2111170-2.jpg
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ
И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(РОСПАТЕНТ)
ПАТЕНТ
2111170
 
   
Патентообладатель (ли): КсеноФонтов Борис Семенович
Автор (авторы): он (а)
же
 
Приоритет изобретения                            4мая 1994г.
Дата поступления заявки в Роспатент мая1994г-
 
94016575
 
 
Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений
20 мая 1998г.
 
   
 
2111170-6.jpg
(19) RU (ii)2111170(i3) Cl
(51) 6 С 02 F 1/24
РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации
1
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (57) Использование: очистка сточных вод. Сущность изобретения: сточные воды очи­щают флотацией и отвод очищенной воды осуществляют через вертикальную решетку с уменьшающимися сверху вниз размерами от 1,0-10,0 мм до 0,01-0,5 мм.
(21) 94016575/25
(22) 04.05.94
(46) 20.05.98 Бюл. № 14
(76) Ксенофонтов Борис Семенович
(56) 1. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С.
Очистка производственных сточных вод и
утилизация осадков. - М.: Химия, 1988, с.
98 - 102. 2. Ксенофонтов Б.С. Очистка
сточных вод: флотация и сгущение осадков.
- М.: Химия, 1992, с. 45 - 46.
 
 
 
 
2111170
Изобретение относится к способам очи­стки сточных вод и может быть использовано в процессах очистки как промышленных, так и бытовых сточных вод.
Известен способ очистки сточных вод флотацией путем насыщения сточных вод воздухом или каким-либо растворяющимся в воде газом под давлением [1 ]. При сбросе давления из сточной воды выделяется растворенный в ней воздух или какой-либо другой газ в виде пузырьков. При этом к пузырькам прилипают тонкодисперсные гид­рофобные вещества и в виде комплексов частица-пузырек всплывают, образуя пенный слой, который содержит частицы загрязне­ний. Пенный слой самотеком или с помощью специального устройства периодически или непрерывно удаляется в шламосборник. Очищенная жидкость отводится из зоны, находящейся ниже образования флотокомп-лексов частица-пузырек.
Использование известного способа позво­ляет достигнуть эффекта очистки в пределах 70-80%.
Существенным недостатком известного способа является низкая скорость всплывания флотокомплексов частица-пузырек, обуслов­ленная малым размером пузырьков. Низкие значения скорости всплывания этих флото­комплексов приводит к тому, что часть из них следует за потоком отводимой очищен­ной жидкости, что приводит к резкому снижению эффективности очистки.
Наиболее близким техническим решени­ем к предлагаемому изобретению является способ очистки сточных вод флотацией, включающий очистку сточных вод флота­цией, осуществляемой путем аэрации сточ­ных вод пузырьками воздуха и других газов и дальнейшим отделением от воды образую­щихся флотокомплексов частица-пузырек [2]. При этом диспергирование воздуха и других газов в воде происходит механиче­ским путем, например эжектированием воздуха за счет движения потока жидкости со скоростью порядка 8 -12 м/с или при всасывании в зоне пониженного давления при вращении потока жидкости с помощью мешалки (импеллера). Образующиеся за концами вращающихся лопастей мешалки газовые (воздушные) пузырьки контактируют с частицами загрязнений, что приводит в большинстве случаев к появлению флотоком­плексов частица-пузырек. При этом размер образующихся пузырьков составляет более 0,01 мм. При диспергировании воздуха или других газов с помощью мешалки происходит интенсивная коалесценция пузырьков, что
приводит к существенному изменению их размеров, причем в зоне вращения мешалки (импеллера) размер пузырьков составляет порядка 0,01 - 0,5 мм и более, а в верхней зоне, где происходит отделение флотокомп­лексов от воды и их переход в пенный слой, размер пузырьков достигает 1,0 - 10,0 мм и более.
При этом очищенная от частиц загряз­нений вода отводится из зоны всплывания флотокомплексов частица-пузырек. В резуль­тате отводимый водный поток захватывает часть флотокомплексов частица-пузырек, а также отдельные частицы и пузырьки, не нагруженные частицами загрязнений, что приводит к снижению эффективности очист­ки сточных вод этим способом. Эффект очистки не превышает 70-85%.
Задача разработки нового способа очистки сточных вод состояла в том, чтобы устранить недостатки, связанные с отводом очищенной сточной воды из зоны флотации, обуславли­вающие захват флотокомплексов частица-пу­зырек, а также отдельных частиц загрязнений.
Для решения поставленной задачи раз­работан новый способ, включающий очистку сточных вод флотацией, осуществляемой путем аэрации сточных вод пузырьками воздуха или других газов и дальнейшим отделением от воды образующихся флото­комплексов частица-пузырек, отличительная особенность которого в том, что в зоне отделения флотокомплексов от воды установ­лены решетки с изменяющимся размером отверстий. При этом отверстия с минималь­ным размером в пределах 0,01 - 0,5 мм расположены внизу, а отверстия с макси­мальным размером в пределах 1,0 - 10,0 мм - вверху, и при этом направление движения очищенной воды перпендикулярно плоскости решетки.
Сущность изобретения заключается в следующем. Аэрацию сточных вод проводят пузырьками воздуха или других газов путем перемешивания механическим путем, напри­мер с помощью мешалки (импеллера), или с использованием эжектирования воздуха или других газов струями жидкости. В результате диспергирования воздуха или других газов механическим путем образуют­ся пузырьки диаметром 0,01 - 0,05 мм, к которым прилипают частицы загрязнений. Образующиеся флотокомплексы частица-пу­зырек всплывают, образуя пенный слой. Отвод очищенной жидкости происходит через решетку, нижняя часть которой расположена выше зоны образования пузырьков на
 
