RU2049732C1

RU2049732C1 - Pressure flotation plant

Info

Publication number: RU2049732C1
Application number: RU93002031A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Артемов; Э.И. Симаненков; В.Н. Артемов; В.П. Ильин; В.Г. Бирало
Original assignee: Тамбовское акционерное общество "Комсомолец"
Priority date: 1993-01-06
Filing date: 1993-01-06
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: treatment of liquids. SUBSTANCE: pressure flotation plant comprises flotation, settling and filter chambers in the form of a container with internal circular and cylindrical partitions. It also comprises a device for the delivery of water-air mixture provided with an ejector. The base of cylindrical partition is connected to the wall of the flotation plant chamber while its upper end face has an inclined chamfer forming a crescent slot between partition and flotation chamber and disposed on the opposite side from the cleaned liquid discharge pipe. Installed inside the cylindrical partition under the chamfer is an internal funnel with a diffuser in the bottom, positioned above the inlet pipe. A twisting blade-type device is installed in the middle of the funnel. An inclined plate secured on the wall of the flotation plant above the chamfer prevents swirling of liquid in the settling chamber. A distributor in the form of a collector from open-pore tubes is installed above the cylindrical partition. Said tubes are connected to a line of compressed air which ensures more effective saturation of liquid with air. The foam formed on the surface of floated liquid holds the suspended articles and entrains them into the flotation chamber where it is divided into long-life foam which is discharged through a pipe from the flotation plant in the form of flotation concentrate, and short-life foam. The latter passes through a perforated partition into the lower part of the filtering chamber and returns into the suction pipe of the ejecting device. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обработки жидкостей и может быть использовано для очистки коммунально-бытовых и промышленных сточных вод. The invention relates to a device for processing liquids and can be used for the treatment of domestic and industrial wastewater.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее цилиндроконический корпус, установленные коаксиально снаружи корпуса цилиндрическую камеру и цилиндроконическую перегородку с образованием камеры тонкослойного отстаивания и камеры хлопьеобразования соответственно, распределитель флотоагента, скребки для удаления пенного продукта, причем устройство снабжено установленным над корпусом по его оси вращающимся дозатором коагулянта с горизонтальным распределительным трубопроводом с выпускными отверстиями, а камера хлопьеобразования снабжена стержневыми мешалками. [1]
Однако такое устройство характеризуется повышенными габаритами и сложностью конструкции из-за необходимости размещения с внешней стороны корпуса камеры хлопьеобразования со стержневыми мешалками и приводного вращающегося узла дозирования, а также недостаточной эффективностью из-за повышенного расхода воздуха на флотацию, обусловленного кратковременностью взаимодействия жидкости с воздухом.A device for wastewater treatment is known, comprising a cylindrical conical housing, a cylindrical chamber and a cylindrical conical partition coaxially mounted outside the housing to form a thin-layer sedimentation chamber and a flocculation chamber, respectively, a flotation agent dispenser, scrapers for removing foam product, the device having a rotating dispenser mounted over the housing along its axis coagulant with a horizontal distribution pipe with outlet openings, and the flocculating chamber IAOD provided with a rod stirrer. [1]
However, such a device is characterized by increased dimensions and design complexity due to the need to place flocculation with rod mixers and a rotating rotary metering unit on the outside of the casing chamber, as well as insufficient efficiency due to the increased air flow rate for flotation due to the short duration of interaction of the liquid with air.

Известен также напорный флотатор, содержащий флотационную, отстойную и фильтрующую камеры, выполненный в виде коаксиально расположенных цилиндроконической емкости, внутри которой установлена цилиндрическая перегородка, и кольцевой камеры на внешней поверхности емкости, узлов подачи и распределения водовоздушной смеси в виде трубы с горизонтальными патрубками, снабженными щелевыми отверстиями, и приводного вала с лопастями [2]
Такое устройство сложно по конструкции из-за наличия привода и движущихся деталей, характеризуется повышенным расходом воздуха на флотацию и недостаточной степенью очистки, обусловленными кратковременностью однократного взаимодействия жидкости с воздухом.A pressure flotator is also known, containing a flotation, settling and filtering chamber made in the form of a coaxially arranged cylindrical tank, inside which a cylindrical partition is installed, and an annular chamber on the outer surface of the tank, supply and distribution units of the air-water mixture in the form of a pipe with horizontal nozzles equipped with slotted holes holes, and drive shaft with blades [2]
Such a device is difficult in design due to the presence of a drive and moving parts, it is characterized by an increased air flow rate for flotation and an insufficient degree of purification, due to the short duration of a single interaction of the liquid with air.

