Способ и система для обработки водных потоков



Способ и система для обработки водных потоков
Способ и система для обработки водных потоков

 


Владельцы патента RU 2567621:

КЕМИРА ОЙЙ (FI)

Изобретение относится к способу и системе для обработки водного потока, имеющего первую скорость потока и содержащего твердое вещество, обладающее первыми характеристиками осаждения, при этом способ включает добавление в водный поток модифицирующего агента в количестве, достаточном для изменения первых характеристик осаждения водного потока, с получением модифицированного водного потока, содержащего твердое вещество, обладающее вторыми характеристиками осаждения, отличными от первых характеристик осаждения; отбор в периодическом режиме образцов модифицированного водного потока в осадительную емкость, имеющую объем; определение характеристики осаждения твердых веществ образцов в осадительной емкости; и подачу модифицированного водного потока в установку для разделения, на которой твердое вещество отделяют от модифицированного водного потока. Изобретение обеспечивает удобный способ для мониторинга и/или регулирования водных потоков, подаваемых, например, на очистку. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к обработке водных потоков. В частности, настоящее изобретение относится к способу, при котором водный поток, содержащий твердое вещество в суспендированной и/или коллоидной форме и/или в форме растворенного вещества, способного осаждаться, обрабатывают модифицирующим химическим агентом в количестве, достаточном для воздействия на характеристики осаждения, в частности на время осаждения, твердого или растворенного вещества. В дополнение к этому, изобретение относится к системе для обработки воды.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Примеры водных потоков, содержащих значительные количества твердых веществ и/или растворенных веществ, способных осаждаться, включают стоки жидких отходов, таких как бытовые сточные воды и другие жидкие отходы промышленного и хозяйственно-бытового происхождения, а также циркуляционные потоки целлюлозно-бумажной промышленности. В зависимости от происхождения водного потока твердое вещество может быть органическим или неорганическим, либо комбинацией этого. Потоки могут также включать некоторые количества биологического материала. Концентрация твердых веществ, включая осаждаемое растворенное вещество, может варьироваться в широких пределах. Как правило, она составляет от 0,1 до 50 масс.% от массы водного потока.

Общим для большинства потоков упомянутого выше типа является необходимость регулирования характеристик осаждения твердых частиц, присутствующих в воде в суспендированной, коллоидной или осаждаемой формах. В дальнейшем все эти явления будут называться «твердыми веществами».

Обработка сточных вод часто требует, чтобы содержащиеся в них твердые вещества были отделены в течение приемлемо короткого промежутка времени. Отделение обычно осуществляют с помощью осаждения отстаиванием и с помощью флотации. Как правило, модифицирующий агент добавляют в водный поток в точке добавления со скоростью добавления, достаточной для изменения осадительных или флотационных свойств твердых веществ в потоке. Обычно целью является изменение времени осаждения указанного твердого вещества, чтобы по существу соответствовать другому, предпочтительно заданному времени осаждения.

Промышленные или хозяйственно-бытовые стоки традиционно обрабатывают, например, в резервуарах-отстойниках. Перед подачей жидких отходов в резервуар в водный технологический поток добавляют один или более химических реагентов, чтобы осадить растворенные вещества и/или собрать вместе небольшие частицы с образованием хлопьев или агрегатов большего размера, как правило, с целью повышения эффективности отделения за счет улучшения осаждения частиц в резервуаре. Другим способом является обработка сточных вод на флотационных установках. При флотации целью является сбор вместе небольших частиц с образованием более крупных хлопьев или агрегатов подходящего размера, которые затем присоединяются к пузырькам воздуха и с их помощью перемещаются к поверхности флотационной установки для удаления.

Обычно технологический поток, содержащий твердое вещество и добавленные реагенты, подают в резервуар-отстойник в непрерывном режиме. Технологический поток выдерживают в резервуаре-отстойнике в течение промежутка времени, зависящего от скорости потока и объема резервуара, достаточного для осаждения отстаиванием твердых веществ потока. Довольно часто время пребывания в резервуаре составляет, например, от 45 минут до 20 часов или больше. Отстоявшийся технологический поток, то есть технологический поток, из которого твердое вещество удалено путем осаждения отстаиванием, в непрерывном режиме извлекают из резервуара-отстойника в виде потока, отбираемого из верхней части резервуара, например, в форме верхнего перелива. Качество потока сточных вод непрерывно контролируют путем измерения мутности и/или количества суспендированных твердых веществ.

Качество сточных вод можно контролировать временем пребывания и, в первую очередь, химической обработкой поступающего потока.

В работе A. Mantovanelli, P.V. Ridd, Journal of Sea Research 56 (2006) 199-226, представлено обсуждение ряда известных устройств для измерения скоростей осаждения связанных осаждающихся агрегатов. Они включают осадительные трубки с ручным управлением и автоматические осадительные колонны, оборудованные видеосистемами, оптическими и лазерными приборами и подводными весами. Однако при этом отсутствуют какие-либо данные относительно введения таких устройств в процесс обработки воды или в измерительные схемы.

В патентных документах US 5431037 и AU 2009206170 раскрыты примеры известных способов для периодического отбора и анализа образцов из резервуара-отстойника, позволяющих регулировать количество флокулянта, добавляемого в обрабатываемую суспензию.

