Способ флотационной очистки воды

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (111996333 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030781 (21) 3300351/23-26 сприсоединением заявки ¹(23) ПриоритетОпубликоваио 150283. Бюллетень № б

РЦМ Кд з

С 02 F 1/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б28.543. . 2 (088.8) Дата опубликования описания 150283

Ю М.Ласков, E.Â.Алексеев, Ф.Ю.1/б и В.Г.Марголин . а д

"lg /

j . „ " ./

Московский ордена Трудового Д аснси .о Знамени " / инженерно-строительный институт ЪмВ В. Куйбыаев (72) Авторы . изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для глубокой очистки промыаленных стоков красильных и отделочных производств, текстильных предприятий, а также прочих вод, содержащих красители, синтетические tIAB, нефтепродукты и другие специфические загрязнения, путем флотации.

Известен способ флотационной очистки сточной воды, включающий подачу очищаемой воды, подвод воздуха,всплы . вание прилипших к пузырькам воздуха загрязнений в слой пены, отвод очищенной воды и удаление образовавшейся .пены- $1).

Недостатком этого способа является невысокая степень очистки води, отвод большого количества флотошлама, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ флотационной очистки сточной воды, включающий подачу очищаемой води, = раствора коагулянта и вбдовоздушной смеси в последовательно соединенные флотационные камеры и отвод образующегося в каждой камере флотошлама и очищенной воды(2).

По известному способу флотацию осуществляют на установке, представляющей прямоугольный резервуар, разделенный-парными перегородками. на четыре камеры, в которых вода обрабатывается последовательно. Сточные воды перемеш|;ваются коагулянтом и водой в вихревом смесителе, встроенном в первую камеру. В ней сточные воды освобождаютсд от тяжелой нефлотируемой взвеси и подвергают первой ступени флотационной очистки.

Вода, насыщенная воздухом, при избыточном давлении через перфорированные трубы также вводится в сточную воду на входе во вторую и третью камеру, где сточная вода во второй и третий раэ подвергается флотационной очистке. Последняя камера флотатора является отстойной и служит для выделения наиболее мелких частиц взвеси и пузырьков воздуха. Всплывающая в камерах пена собирается общим цепным скребковым механизмом и сбрасывается в сборник в начале флотат6ра, а очищенная вода через щель под подвесной перегородкой и перелив отводится из последней камеры.

996333

Для насыщения растворенным воздухом используется часть (до 501} очищенной во флотаторе воды, которая при помощи насоса под давлением

Я

3-4 кгс/см подается в барботажный эрлифтный сатуратор. Воздух в коли- 5 честве 2-3% вводится в насос при помощи эжектора, включенного между напорным и всасывающим патрубками насоса.

Недостатками известного способа 10 является относительно невысокая степень очистки по ПАВ, красителям, взвешенным веществам и ХПК (соответственно 60-75%, 75-85%, 82-88%, 45-55%), что объясняется небольшой удельной адсорбцией загрязнений на поверхности диспергированной газовой фазы в связи с выделением загрязне-< ний на первой стадии очистки из наиболее разбавленных растворов, отделение и удаление значительного количества флотошлама с наименьшей концентрацией загрязнений, неполное использование коагулянта, что требует дополнительного расхода коагулянта. Кроме того, исходная концентрация загрязнений не позволяет с достаточной полнотой использовать диспергированный воздух, необходимый для извлечения загрязнений из раствора определенной концентрации.

Целью изобретения является исключение загрязнения окружающей среды, повышение степени очистки и удешевление процесса. 35

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу флотационной очистки воды, включающему подачу очищаемой воды, раствора коагулянта и водовоздушной смеси в после- ф) довательно соединенные флотационные камеры и отвод образующегося в каждой камере флотошлама, отвод флотошлама осуществляют последовательно из каждой камеры в предыдущую, начинай с последней в направлении,противополож-; ном направлению .движения воды.

Предложенный способ позволяет отводить на обработку меньшее количество флотошлама с наибольшей концентрацией загрязнений, при этом существенные колебания исходной концентрации загрязнений при флотации вызывают незначительную флуктуацию количества .загрязнений в очищенной воде. Так как вероятность образования агломерата гаэ-частица является функцией произведения числа газовых пузырьков и частиц загрязнений в единице объема жидкости, при .vaåëè чении концентрации загрязнений повтбр- 60 ным введением флотошлама соответственно увеличивается и их вынос в пену, а при уменьшении вероятность образования и переноса в пену удаляемого ингредиента снижается. 65

Время, в течение которого устанавливается адсорбционное равновесие между объемом раствора и поверхностью раздела фаз газ-раствор, и имеющаяся концентрация загрязнений не позвоЛяет последним полностью адсорбироваться на поверхности пузырьков газа, и поэтому наблюдается неполное использование последних. В связи с увеличением исходной концентрации загрязнений увеличивается поверхность контакта пузырьков с раствором, что и приводит к более полному извлечению загрязнений. .Таким образом, с увеличением исходной концентрации загрязнений возрастает и степень ее извлечения.

Это происходит вследствие того, что с увеличением концентрации загрязнений, как правило, возрастает дисперсность образующихся пузырьков.

Наиболее благоприятные условия для оптимального извлечения загрязнений из растворов находятся в пределах скоростей пропускания диспергированного газа, обеспечивающих ламинарный режим подъема пузырьков.

Одновременно с флотошламом из системы удаляется и не полностью использованный коагулянт, возврат ко-. торого в процесс очистки приводит к увеличению степени извлечения загрязнений и сокращений расхода коагулянта. Это происходит потому, что флотошлам подают противоточно направлению движения воды, в результате чего создаются повышенные концентрации загрязнений относительно исходной сточной воды на предыдущих ступенях очистки. Последние увеличивают степень адсорбции на поверхности раздела фаэ раствор-газ и соответственно степень извлечения.

