечения взвешенных частиц служит давление волн, создаваемых колебаниями мембраны, а также подъемная сила эмульсионного слоя, образующегося при кавитирующем эффекте выбрасывания жидкости из отверстия мембраны.

К недостаткам известного способа относится то, что он эффективен только при выделении мелких, легких взвесей, которые поднимаются вверх и концентрируются только на поверхности жидкости в камере.

Цель предлагаемого изобретения заключается в расширении технологических возможностей способа извлечения взвешенных в жидкости частиц, обеспечивающего извлечение из взвесей частиц любого происхождения и концентрацию осадка на любой поверхности, в частности на дне емкости.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения взвешенных в жидкости частиц, включающем подачу жидкости в камеру и отвод фаз, в камере создается плоская акустическая волна, угол отражения которой меньше угла между поверхностью отражения и горизонтом.

Сравнение изобретения с ближайшим аналогом показывает, что предложенный способ отличается наличием новых признаков: создание в очищаемой жидкости плоской акустической волны с требуемыми характеристиками, действие отраженной волны распространяется в любом направлении, а следовательно, в любом направлении происходит осаждение частиц, загрязняющих жидкость, например, на дне камеры. Для этого отраженная волна должна быть направлена вниз. Эффект осаждения состоит в том, что дополнительно к гравитационному полю создается давление отраженной от конической части камеры волны на взвешенные частицы.

Способ осуществляется посредством использования устройства, схематически изображенного на чертеже, где в камеру 1 с дном конической формы подается загрязненная жидкость через трубопровод 2. Камера 1 в нижней части (вершине конуса) снабжена клапаном 3, сообщенным с насосом 4 для откачки осажденной суспензии. Отвод очищенной воды производится через трубопровод 5. В камере 1 располагается возбудитель колебаний, включающий генератор 6 колебаний, например электромотор от 5 до 30 кВт, с передаточным устройством 7, преобразующим вращение вала в колебательное движение плоского диска или сетки 8.

На чертеже показаны углы, где α - угол между поверхностью отражения и горизонтом, а β - угол отражения плоской акустической волны.

Способ будет эффективен, если α > β , т.к. в этом случае для осаждения частиц используется энергия отраженной волны.

γ - угол между горизонтом и отраженной волной.

β+γ = α , таким образом для эффективной работы β < α .

Способ реализуется следующим образом.

В камеру 1 закачивается через трубопровод 2 очищаемая жидкость, клапан 3 закрыт.

Включается возбудитель колебаний и сетка 8 начинает выполнять функцию вибратора, создавая в камере 1 плоскую акустическую волну со скоростью распространения порядка 1600 м/с.

Энергия отраженной волны воздействует на взвешенные частицы и происходит их осаждение в вершину конуса камеры. После прекращения работы генератора 6 открывается клапан 3 и посредством насоса 4 осажденная суспензия выводится из камеры 1. Чистая вода отводится через трубопровод 5.

В результате реализации способа можно получить следующие скорости выделения взвешенных частиц минерального, биологического, металлического и пр. происхождения.

Пример 1. Плотность частиц меньше плотности жидкости, время осаждения на 1 м составит 35 мин. В отстойниках осаждения вообще не происходит.

Пример 2. Плотность частиц больше плотности жидкости, время осаждения на 1 м составит 9 мин. В отстойниках это время составляет от нескольких часов до нескольких суток.

Предлагаемый способ не нуждается в применении коагулянтов или реагентов.

Способ может реализоваться не только при использовании в качестве поверхности отражения конических стенок камеры, но и при введении в камеру специальных щитов-отражателей, расположенных под углом α и направляющих взвеси в нужном направлении.

В случае обработки больших объемов жидкости используется несколько возбудителей колебаний, источники волн (диск или сетка) располагаются по объему камеры, двигатели - на поверхности или затапливаются.

Формула изобретения

Способ извлечения взвешенных в жидкости частиц, включающий подачу жидкости в камеру и отвод фаз, отличающийся тем, что в камере создается плоская акустическая волна, угол отражения которой меньше угла между поверхностью отражения и горизонтом.

РИСУНКИ

Рисунок 1