Если состав технологического потока, подаваемого в резервуар, например сточных вод, существенно меняется с течением времени, это может привести к возникновению проблем, поскольку информацию относительно эффективности резервуара-отстойника в отношении удаления твердых веществ получают только из потока сточных вод. Таким образом, улучшить химическую обработку, в частности дозирование и качественный состав химических реагентов, можно зачастую лишь с очень большой задержкой, составляющей до нескольких часов. Упоминавшиеся выше способы отбора образцов и регулирования страдают этими проблемами. Кроме того, их функционирование чувствительно к точке отбора проб в резервуаре-отстойнике.

В патентном документе US 4279759 раскрыт способ другого типа для регулирования интенсивности подачи в технологический поток реагентов для обработки воды. Согласно этому способу, образец потока получают в виде бокового потока (боковой фракции) технологического потока и подают с постоянной скоростью на осадительную колонну, на которой в непрерывном режиме определяют концентрацию твердых веществ. Способ требует подачи через осадительную колонну непрерывного потока с соответствующей скоростью подачи. Потребность в непрерывном потоке ограничивает возможность определения с помощью этого способа характеристик осаждения образца.

В патентном документе JP 2002253905 раскрыта система для мониторинга коагуляции, где образцы отбирают на множестве стадий процесса коагуляционной обработки. Каждый образец измеряют оптически при непрерывном движении, создаваемом с помощью перемешивающих устройств. Согласно этому способу, образец не оставляют отстаиваться, чтобы иметь возможность определять размер флокул на каждой стадии.

Таким образом, существует потребность в улучшенных способах, в частности в плане их способности прогнозирующего контроля технологических потоков с длительным временем обработки и длительным временем пребывания, а также в плане их способности определять реальные характеристики осаждения реального технологического потока.

Помимо обработки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод контроль характеристик осаждения твердых веществ без чрезмерной задержки может быть необходим также и для других технологических процессов, где требуется отделение твердых веществ от водных потоков путем осаждения отстаиванием. Проблемы, касающиеся оценки запаздывающего действия, являются особенно важными в случае водных потоков большого объема, таких как более 50 м3/ч, в частности порядка 50-5000 м3/ч.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является устранение по меньшей мере части проблем, относящихся к известной области техники, и обеспечение способа обработки водного потока, содержащего твердое вещество, обладающее первыми характеристиками осаждения, в частности временем осаждения, с получением модифицированного водного потока, содержащего твердое вещество, обладающее вторыми, предпочтительно заданными характеристиками осаждения, отличными от первых характеристик осаждения.

Второй задачей изобретения является обеспечение способа оценки качественного состава технологического потока и/или выбора и контроля добавляемых химических реагентов.

Настоящее изобретение основано на идее измерения требуемой характеристики или требуемых характеристик, описывающих характеристики осаждения твердого вещества небольших образцов, отбираемых из объема технологической воды после добавления модифицирующего агента. На основании определенной характеристики или характеристик образца могут быть сделаны заключения относительно большого объема потока.

Способ согласно изобретению включает обработку водного потока, имеющего первую скорость потока и содержащего твердое вещество, обладающее первыми характеристиками осаждения, путем:

- добавления модифицирующего агента, такого как коагулирующий или флокулирующий агент, в водный поток в количестве, достаточном для изменения характеристик осаждения твердых веществ в водном потоке, с получением модифицированного водного потока, содержащего твердое вещество, обладающее вторыми характеристиками осаждения, отличными от первых характеристик осаждения;

- отведения образца модифицированного водного потока в осадительную емкость, имеющую объем;

- определения характеристики осаждения твердого вещества образца в осадительной емкости; и

- подачи модифицированного водного потока на установку для разделения, такую как резервуар-отстойник или флотационная установка, на которой твердое вещество отделяют от модифицированного водного потока.

Согласно одному из аспектов изобретения, образец подают в осадительную емкость в периодическом режиме и предпочтительно в виде бокового потока (боковой фракции) водного потока.

В частности, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что описано в пункте 1 формулы изобретения. Система характеризуется признаками, указанными в пункте 22 формулы изобретения.

Стадия определения характеристики осаждения твердого вещества, присутствующего в осадительной емкости, может включать измерение содержания твердого вещества в образце, например мутности или содержания твердого вещества образца локально в осадительной емкости по истечении заданного периода времени осаждения (так называемая "отстоявшаяся мутность" или "содержание твердых веществ после отстаивания") или непрерывно как функцию от времени, включая производную по времени от этих величин, например скорость оседания. Характеристикой осаждения также может быть время осаждения измеряемого твердого вещества. Модифицирующий агент может быть выбран таким образом, чтобы изменять одну или более из этих характеристик.

Локальное измерение мутности или содержания твердого вещества в образце имеет практическое значение, поскольку эти величины, как правило, подчиняются формуле f(x,y,z,t), где x, y представляют собой горизонтальные, a z - вертикальные пространственные координаты в пределах осадительной емкости, a t - время. "Локальное" в данном контексте означает, что данные измерений собирают лишь из определенной области осадительной емкости (вблизи головки датчика), при этом объем такой области меньше, чем объем осадительной емкости. Предпочтительно чтобы измерение производили по существу в одном и том же месте в направлении вертикальной оси осадительной емкости.

