2130897-1.jpg
НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
№ 2130897
На основании Патентного закона Российской Федерации, введенного в действие 14 октября 1992 года, Российским агентством по патентам и товарным знакам выдан настоящий патент на изобретение
ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Патентообладатель(ли):

 
 
Ксенофонтов Борис Семенович
 
по заявке № 97117428, дата поступления: 21.10.97 Приоритет от 21.10.97 Автор(ы) изобретения:
Ксепофонтов
 
 
Патент действует на всей территории Российской Федерации в течение 20 лет с 21 октября 1997 г. при условии своевременной уплаты пошлины за поддержание патента в силе
Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации
г. Москва, 27 мая 1999 г.
 
   
 
 
2130897-3.jpg
(19) RU (ii)2130897(i3) Cl
(51) 6 С 02 F 1/24, В 03 D 1/14
РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации
(21) 97117428/25                        (22) 21.10.97
(46) 27.05.99 Бюл. № 15
(72) Ксенофонтов Б.С.
(71) (73) Ксенофонтов Борис Семенович
(56)    RU 2091316 С1, 27.09.97. SU 1527173 А1, 07.12.89. SU 947064 А, 30.07.82. SU 1159893 А, 07.06.85. US 5288737 А, 22.02.94. US 5423981 А, 13.06.95. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточный вод: флотация и сгущение осадков. - М.: Химия 1992, с.80-90. Мещеряков Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины. - М.: Недра, 1990, с.139-146, 178-191.
(98) 129515, Москва, ул.Акад.Королева, д.8, корп.2, кв.446, Ксенофонтову Борису Семе­новичу
(54) ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
(57)  Изобретение относится к флотационным машинам и аппаратам для очистки сточных вод. Флотационная машина для очистки
сточных вод включает корпус, разделенный на сообщающиеся между собой камеры. Внутри камер установлены импеллерные блоки. В первой по ходу движения сточной воды камере дополнительно установлены струйные аэраторы. В последней - пластин­чатый осветлитель. На входе в первую камеру - патрубок для подачи грязной воды. На выходе из последней камеры - патрубок для вывода осветленной воды. В верхней части корпуса имеется желоб для вывода уловленных загрязнений в виде пенного продукта. Между камерами установлены сетки, минимальный размер ячеек которых составляет 0,1 - 1,0 мм. Перпендикулярно сеткам расположены решетки на уровне, начиная с нижнего конца и кончая серединой высоты сеток. Между последней камерой и выходным патрубком установлен карман с фильтрующим дисперсным материалом. Раз­мер частиц материала не превышает 0,5 -
А Д
2130897-4.jpg
 
3                                 2130897                                 4
5 мм. Для интенсификации процесса флото-          - снижение турбулентности в камерах, что
очистки материал пластинчатого осветлителя         улучшает флотацию, уменьшает унос с
может быть выполнен из магнитного мате-         осветленной жидкостью тонкодисперсных пу-
риала, а частицы дисперсного материала из          зырьков с загрязнениями. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. гидрофобных веществ. Результат изобретения
 
 
2130897
Предполагаемое изобретение относится к области очистки сточных вод, а более конкретно к флотационным машинам и аппаратам для очистки сточных вод.
Для очистки сточных вод используют флотационные машины и аппараты напорно­го типа, электрофлотационные, механиче­ские и др. /Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод: Флотация и сгущение осадков М., Химия, 1992). Очистку сточных вод в механических флотационных машинах в большинстве случаев применяют тогда, когда сточные воды содержат легкофлотируемые гидрофобные загрязнения, например жиры, нефтепродукты, масла и т.п. В тех случаях, когда сточные воды содержат загрязняющие компоненты, которые перед флотацией необ­ходимо агрегировать, использование таких машин нежелательно, так как из-за высокой турбулентности потоков в камерах агрегаты частиц загрязнений разрушаются и эффек­тивность очистки резко снижается. В этой связи механические флотационные машины используются преимущественно для очистки нефте- и жаросодержащих сточных вод из-за высокой флотируемости частиц загрязнений, присутствующих в этих сточных водах.
Использование механических флотацион­ных машин для очистки сточных вод целесообразно также в тех случаях, когда напорные флотационные аппараты применять неэффективно, например в случае очистки сточных вод, имеющих температуру в пределах примерно 30-60 - При этих условиях растворимость воздуха и других газов в воде резко падает и, следовательно, эффективность очистки сточных вод с использованием напорных флотационных ма­шин и аппаратов уменьшается. При исполь­зовании в процессах очистки сточных вод электрофлотационных машин и аппаратов резко возрастает удельная энергоемкость очистки сточных вод, что и не позволяет широко использовать этот вид флотационной техники. Известно также применение пневматических флотационных машин, которые, однако, имеют достаточно низкую степень очистки сточных вод. В этой связи приме­нение механических флотационных машин для очистки легкофлотируемых загрязнений эффективно и подтверждено практикой.
Наиболее близким техническим решени­ем к предполагаемому изобретению является флотационная машина для очистки сточных вод, включающая корпус, разделенный на сообщающиеся между собой камеры, внутри которых установлены импеллерные блоки, причем в первой по ходу движения сточной
воды камере дополнительно установлены струйные аэраторы, а в последней пластинчатый осветлитель, и на входе в первую камеру - входной патрубок для подачи грязной воды, а на выходе из последней камеры - выходной патрубок для вывода осветленной воды и в верхней части корпуса желоб для отвода уловленных загрязнений в виде пенного продукта /патент РФ 2091316, С 02 F 1/24, 27.09.97/. Существенным недостатком известной фло­тационной машины является высокая турбу­лентность в камерах, приводящая к разрушению агрегатов частица-пузырек, а также унос с осветленной жидкостью тонкодисперсных пузырьков, нагруженных загрязнениями, присутствующими в сточных водах.
Для устранения указанных недостатков предложена флотационная машина для очи­стки сточных вод, включающая корпус, разделенный на сообщающиеся между собой камеры, внутри которых установлены импел­лерные блоки, причем в первой по ходу движения сточной воды камере дополнитель­но установлены струйные аэраторы, а в -последней пластинчатый осветлитель, и на входе в первую камеру - патрубок для подачи грязной воды, а на выходе из последней камеры - патрубок для вывода осветленной воды и в верхней части корпуса - желоб для вывода уловленных загрязнений в виде пенного продукта, отличающаяся тем, что между камерами установлены сетки, минимальный размер ячеек которых состав­ляет 0,1...1,0 мм, и перпендикулярно им решетки на уровне, начиная с нижнего конца и кончая серединой высоты сеток, и дополнительно между последней камерой и выходным патрубком установлен карман с фильтрующим дисперсным материалом, раз­мер частиц которого не превышает 0,5...5 мм. При этом для интенсификации улавли­вания загрязнений пластинчатый осветлитель может быть выполнен из магнитного мате­риала, а фильтрующий дисперсный материал из веществ, не смачиваемых водой, например фторопластовых шариков и других материа­лов с выраженными гидрофобными свойства­ми. Кроме того, для подавления процессов жизнедеятельности микрофлоры в воде по­верхность фильтрующего материала покры­вается веществами, обладающими свойствами ингибиторов микроорганизмов. Для более эффективного отделения пенного продукта от очищенной воды пенный порог имеет уменьшающуюся высоту, начиная от первой камеры (на 1...3 см выше) и кончая
 