Таким Образом, в соответствии с исходной концентрацией- загрязнений возможно обеспечить желаемое качество очистки подбором регулирующих параметров — дозы коагулянта, количества дисперсной газовой фазы.

Наличие значительного количества IIAB в очищаемой воде, обусловленное возвратом флотошлама в процессе очистки, снижает поверхностное натяжение воды и способствует мелкому диспергированию воздуха, препятствует слиянию отдельных пузырьков и стабилизирует их размеры, а также придает устойчивость образовавшейся пене. Поверхность раздела газ-раствор при этом резко возрастает, а процесс извлечения загрязнений ускоряется.

Нэвлечение загрязнений происходит полнее, что позволяет повысить нагрузку на единицу площади очистных сооружений и значительно сократить из размеры.

5, 996333

На фиг.1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа,, на фиг .2 — разрез A-A на фиг.1; на фиг.З вЂ” разрез Б-Б на фиг.1.

Способ реализуется следующим образом.

Подвергаемая очистке сточная вода поступает по патрубку 1 в корпус флотатора 2, разделенный парными перегородками на четыре камеры 3, 10 в которых вода обрабатывается последовательно. Одновременно в нижние части первых трех камер по патрубкам 4 подают раствор коагулянта.

Обрабатываемую воду при ее движе- 15 нии барботируют пузырьками воздуха,который из. воздухораспределительной . трубы 5 поступает в.аэраторы 6.

Расположенные над аэраторами 6 пат-рубки 7 служат для подвода флотошна- 2О ма в зону подачи водовоздушной смеси с целью, лучшего распределения флотошлама в объеме раствора.

В верхних частях камер флотатора установлены наклонные перекрытия 8 для сбора образовавшегося в процессе очистки флотошлама в специальные резервуары 9, откуда флотошлам подают противоточно направлению движения воды в прецыдущую ступень очистки.

Повторно отработанный в процессе очистки. флотошлам с наибольшей концентрацией загрязнений удаляют с первой камеры по трубопроводу 10.

Последняя камера флотатора является отстойной и служит для выделения наиболее мелких частиц взвеси и пузырьков воздуха и нри этом способствует более полной и окончательной очистке воды.

В нижних частях камер флотатор имеет патрубки 11 для удаления загрязнений, выпавших на дно.

Очищенная вода поступает в коллектор 12, а оттуда через патрубок 13 удаляется из флотатора .

Пример. Сточную воду, содержащую 83,6 мг/л ПАВ„ 16,5 мг/л красителей, 310 мг/л взвешенных веществ и имеющих ХПК 680 мг О/л подвергают реагентной напорной флотации. При этом флотацию проводят- на установке, разделенной парными перегородками-на камеры и снабженной трубами для подвода водовоздушной смеси и раствора коагулянта. Всплывающий на поверхность флотошлам собирают в специальные резервуары и используют в процессе очистки путем последовательной подачи в предыдущие камеры противоточно направлению движения воды, причем подачу флотошлама осуществляют с последней флотационной камеры.

Очищенные сточные воды содержат

8,36 мг/л ПАВ, 0,93 мг/л красителей, 21,7 мг/л взвешенных веществ и

204 мгО/л ХПК. Эффект очистки соот-, ветственно составляет 90%, .95%, 93% и 70%. дравнительные данные по степени очистки известным и поедлагаемым способами приведены в таблице.

В качестве коагулянта используют сернокислый алюминий Alp(504)y и хлор ное железо FeC1 . Как следует из полученных данных, доза коагулянта по известному способу составляет

250-300 мг/л, по предлагаемому способу - 180-210 мг/л, т.е. расход коагулянта сокращается на 28-30%.

Известный способ

Предлагаемый способ

Показатели

До очистки После Эффект очистки очистки,% о очистки Эффект очистки,%

8,36

83,6

6,5-28,75 .60-75

IIAB, мг/л

Красители, мг/л

75-85

16,5

0,93

1:2001:500 (по раз ведению) Взвешенные вещества, мг/л

218 -424 82-88

21,7

310

ЭПК, мгО/л

204

680

515-710 45-55 м

Таким образом, использование нию с известным способом следующие предлагаемого способа флотационной преимущества: повышение эффекта очист очистки. воды обеспечивает по сравие- 65 ки по ПАВ, красителям, взвешенным

996333

Формула изобретения

Осбривенная йФ

ВНИИПИ Заказ 827/32 Тираж 939 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4 веществам и ХПК (эффект очистки соответственно составляет 90%, 95%, 933 и 70%); сокращение расхода коагулянта, используемого в процессе очистки (на 28-30%), отвод на обработку меньшего количества флотошлама с наибольшей концентрацией загрязнений.

Ожидаемый технико-экономический эффект от реализации предлагаемого способа для установки производитель ностью 15000 м /сут ориентировочно составляет 15,9 тыс. руб. в год.

Способ флотационной очистки воды, включающий подачу очищаемой воды, раствора коагулянта и водовоздушной смеси в последовательно соединенные флотационные камеры и отвод образующегося в,каждой камере флотошлама, отличающийся тем, что, с целью исключения загрязнения окружающей среды, повышения степени очистки и удешевления процесса, отвод флотошлама осуществляют последовательно из каждой камеры в предыдущую, начиная с последней в направлении, противоположном направлению движения воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии 9 1203418, кл. 1 С, 1970 °

15 2. Ласков Ю..М. и др. Очистка сточных вод красильно-отделочных предприятий хлопчатобумажной промышленности физико-химическими методами;

Сборник трудов МИСИ, Р 175, М., 20 1980, с. 104.