Согласно одному из вариантов осуществления, способ включает стадии отделения от первого потока, имеющего первую скорость потока, бокового потока (боковой фракции), имеющего вторую скорость потока, при этом вторая скорость потока меньше, чем первая скорость потока. Боковой поток отбирают после точки, где в технологический поток добавляют модифицирующий агент, и перемещают, например, по трубопроводу, в осадительную емкость. После этого подающее устройство осадительной емкости закрывают и через некоторое время определяют мутность образца, присутствующего в осадительной емкости ("отстоявшуюся мутность"). Предпочтительно, чтобы указанный период времени составлял по меньшей мере 10 секунд, как правило, по меньшей мере 2 минуты, в частности 5 минут или больше. В большинстве областей применения период времени составляет менее 1 часа. Отстоявшаяся мутность также может быть величиной мутности, которая больше не изменяется заметно (то есть менее чем на заданную абсолютную или относительную величину) при увеличении времени осаждения.

В некоторых случаях на основании установленной характеристики осаждения в дальнейшем контролируют количество модифицирующего агента, добавляемое в водный поток. В дополнение к или вместо добавляемого количества можно контролировать тип модифицирующего агента.

Понятие "контроль добавляемого количества" включет контроль объемного расхода в единицу времени и контроль концентрации модифицирующего агента. "Контроль" включает принятие решения, процесс изменения добавляемого количества, а также принятие решения относительно неизменения добавляемого количества (= поддерживание постоянного добавляемого количества). Контроль может осуществляться вручную, полуавтоматически или автоматически.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, подачу образца в осадительную емкость и измерение осуществляют в периодическом режиме, последовательно в повторяющихся циклах, в отличие от способов предшествующего уровня техники, включающих непрерывную подачу и измерение. Это означает, что в осадительную емкость последовательно подают свежее сырье, то есть пока ее содержимое соответствует основному водному потоку, подачу прекращают, чтобы позволить содержимому осадительной емкости отстояться по меньшей мере частично, и выполняют измерение отстоявшейся мутности или другой характеристики осаждения во время каждого такого цикла отстаивания в заданном месте осадительной емкости. Измерение может быть непрерывным во время каждого цикла отстаивания, чтобы получить временную информацию относительно отстаивания, однако образец при этом не является непрерывным потоком, а представляет собой порцию исходного технологического потока. После цикла отстаивания последовательность действий может начинаться сразу либо по истечении заданного периода времени. Последовательность может также включать одну или более стадий промывки между порциями для очистки используемых осадительной емкости, питающего канала и/или измерительного датчика.

Если образец отбирают в виде боковой фракции от основного потока, процесс отбора образца можно легко контролировать с помощью подходящего клапанного устройства в канале бокового потока.

С помощью изобретения могут быть достигнуты существенные преимущества. При помощи изобретения характеристики осаждения твердых веществ в водном потоке, подлежащем обработке, можно отслеживать в режиме настоящего времени. Соответственно, также и контроль добавления химического модифицирующего агента (агентов) может осуществляться в более реальном времени, исключая запаздывание в несколько часов, обусловленное временем пребывания потока в установке для разделения. В частности, отстоявшаяся мутность является эффективным параметром для регулирования подачи модифицирующего агента. При обработке сточных вод с помощью осаждения образца отстаиванием могут быть спрогнозированы результаты очистки в резервуаре-отстойнике и отрегулировано количество твердого вещества перед любой другой стадией обработки.

Особым преимуществом является то, что с помощью способа согласно изобретению могут быть спрогнозированы потенциально высокие пики мутности, возникающие в результате внезапных изменений состава входящего потока. Путем оперативного контроля добавления модифицирующего агента (агентов) можно избежать или по меньшей мере минимизировать отрицательное влияние таких пиков на результат очистки.

Наряду с другими способами обработки изобретение особенно хорошо подходит для мониторинга и/или контроля процессов очистки или разделения, например, седиментации или флотации.

Далее изобретение будет описано более детально с помощью подробного описания и со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг.1 изображена упрощенная схема способа согласно варианту осуществления изобретения; и

на Фиг.2 представлена графическая зависимость мутности от времени в осадительной емкости.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как обсуждалось выше, настоящее изобретение в целом относится к способу обработки водного потока модифицирующим агентом с получением модифицированного водного потока. Модифицированный водный поток обладает вторыми, предпочтительно заданными характеристиками осаждения. В частности, может быть оказано воздействие на время осаждения твердых веществ в потоке или на отстоявшуюся мутность.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, от модифицированного водного потока отводят боковой поток, который является боковой фракцией, а характеристику осаждения твердого вещества определяют в осадительной емкости.

Вместо использования бокового потока, непрерывно отбираемого из водного потока и подаваемого в осадительную емкость, отбор образца может осуществляться с помощью любого периодического процесса.

Согласно предпочтительному варианту осущесвления, в зависимости от установленной характеристики осаждения твердого вещества в осадительной емкости изменяют добавляемое количество и/или тип модифицирующего агента. Для облегчения интерпретации и согласования данных можно использовать мягкие сенсоры и модели [например, Linguistic Equation (LE)]. Что касается приемлемого оборудования, тут можно сослаться на способ и устройство для автоматического контроля дозирования химических реагентов, описанные в патентном документе WO 2005/022278, содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Отстоявшаяся мутность, измеренная в осадительной емкости, может не соответствовать напрямую мутности в установке для разделения, например, из-за различных геометрических параметров осадительной емкости и установки для разделения. Однако существует пропорциональная зависимость между этими двумя величинами. Например, с помощью мутности x (например, 400 NTU, Nephelometric Turbidity Unit (нефелометрическая единица мутности)) в осадительной емкости после пары минут осаждения отстаиванием можно вычислить, что при данном количестве модифицирующих реагентов мутность на выходе из установки для разделения через несколько часов будет составлять приблизительно fx x (например, 40 NTU, если f=0,1), где f представляет собой коэффиицент пропорциональности или функцию. Корреляция может быть установлена экспериментально.