 
2130897
8
последней камерой (на 1...3 см ниже средней высоты пенного порога).
Предлагаемая флотационная машина для очистки сточных вод состоит из корпуса 1, разделенного на камеры 2, внутри которых установлены импеллерные блоки 3 с поме­щенными внутри них импеллерами 4, приводимыми во вращательное движения с помощью электродвигателей 5 (см. чертеж). Флотомашина содержит четыре камеры, пластинчатый осветлитель 6. При этом в первой входной камере установлен коллектор 7, сверху к которому присоединен входной патрубок 8, а снизу - четыре трубчатых аэратора 9. Между камерами выполнены сквозные отверстия, которые накрыты сетка­ми 10. Минимальный размер отверстий сеток составляет в пределах 0,1...1,0 мм. Перпен­дикулярно поверхности сеток в каждой камере установлены решетки 11 на уровне, начиная с нижнего конца и кончая серединой высоты сеток. Площадь живого сечения решеток составляет 15...45% общей площади решеток. Между камерой, содержащей пла­стинчатый осветлитель 6, и выходным патрубком 12 дополнительно установлен карман 13, в котором размещен фильтрую­щий дисперсный материал 14 с размером частиц 0,05...0,5 мм. При этом поверхность частиц дисперсного материала покрыта ве­ществами, несмачиваемыми (гидрофобными) водой, обладающими ингибирующими для микроорганизмов свойствам.
В верхней части корпуса флотомашины установлен желоб 15, причем высота пере-
ливного порога 16 напротив первой камеры выше на 1...3 см, а напротив камеры, содержащей пластинчатый осветлитель ниже на 1...3 см среднего значения высоты переливного порога.
Принцип работы предлагаемой флотаци­онной машины состоит в следующем. Исходную (грязную) сточную воду под избыточным давлением порядка 0,2 МПа через патрубок 8 подает в первую камеру флотационной машины, где за счет струйного истечения происходит турбулизация и дис­пергирование газожидкостной смеси. За счет совместного действия вращения импеллера 4 и истечения жидкости через трубчатые аэраторы, объединенные в коллектор 7, происходит образование мелкодисперсных пузырьков за счет дробления воздуха, засасываемого из атмосферы. На образую­щихся микропузырьках воздуха выделяются загрязнения, присутствующие в сточных водах, в частности жиры и нефтепродукты. Образующиеся флотокомплексы капли (час­тицы) загрязнений - пузырьки воздуха всплывают, образуя пенный слой, который самотеком переливается через пенный порог 16, попадая в желоб 15.
Эффективность предлагаемой флотацион­ной машины заключается в повышении степени очистки сточных вод, в частности концентрация нефтепродуктов в очищенной воде с использованием флотационной маши­ны предлагаемой конструкции в 1,5..Л,8 раза ниже, чем в воде, прошедшей очистку в известной флотомашине.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Флотационная машина для очистки сточных вод, включающая корпус, разделен­ный на сообщающиеся между собой камеры, внутри которых установлены импеллерные блоки, причем в первой по ходу движения сточной воды камере дополнительно установ­лены струйные аэраторы, а в последней -пластинчатый осветлитель я на входе в первую камеру - патрубок для подачи грязной воды, а на выходе из последней камеры - патрубок для вывода осветленной воды и в верхней части корпуса - желоб для вывода уловленных загрязнений в виде пенного продукта, отличающийся тем, что между камерами установлены сетки, мини­мальный размер ячеек которых составляет 0,1 - 1,0 мм, перпендикулярно им решетки на уровне, начиная с нижнего конца и кончая серединой высоты сеток, и дополни­тельно между последней камерой и выход-
ным патрубком установлен карман с филь­трующим дисперсным материалом, размер частиц которого не превышает 0,5 - 5 мм.
2.  Машина по п.1, отличающаяся тем, что пластинчатый осветлитель выполнен из магнитного материала.
3.  Машина по п.1, отличающаяся тем, что частицы фильтрующего дисперсного материала выполнены из гидрофобных ве­ществ.