 
 
 
2111170
 
расстоянии, равном пути, проходимом пу­зырьками диаметром 0,01 - 0,05 мм за 0,1 - 0,2 мин, а верхняя часть решетки ниже пенного слоя, на расстоянии, равном пути, проходимом пузырьками воздуха диаметром 10 мм в течение 0,01 мин. Движение жидкости по отношению к плоскости решет­ки направлено перпендикулярно. При этом размер отверстий в нижней части решетки равен 0,01-0,5 мм, а в верхней части решетки - 1,0 - 10 мм. За счет фильтрующего эффекта решетки с изменяющимся размером отверстий в ней происходит улавливание частиц загрязнений, не сфлотированных в зоне аэрации, которые в дальнейшем будут захвачены пузырьками воздуха и сфлотиро-ваны в пенный слой, который периодически удаляется и направляется в шламоприемник.
Размер отверстий в решетке подобран на основании большого объема эксперименталь­ных исследований при очистке различных сточных вод.
На основании этих исследований уста­новлено, что размер отверстий в нижней части решетки должен составлять 0,01 - 0,5 мм, а в верхней части - 1,0 - 10,0 мм. При размере отверстий менее 0,01 мм резко повышается сопротивление движению жид­кости, а при размере пузырьков более 10,0 мм не удается задержать флотокомплексы в верхней части решетки.
Эффективность очистки сточных вод при использовании предлагаемого способа состав­ляет до 98,0 - 99,8% по взвешенным веществам и по тонкодисперсным гидрофоб­ным веществам (жиры, нефтепродукты) до 98,6 - 99,9%.
Примеры, подтверждающие эффектив­ность предлагаемого способа.
1. Сточные воды мясокомбината с концентрацией взвешенных веществ 1260 мг/л и жира 980 мг/л очищали механиче­ской флотацией с расположением в зоне
флотации решетки, перпендикулярно кото­рой проводили отвод очищенной жидкости. При этом размер отверстий в решетке был изменяющимся по высоте, причем размер отверстий в нижней части решетки составлял 0,01 мм, а в верхней части решетки - 1 мм. В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,2%, а по жирам - 99,6%. Соответственно по извест­ному способу (прототипу) - 74,8 и 77,4%.
2.   Сточные воды, образующиеся после охлаждения оборудования и содержащие взвешенных веществ 84 мг/л и нефтепро­дуктов 12 мг/л очищали механической флотацией с использованием отвода очищен­ной жидкости через перпендикулярно распо­ложенную к направлению движения жидкости решетку с размером отверстий внизу 0,5 мм и вверху соответственно 10 мм.
В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,3%, а по нефтепродуктам - 99,7%. По прототипу соответственно 81,8% и 83,4%.
3.   Сточные после мойки автомашин с содержанием взвешенных веществ 322 мг/л и нефтепродуктов 48 мг/л очищали механи­ческой флотацией с использованием отвода очищенной воды через перпендикулярно расположенную к направлению движения жидкости решетку с размером отверстий внизу 0,08 мм и вверху 5,0 мм.
В результате получили эффект очистки по взвешенным веществам 99,7% и по нефтепродуктам - 99,8%. По известному способу (прототипу) эффект очистки соста­вил соответственно 82,6% и 84,3%.
Таким образом, использование предлага­емого способа позволяет повысить эффектив­ность очистки сточных вод флотацией примерно на 15-20% с доведением степени очистки сточных вод до 99,7-99,8%.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ очистки сточных вод путем флотации воздухом или газом с последую­щим отделением очищенной воды от загряз­нений, отличающийся тем, что отделение очищенной воды осуществляют с помощью
расположенной перпендикулярно потоку во­ды вертикальной решетки с уменьшающими­ся сверху вниз от 1 - 10 до 0,01 - 0,5 мм размерами отверстий.
 
Заказ Подписное
ВНИИПИ, Per. ЛР № 040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб.,4/5
121873, Москва, Бережковская наб., 24 стр. 2. Производственное предприятие «Патент»