Таким образом, согласно одному из вариантов осуществления, способ включает:

- определение коэффициента пропорциональности или функции, относящихся к отстоявшейся мутности или времени осаждения, между осадительной емкостью и выходом из установки для разделения,

- контроль на основании определенной характеристики осаждения и указанного коэфициента пропорциональности или функции добавляемого количества и/или типа модифицирующего агента, таким образом, чтобы на выходе из установки для разделения были достигнуты требуемые отстоявшаяся мутность или время осаждения.

Настоящее изобретение также включает решение, согласно которому определение отстоявшейся мутности осуществляют как операцию мониторинга.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, модифицирующий агент и второй модифицирующий агент, в случае его использования, выбирают из коагулянтов и/или флокулянтов.

Коагулянт или флокулянт может быть выбран из солей, анионных, неионных и катионных полиэлектролитов одновалентных или многовалентных катионов, таких как натрий, кальций, магний, железо, алюминий, природных продуктов, таких как крахмал, полусинтетических полимеров, таких как катионный крахмал, и синтетических полимеров, таких как акриловые полимеры, полиамины, полиэтиленоксиды и аллиловые полимеры, или смесей этого.

Согласно одному из вариантов осуществления, водный поток, подлежащий обработке, представляет собой промышленные или хозяйственно-бытовые сточные воды или стоки. В таких сточных водах твердые вещества обычно включают органические вещества, неорганические вещества, биологические вещества и комбинации этого. Сточные воды обычно очищают в осадочном резервуаре. Из этого осадочного резервуара забирают водный поток, по существу не содержащий твердых веществ.

Согласно одному из вариантов осуществления, модифицирующий реагент является коагулянтом, например, указанного выше вида, который добавляют в количестве, достаточном для существенного сокращения времени осаждения твердых веществ, чтобы получить второе время осаждения, которое короче первого времени осаждения.

Простого добавления модифицирующего агента одного типа, такого как коагулянт, может быть недостаточно для достижения требуемого результата обработки. Вследствие этого в водный поток также могут быть добавлены второй или последующий модифицирующий агент (агенты). Как правило, вторая точка добавления может располагаться выше или ниже по потоку относительно точки, из которой отводят боковой поток. С помощью местоположения бокового потока, то есть точки отбора образца, можно контролировать или регулировать влияние только определенных модифицирующих реагентов. Например, если в поток добавляют два или более модифицирующих агентов, образцы могут отбираться после каждой из соответствующих точек добавления, чтобы можно было оценить воздействие этих модифицирующих агентов по отдельности.

Согласно одному из вариантов осуществления, в водный поток подают и коагулянт, и флокулянт, при этом коагулянт - предпочтительно в качестве первого модифицирующего агента в первой точке добавления, а флокулянт - в качестве второго модифицирующего агента во второй точке добавления, расположенной ниже потоку по отношению к первой точке добавления.

Водный поток подают в установку для разделения, включающую, например, резервуар-отстойник или флотационную установку, имеющие объем. Отношение объема осадительной емкости к объему установки для разделения составляет обычно от 1/100 до 1/10000000, в частности приблизительно от 1/1000 до 1/1000000. Другими словами, осадительная емкость, в которой определяют мутность и/или какую-либо другую характеристику осаждения, значительно меньше по объему, чем фактическая установка для разделения, посредством чего достигается существенное сокращение запаздывания при мониторинге и/или контроле.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, определяемой характеристикой осаждения является мутность водной боковой фракции в осадительной емкости по истечении определенного периода времени, например 60-1200 секунд, измеренного с момента прерывания бокового потока.

В качестве характеристики осаждения можно также измерять изменение мутности или изменение количества твердого вещества, локально присутствующего в образце, то есть скорость оседания твердых веществ, в течение заданного периода времени. Период времени может составлять в бльшинстве случаев приблизительно от 1 до 1200 секунд или больше.

Последовательность измерений предпочтительно осуществляют периодически. Как правило, это составляет от 1 до 20 периодов измерений/ч.

Мутность может быть измерена с помощью электромагнитного излучения, например, в диапазоне УФ, видимых или ИК длин волн. Согласно примеру осуществления, используют датчик оптического поглощения или рассеивания в диапазоне длин волн от 780 до 820 нм.

Согласно одному из вариантов осуществления, датчик включает головку датчика, позволяющую осуществлять локальное измерение мутности или содержания твердой фазы в образце. Головку датчика располагают на расстоянии от дна осадительной емкости и, возможно, также на расстоянии от верхней части осадительной емкости. Головка датчика может находиться непосредственно в осадительной емкости или за отверстием, выполненным в стенке осадительной емкости. Предпочтительно, чтобы датчик был расположен на боковой стенке осадительной емкости. Предпочтительно, чтобы датчик был расположен на или в боковой стенке осадительной емкости. Датчик может быть расположен под углом к боковой стенке.

