RU201160U1

RU201160U1 - Flotation settler

Info

Publication number: RU201160U1
Application number: RU2020128908U
Authority: RU
Inventors: Идгай Хасанович Мингазетдинов; Ольга Сергеевна Сибгатуллина; Гульфина Раифовна Галимьянова
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2020-12-01

Abstract

Флотационный отстойник предназначен для очистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод от взвешенных и плавающих веществ и может быть использован в машиностроении, строительной индустрии и автопредприятиях.Устройство содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположены коаксиально конические перегородки, представляющие собой конический диффузор с широкой частью внизу и сужающейся частью вверху. В верхней части диффузора имеется цилиндрический пеносборник, в котором имеется щелевой воздухораспределитель и патрубок отвода пены. Над пеносборником расположен лоток подачи исходной воды с распределительным патрубком и кольцевым распределителем. Корпус в верхней части по внутренней поверхности имеет кольцевой водосборник с патрубком отвода осветленной воды. Диффузор в нижней широкой части содержит флотатор с патрубком подвода воздуха, а нижний срез диффузора имеет коническую юбку.Использование предложенного флотационного отстойника, в котором реализуется сочетание отстаивание за счет сил гравитации и процесса флотации позволяет значительно повысить качество очистки загрязненных сточных вод.The flotation settler is designed for the purification of industrial and domestic wastewater from suspended and floating substances and can be used in mechanical engineering, the construction industry and automotive enterprises. The device contains a cylindrical body, inside which there are coaxially conical baffles, which are a conical diffuser with a wide part at the bottom and the tapering part at the top. In the upper part of the diffuser there is a cylindrical foam collector, in which there is a slotted air diffuser and a foam outlet pipe. Above the foam collector there is an initial water supply tray with a distribution pipe and an annular distributor. The body in the upper part along the inner surface has an annular collector with a branch pipe for removing clarified water. The diffuser in the lower wide part contains a skimmer with an air supply pipe, and the lower section of the diffuser has a conical skirt. The use of the proposed flotation settler, in which a combination of sedimentation due to gravity and the flotation process is realized, can significantly improve the quality of treatment of contaminated wastewater.

Description

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.The flotation sedimentation tank is designed for the purification of industrial and domestic wastewater from suspended and floating pollutants and can be used in mechanical engineering, the construction industry, and automotive enterprises.

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).There are known sedimentation tanks for the treatment of contaminated waste water based on various separation factors (gravitational settling, inertial forces, centrifugal separation). For example, in the book. "Engineering and ecological reference book". T. 2. Kaluga, ed. N. Bochkareva, 2003, 884 p. sedimentation tanks are shown (Fig. 1.13, Fig. 1.14, page 407, Fig. 1.15, page 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.The disadvantages of all these devices are low quality of cleaning and separation of only large particles of contaminants. Small and medium particles get into the purified water. Light fractions and floating contaminants are removed from the surface of the liquid either by gravity or by special conveyors with an external drive.

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.Known device (patent No. 2283682, bull. No. 26 from 20.09.2006 g), which uses the forces of gravity with the deposition of large particles and inertial forces by changing the direction of the water flow from descending to ascending.

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 (Al₂O₃, Fe₂O₃, 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.Removal of floating light fractions of pollutants is carried out by a special bowl with a toothed weir and transported by gravity. We took this device as a prototype. The prototype has the following disadvantages that reduce the quality of cleaning. Firstly, the floating particles are drained into the toothed bowl by gravity, and with a significant volume of light fractions, the drain bowl can become clogged with this sludge. Further, a layer of floating sludge will build up and may overflow onto the surface of the water in the housing and fall into the collection tray 8, from where the purified water is taken, and the quality of the water will deteriorate. Secondly, in this device, it is assumed that small and medium-sized particles will grow larger during collisions, however, the probability of particle coagulation is very small and requires the introduction of special coagulants (Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , polyacrylamide, etc.). Therefore, small and medium particles leaving the lower part of the conical baffle 4 are entrained in the upward flow and enter the collecting tray, impairing the cleaning quality.