Осадительная емкость может быть открытой или закрытой. Предпочтительно, чтобы она была проточного типа, позволяющего легко соединять осадительную емкость с боковой фракцией, отобранной из модифицированного водного потока. Предпочтительно, чтобы образец подавали в осадительную емкость снизу.

Возвращаясь к прилагаемым графическим материалам, можно отметить, что на фиг.1 изображена схема процесса очистки сточных вод.

Позиция 17 означает резервуар-отстойник для очистки водного потока с помощью осаждения отстаиванием. Емкость, как правило, является цилиндрической. Сточные воды подают в емкость через питающий канал 13 в дне и позволяют им подниматься вверх по центральной трубе 25. Имеет место эпизодическое или регулярное перемешивание воды с помощью лопастной мешалки 16 во избежание осаждения внутри центральной трубы. Поверхность воды изображена пунктирными линиями, а перелив воды из центральной трубы показан стрелками.

В резервуаре твердые вещества оседают на дно и удаляются через сливную трубу 19. Очищенную водную фазу удаляют в виде слива верхнего продукта с помощью канала 18 для слива вверхнего продукта, который обычно огибает резервуар в виде кольца. Обычным способом мутность очищенной воды контролируют с помощью измерения мутности в измерительной точке 24.

Сточные воды могут быть промышленными или хозяйственно-бытовыми, либо комбинацией этого. Сточная вода может подаваться в питающий канал 13 из различных источников и резервуаров 11A, 11B, при этом давление воды, как правило, повышают с помощью насосов 12A, 12B. При помощи расходометра 14 контрлируют скорость потока сточных вод.

Коагулянт, такой как сульфат алюминия, добавляют в сточные воды с помощью насоса 15A. Как видно из чертежа, на боковой поверхности питающего канала 13 на некотором расстоянии (ниже по потоку) от насоса 15A и точки добавления коагулянта имеется трубопровод. Поток через боковой трубопровод 20 может быть значительно меньше, чем в магистральном трубопроводе, как правило, меньше чем 1/10000 объемных частей, в том числе с учетом скорости потока. Боковой трубопровод 20 оборудован клапаном V2 для регулирования потока в небольшую осадительную емкость 22. Осадительная емкость 22 оснащена датчиком 21, который заходит в емкость, и переливной трубой 26, идущей в водосток 23.

Промывка противотоком бокового трубопровода 20 может быть осуществлена путем подачи воды через клапан V1 в боковой трубопровод 20. Промывка датчика 21 может быть осуществлена путем подачи воды через клапан V3 к головке датчика 21.

Работа осадительной емкости 22 проиллюстрирована с помощью следующего примера.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример

Принцип осаждения отстаиванием

В приведенном в качестве примера процессе осаждения стадии отбора образца, промывки пробоотборной линии, осаждения отстаиванием и промывки датчика выполняют последовательно.

Во время отбора образца пробоотборный трубопровод, регулируемый с помощью клапана V2, держат открытым. На начальном этапе отбора образца в течение короткого периода времени, например 10 секунд, выполняют промывку датчика с помощью открывания клапана V3. Во время отстаивания (и промывки пробоотборного трубопровода) клапан V2 закрыт. Во время промывки пробоотборного трубопровода 20 клапан V1 может быть открыт для промывки пробоотборного трубопровода 20, например, сырой водой или другой подходящей водой, достаточно чистой для этих целей.

Образец отбирают из питающего канала 13 после дозирования химического реагента 15A. Образец течет в осадительную емкость 22. Поток образца останавливают с помощью клапана V2 по истечении заданного времени, после чего образец, отобранный в осадительную емкость 22, оставляют отстаиваться.

Во время и/или после отстаивания определяют мутность или суспендированные твердые вещества. Датчик промывают и отбирают новый образец. И снова измеряют величину мутности осажденного образца. В каждой последовательности может быть определена мутность или суспендированные твердые вещества во время и/или после осаждения отстаиванием.

Для контроля, например, величину отстоявшейся мутности поддерживают постоянной до получения следующей величины отстоявшейся мутности. Добавление химического реагента (реагентов) основано, например, на величине отстоявшейся мутности.

В иллюстративном варианте осуществления последовательность измерений была следующей:

Операция последовательности Продолжительность
Отбор образца 60 сек (1 мин)
Промывка пробоотборного
трубопровода 10 сек
Осаждение отстаиванием 650 сек (10 мин 50 сек)
Промывка датчика 10 сек
Всего 12 минут 10 сек

Величину отстоявшейся мутности измеряют приблизительно 5 раз в час.

1. Способ обработки водного потока, имеющего первую скорость потока и содержащего твердое вещество, имеющее первые характеристики осаждения, включающий:
- добавление в водный поток модифицирующего агента в количестве, достаточном для изменения первых характеристик осаждения твердого вещества водного потока, с получением модифицированного водного потока, содержащего твердое вещество, обладающее вторыми характеристиками осаждения, отличными от первых характеристик осаждения;
- подачу образца модифицированного водного потока в осадительную емкость, имеющую объем;
- определение характеристик осаждения твердого вещества образца в осадительной емкости; и
- подачу модифицированного водного потока в установку для разделения, на которой твердое вещество отделяют от модифицированного водного потока,
в котором
подачу образца и определение характеристик осаждения твердого вещества, присутствующего в осадительной емкости, выполняют в периодическом режиме, последовательно в повторяющихся циклах путем измерения мутности или содержания твердого вещества образца локально по истечении заданного периода времени осаждения или непрерывно как функции от времени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение характеристик осаждения твердого вещества образца представляет собой определение скорости оседания, полученной в результате измерения мутности или содержания твердого вещества образца как функции от времени.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отбор образца водного потока в осадительную емкость осуществляют путем отделения от водного потока бокового потока, имеющего вторую скорость потока, меньшую, чем первая скорость потока, и направлением бокового потока в осадительную емкость.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что перед определением характеристики осаждения твердого вещества образца в осадительной емкости перекрывают указанный боковой поток с помощью клапана в боковом потоке.

5. Способ по п. 1, включающий контроль добавляемого количества и/или типа модифицирующего агента в зависимости от установленной характеристики осаждения твердого вещества образца в осадительной емкости.

6. Способ по п. 1, включающий прогнозирование характеристики осаждения модифицированного водного потока, из которого удалено твердое вещество на установке для разделения, на основании характеристики осаждения твердого вещества в образце, определенной в осадительной емкости.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный поток выбирают из группы промышленных или хозяйственно-бытовых сточных вод и стоков.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модифицирующий агент выбирают из коагулянтов и флокулянтов, предпочтительно из водорастворимых солей или анионных, неионных и катионных полиэлектролитов одно- или многовалентных катионов, таких как натрий, кальций, магний, железо, алюминий, природных продуктов, таких как крахмал, полусинтетических полимеров, таких как катионный крахмал, и синтетических полимеров, таких как акриловые полимеры, полиамины, полиэтиленоксиды и аллиловые полимеры, или их смесей.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модифицирующий агент добавляют в количестве, достаточном для значительного сокращения времени осаждения твердых веществ, чтобы получить второе время осаждения, которое короче, чем первое время осаждения.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые вещества выбирают из органических веществ, неорганических веществ, биологических веществ и их комбинаций.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй модифицирующий агент добавляют в водный поток во второй точке добавления, которая предпочтительно находится ниже по потоку относительно точки отбора образца.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что второй модифицирующий агент выбирают из коагулянтов или флокулянтов, предпочтительно из водорастворимых солей или анионных, неионных и катионных полиэлектролитов одно- или многовалентных катионов, таких как натрий, кальций, магний, железо, алюминий, природных продуктов, таких как крахмал, полусинтетических полимеров, таких как катионный крахмал, и синтетических полимеров, таких как акриловые полимеры, полиамины, полиэтиленоксиды и аллиловые полимеры, или их смесей.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установка для разделения представляет собой резервуар-отстойник или флотационную установку, которые имеют объем.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что отношение объема осадительной емкости к объему установки для разделения составляет от 1/100 до 1/10000000, в частности приблизительно от 1/1000 до 1/1000000.

15. Способ по п. 1, включающий определение характеристики осаждения твердого вещества в осадительной емкости последовательно путем отбора свежего образца из водного потока в осадительную емкость между измерениями.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что последовательность измерений повторяют от 1 до 200 раз/ч, в частности от 1 до 100 раз/ч, предпочтительно от 1 до 20 раз/ч.

17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что характеристика осаждения представляет собой мутность, измеренную с помощью излучения, например, в диапазоне УФ, видимых или ИК длин волн.

18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадительная емкость имеет дно и верхнюю часть, а характеристику осаждения определяют с помощью датчика, включающего головку датчика, расположенную на расстоянии от дна осадительной емкости и на расстоянии от верхней части осадительной емкости.

19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждую порцию образца оставляют отстаиваться в осадительной емкости.

20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют отстоявшуюся мутность или время осаждения каждого из образцов.

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что в соответствии с отстоявшейся мутностью или временем осаждения контролируют добавление модифицирующего агента.

22. Способ по п. 1, включающий:
- определение коэффициента пропорциональности или функции, относящихся к отстоявшейся мутности или времени осаждения, между осадительной емкостью и выходом из установки для разделения,
- контроль на основании установленной характеристики осаждения и указанного коэфициента пропорциональности или функции добавляемого количества и/или типа модифицирующего агента, таким образом, чтобы на выходе из установки для разделения были достигнуты требуемые отстоявшаяся мутность или время осаждения.

23. Система для обработки воды, включающая:
- установку для разделения для отделения твердого вещества от водной суспензии, подаваемой в установку для разделения,
- питающий канал для подачи водной суспензии в установку для разделения,
- средство для добавления модифицирующего агента в водный поток в точке добавления в питающем канале,
- осадительную емкость,
- средство, расположенное на питающем канале, для последовательной подачи образцов водной суспензии в периодическом режиме в осадительную емкость в повторяющихся циклах,
- средство для определения по меньшей мере одной характеристики осаждения твердого вещества, содержащегося в образцах в осадительной емкости,
- при необходимости, средство для контроля добавляемого количества и/или типа модифицирующего агента,
и при этом
указанное средство для определения характеристик осаждения выполнено с возможностью измерения мутности или содержания твердого вещества образца по истечении заданного периода времени осаждения или непрерывно как функции от времени.