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.To eliminate the noted drawbacks and improve the quality of treatment, a flotation settler has been developed containing a cylindrical body, a conical diffuser located coaxially with the body, distribution pipes for supplying source water, a foam collector for removing floating substances, pipes for removing clarified waste water, removing foam and removing sediment, in which in an annular skimmer is located in the lower part of the conical diffuser, the distribution pipes of the initial water supply have a common annular water distributor, the foam collector is located in the upper part of the conical diffuser and contains a blower device for removing foam, which has a flat slot air distributor with a conical foam receiver in a diametrically opposite direction, and in the lower part conical diffuser, there is a restrictive conical skirt under the skimmer.

Разработанный флотационный отстойник представлен на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4.The designed flotation settler is shown in FIG. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 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.The flotation settler is a cylindrical body 1 in which a conical diffuser 2 is coaxially located with a wide part at the bottom and a tapering part at the top. A cylindrical foam collector 6 is attached to the upper part of the diffuser 2, in which there is a slotted air distributor 5 with an air supply pipe 3 and a foam outlet pipe 11. Inside the housing 1, above the foam collector 6, there is a source water supply tray 7, to which the source water supply pipe 8 is connected. Several distribution pipes 9 extend from the chute 7, which are connected to an annular distributor 10. The annular distributor 10 is located below the foam collector 6. The housing 1 has an annular collector 4 in the upper part along the inner surface, equipped with a clarified water outlet 12, and in the lower part it has a lower bottom 14, in the center of which there is a sludge outlet 15. Diffuser 2 in the lower wide part contains a flotation device 13 equipped with a flotation agent (air) supply pipe 17. The lower section of the diffuser 2 has a conical skirt 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.The device works as follows. The original water contaminated with suspended solids through the pipe 8 is fed into the feed water tray 7, from where it flows through the distribution pipes 9 into the annular distributor 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.From the annular distributor 10, water evenly enters the diffuser 2 in its narrow part and begins to flow downward. When moving along diffuser 2, the speed of water movement decreases. Simultaneously with the supply of the initial water through the nozzle 8, the flotation agent (air) begins to be supplied through the nozzle 17 into the skimmer 13. Air bubbles (or flotation agent) emitted from the openings of the skimmer 13 begin to rise up the diffuser 2, along the way, capturing pollutant particles, forming complexes "bubble-particle". The decreasing flow rate of the water as it flows through the diffuser does not prevent air bubbles from rising. As the bubbles rise to the upper tapering part of the diffuser 2, they form a dense layer of foam sludge and enter the foam collector 6. Together with the foam sludge, contaminants with a specific gravity lighter than water (oils, cutting oils, and other floating fluids) enter the foam collector. The flotation foam collected in the foam collector 6 together with all the floating components is blown away by the air supplied to the nozzle 3 and the distribution slotted air distributor 5. All the flotation sludge blown off is discharged through the foam outlet 11. Water purified from pollutants flows out of the lower wide part of the diffuser 2 and enters into the annular collector 4, from where the consumer is discharged through the branch pipe 12. The presence of the conical skirt 16 prevents the flotation bubbles from entering the stream of purified water. The branch pipe 15 in the lower part of the bottom 14 allows you to remove some of the settled sludge during flushing.

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.Thus, the use of the proposed flotation sedimentation tank, in which a combination of sedimentation due to gravitational forces and the flotation process is implemented, can significantly improve the quality of treatment of contaminated wastewater.

Claims

1. A flotation sump containing a cylindrical body, a conical diffuser in the cylindrical part of the body, distribution pipes for supplying source water, a foam collector for removing floating substances, pipes for draining clarified waste water, removing foam and removing sediment, characterized in that the lower part of the conical diffuser is located an annular skimmer, and the distribution pipes of the initial water supply have a common annular water distributor, the foam collector is located in the upper part of the conical diffuser and contains a blower for removing foam, and in the lower part of the conical diffuser, under the skimmer, there is a limiting conical skirt.

2. The flotation settler according to claim 1, characterized in that the blowing device has a flat slotted air distributor and a conical foam receiver in a diametrically opposite direction.