24. Система по п. 23, отличающаяся тем, что:
- установка для разделения представляет собой резервуар-отстойник или флотационную установку,
- средство для подачи образца водной суспензии в осадительную емкость включает канал бокового потока, присоединенный к питающему каналу, и средство для последовательного отбора образцов в периодическом режиме из питающего канала в осадительную емкость,
- средство для определения по меньшей мере одной характеристики осаждения твердого вещества, содержащегося в образце, в осадительной емкости выполнено с возможностью определения мутности или содержания твердого вещества образца по истечении заданного периода осаждения отстаиванием.

25. Система по п. 23 или 24, выполненная с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-22.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке и способу сгущения суспензии, в частности содержащей минералы суспензии. Сгущение суспензии осуществляют в устройстве, которое содержит опорную конструкцию с модулями, которые включают: электрофоретическую ячейку с по меньшей мере одним электрически подключенным катодом и по меньшей мере одним электрически подключенным вращающимся анодным диском, смежные с каждой анодной поверхностью разделительные блоки для приема материала осадка, включающие приемник и поршень, при этом борта приемника выполнены такого размера, чтобы действовать как скребковые фланцы, предназначенные для снятия твердого материала или осадка с анодов, а поршень предназначен для выталкивания собранного материала или осадка из приемника, средства поворота анодов, циркуляции суспензии в электрофоретическую ячейку и из нее и подачи напряжения на электроды.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки отработанного осадка, например, биологических томатов, овощей и т.д. или при повторном использовании осадка, появляющегося при сельскохозяйственных работах или при биологической очистной обработке воды, с последующей восстанавливающей химической, биологической и механической обработкой.

Изобретение относится к установкам для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод. Установка содержит корпус в виде станины, в верхней части которой располагается емкость-накопитель, снабженная горловиной, трубопровод подвода осадков сточных вод с запорной арматурой, фильтровальные перегородки в виде нетканых гидрофобных полимерных мешков, располагающихся в металлических поддерживающих сетках, закрепленных в корпусе установки, приспособления для фиксирования мешков в вертикальном положении, поддон для сбора фильтрата.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных, сапонитсодержащих шламовых частиц, а также уплотнения сапонитсодержащего осадка.

Изобретение относится к термической сушке тестообразных материалов, в частности осадка очистных станций. Способ содержит две ступени сушки: первую ступень сушки (2) косвенного типа, запитываемую горячей текучей средой, которая принимает осадок, обладающий сухостью Se на входе, а на выходе выдает осадок, обладающий промежуточной сухостью Si, и водяной пар, который направляется в конденсатор (8) для нагревания в нем контура текучей среды для нагревания, в частности воды, которая в свою очередь будет нагревать нагревающий газ для второй ступени сушки (6); этап (5) придания осадку формы шнуров на выходе из первого этапа; вторую ступень сушки (6) шнуров из осадка при помощи газа, который нагревается, по меньшей мере, частично теплотой, отводимой из конденсатора.

Группа изобретений относится к способу концентрирования сточных вод и системе концентрирования жидкости, используемым при очистке сточных вод. Способ включает комбинирование нагретого газа и жидких сточных вод для образования смеси нагретого газа и переносимых жидких сточных вод и разбивание переносимых сточных вод на капли для увеличения площади граничной поверхности между переносимыми жидкими сточными водами и нагретым газом для обеспечения быстрого массового и теплового переноса между каплями переносимых жидких сточных вод и нагретым газом.

Изобретение относится к сушильной технике. Способ просушивания пастообразных материалов, в частности илистых отложений станций очистки сточных вод, включает две ступени просушивания, в котором осуществляют первую ступень просушивания, реализуемую первым устройством (1) для просушивания непрямого типа, питаемого являющейся теплоносителем текучей средой, причем эта первая ступень обеспечивает получение на выходе (1a, 1b) предварительно просушенных илистых отложений и водяного пара, этап формования илистых отложений на выходе из упомянутого первого устройства для просушивания, вторую, реализуемую вторым устройством (7) для просушивания, ступень просушивания уже предварительно просушенных илистых отложений, которые подвергаются нагреванию при помощи нагревающего газа, в частности горячего воздуха, причем эта вторая ступень просушивания дает на выходе (7b) окончательно просушенные илистые отложения.

Изобретение относится к способу сушки шламов. Способ включает в себя предварительную обработку и смешивание исходных материалов, формирование и нагревание конгломератов шлама, сушку сформированных конгломератов шлама и извлечение энергии, дополнительную обработку, сортировку частиц продукта и промежуточное хранение конечного продукта.

Изобретение относится к обработке воды, включающей сочетание способов из группы, содержащей коагуляцию, седиментацию, флоккуляцию и балластную флоккуляцию, которую дополнительно улучшают посредством добавления системы упрощенной рециркуляции осадка.

Изобретение относится к области утилизации органических субстратов, не представляющих ценности в качестве исходного сырья для приготовления товарной продукции, в первую очередь органических удобрений.

Изобретение относится к способам получения обессоленной воды, а также воды с низким (менее 1 г/л) содержанием солей. Более конкретно изобретение относится к способам очистки воды методом дистилляции с использованием тепла конденсации, за счет сжатия пара.

Изобретение относится к очистным сооружениям. Тонкослойный отстойник выполнен по противоточной схеме, содержит корпус и илосборник.

Изобретение относится к опреснительным установкам и возобновляемым источникам энергии. Солнечно-ветровая опреснительная установка содержит трубопроводы для подвода опресняемой воды 35, патрубок с краном для слива рассола, циркуляционный насос 26, теплоэлектронагреватель (ТЭН) 30, круговой конусообразный солнечный коллектор 42, внешний полусферический купол 1, фотоэлектрические модули (ФЭМ) 2, внутренний полусферический купол 3, конфузор-диффузор 4, ветроэлектрическую установку 5, внешний вращающийся ротор 9, внутренний неподвижный ротор 6, полость 11, расположенную между внешним полусферическим куполом 1 и внутренним полусферическим куполом 3, круговой лоток 12, датчик температуры (ДТ) 13, датчик давления (разрежения) (ДЦ) 10, вакуумный насос 16, электроклапан 15, коллектор теплонагревателя 31, параболический круговой отражатель солнечной радиации 17, бак 19 теплообменника 18, предназначенного для опресненной воды, окна для забора воздуха 43, круговой завихритель 48, цилиндрический испарительный бассейн 27, решетку 34 коллектора теплонагревателя 31, сферическое дно 32, инвертор 36, электронный пульт управления (ЭПУ) 37, контроллер заряда-разряда (КРЗ) 38, теплоизоляцию, круглый лоток 29 для сбора рассола.

Изобретение относится к устройствам для производства восстановленной воды. Устройство для производства восстановленной воды включает электролитическую ванну, в которой имеется катодная камера, снабженная катодом, анодная камера, снабженная анодом, и промежуточная камера, расположенная между катодной камерой и анодной камерой.

Группа изобретений относится к устройству для осуществления процесса очистки жидкости и к агрегату для очистки жидкости, включающему данное устройство. Устройство (1) содержит сборку из первого контейнера (10) и второго контейнера (20) для размещения и содержания жидкости.

Изобретение относится к способу получения дезинфицирующего средства из водного раствора NaCl с использованием диафрагменного электролизера. Способ характеризуется тем, что поток пресной воды в количестве 0,4%-0,8% от количества получаемого дезинфицирующего средства в пересчете на концентрацию 500 мг в литре соединений активного хлора направляют в катодную камеру, поток пресной воды в количестве 16%-20% от количества получаемого дезинфицирующего средства в пересчете на концентрацию 500 мг в литре соединений активного хлора направляют на смешение с NaCl и затем в анодную камеру, оставшийся поток пресной воды направляют внутрь трубчатого катода, поток пресной воды из внутренней полости катода направляют в продолжение анодной камеры в крышке-смесителе электролизера, поток из катодной камеры направляют на утилизацию, поток из анодной камеры в виде анолита направляют в продолжение анодной камеры этого же электролизера, концентрацию активного хлора в анолите понижают поступившей пресной водой до норм дезинфицирующего средства, и дезинфицирующее средство выводят из электролизера, водород из катодной камеры направляют на вытяжку.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает зону подачи воды, зону замораживания с морозильной камерой 1 и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с отделяющим лед элементом, разделительные патрубки для вывода талой питьевой воды.

Изобретение относится к мобильным системам для обработки воды и сточных вод посредством деионизации. Система обработки текучих сред включает мобильное устройство; систему транспортировки, соединенную с мобильным устройством, содержащую: пару разнесенных друг от друга, по существу параллельных рельсов; один или более фиксирующих элементов, имеющих блокирующие устройства, которые зацепляются с частями рельсов; одну или более емкостей для обработки, присоединенную к раме, содержащей опорную систему, причем емкости для обработки присоединены с возможностью снятия к системе транспортировки и закреплены посредством одного или более фиксирующих элементов, дополнительно зацепляющих раму или опорную систему, каждая емкость для обработки содержит материал для обработки, расположенный внутри емкости для обработки, по меньшей мере один вход для текучей среды и по меньшей мере один выход для текучей среды; входную трубу, которая принимает текучую среду, которая должна обрабатываться, причем входная труба находится в сообщении по текучей среде с входом для текучей среды на емкости для обработки; и выходную трубу в сообщении по текучей среде с выходом для текучей среды на емкости для обработки, причем выходная труба принимает обработанную текучую среду из емкости для обработки через выход для текучей среды.

Изобретение предназначено для межфазного электрохимического перераспределения ионов в дисперсных системах и может быть использовано на предприятиях металлургической, машиностроительной, нефтяной, химической промышленности, на различных природных водных объектах.

Изобретение относится к установке и способу сгущения суспензии, в частности содержащей минералы суспензии. Сгущение суспензии осуществляют в устройстве, которое содержит опорную конструкцию с модулями, которые включают: электрофоретическую ячейку с по меньшей мере одним электрически подключенным катодом и по меньшей мере одним электрически подключенным вращающимся анодным диском, смежные с каждой анодной поверхностью разделительные блоки для приема материала осадка, включающие приемник и поршень, при этом борта приемника выполнены такого размера, чтобы действовать как скребковые фланцы, предназначенные для снятия твердого материала или осадка с анодов, а поршень предназначен для выталкивания собранного материала или осадка из приемника, средства поворота анодов, циркуляции суспензии в электрофоретическую ячейку и из нее и подачи напряжения на электроды.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных, сапонитсодержащих шламовых частиц, а также уплотнения сапонитсодержащего осадка.
Наверх