По совокупности обоих признаков в качестве прототипа выбрано устройство [2]
Задачей изобретения является повышение эффективности работы флотатора, качества очистки и снижение расхода воздуха за счет многократного контакта обрабатываемой жидкости с воздухом.The combination of both features as a prototype of the selected device [2]
The objective of the invention is to increase the efficiency of the flotator, the quality of cleaning and reducing air consumption due to repeated contact of the treated fluid with air.

Поставленная задача достигается тем, что в напорном флотаторе, содержащем емкость с внутренней цилиндрической перегородкой, флотационную, отстойную и фильтрующую камеры, устройство для подачи водовоздушной смеси, снабженное эжектором, подающий трубопровод и патрубок отвода очищенной жидкости, подающий трубопровод расположен в нижней части емкости, флотатор снабжен установленной внутри цилиндрической перегородки воронкой с диффузором, размещенным над подающим трубопроводом, при этом цилиндрическая перегородка нижней частью соединена со стенкой емкости, а в верхней части снабжена обращенным большим основанием вверх раструбом с наклонным срезом на торце, расположенным на противоположной стороне относительно патрубка отвода очищенной жидкости, напорный флотатор снабжен закручивающим устройством, установленным внутри воронки, и пластиной, закрепленной над срезом раструба, фильтрующая камера снабжена перфорированной перегородкой, разделяющей ее на верхнюю и нижнюю части, причем нижняя часть фильтрующей камеры соединена со всасывающим патрубком эжектора. The problem is achieved in that in the pressure flotator containing a container with an internal cylindrical baffle, a flotation, settling and filtering chamber, a device for supplying a water-air mixture, equipped with an ejector, a supply pipe and a pipe for removing purified liquid, a supply pipe is located in the lower part of the tank, a flotator equipped with a funnel installed inside the cylindrical partition with a diffuser located above the supply pipe, while the cylindrical partition with the lower part of the connection on the container wall, and in the upper part it is equipped with a socket facing a large base upward with an oblique cut at the end located on the opposite side relative to the outlet of the cleaned liquid, the pressure flotator is equipped with a twisting device installed inside the funnel, and a plate fixed over the cut of the socket, filtering the chamber is equipped with a perforated partition dividing it into upper and lower parts, the lower part of the filter chamber being connected to the suction pipe of the ejector.

Размещение подающего трубопровода в нижней части емкости, снабжение флотатора установленной внутри цилиндрической перегородки воронкой с диффузором, размещенным над подающим трубопроводом, при этом цилиндрическая перегородка нижней частью соединена со стенкой емкости, а в верхней части снабжена обращенным большим основанием вверх раструбом с наклонным срезом на торце, расположенным на противоположной стороне относительно патрубка отвода очищенной жидкости обеспечивает образование отстойной камеры, в которой практически отсутствуют вертикальные потоки и перемешивание жидкости, что способствует более полному осаждению взвешенных частиц, повышению качества очистки и эффективности работы флотатора. Выполнение наклонного среза на торце раструба с противоположной стороны относительно патрубка отвода очищенной жидкости позволяет упорядочить поток содержащей нефлотируемые частицы жидкости из флотационной камеры в отстойную и организовать отбор очищенной жидкости без взмучивания осадка. Установка внутри цилиндрической перегородки воронки, снабженной диффузором, расположенным над подающим трубопроводом, обеспечивает образование полости, позволяющей путем эжектирования осуществить многократную циркуляцию очищаемой жидкости из верхней части воронки к нижней и обеспечить более длительный контакт с водовоздушной смесью, подаваемой в диффузор, это позволяет снизить расход воздуха на флотацию и повысить эффективность работы флотатора. Placing the supply pipe in the lower part of the tank, supplying the flotator installed inside the cylindrical partition with a funnel with a diffuser located above the supply pipe, while the cylindrical partition with the lower part is connected to the wall of the tank, and in the upper part it is equipped with a bell facing upward with a large base with an oblique cut at the end, located on the opposite side relative to the outlet pipe of the purified liquid provides the formation of a settling chamber, in which there is practically no dissolved vertical flow and mixing of the liquid, which promotes more complete precipitation of the suspended particles, enhance the quality and efficiency of cleaning work skimmer. Performing an inclined cut at the end of the socket on the opposite side relative to the pipe of the outlet of the purified liquid allows you to streamline the flow of non-floatable particles from the flotation chamber into the settling chamber and organize the selection of the purified liquid without stirring up the sediment. The installation inside the cylindrical partition of the funnel equipped with a diffuser located above the supply pipe ensures the formation of a cavity that allows, by ejection, to repeatedly circulate the liquid to be cleaned from the top of the funnel to the bottom and to provide longer contact with the air-water mixture supplied to the diffuser, which reduces air consumption flotation and increase the efficiency of the flotator.

Снабжение флотатора закручивающим устройством, установленным внутри воронки, и пластиной, закрепленной над срезом раструба обеспечивает закручивание потока флотируемой жидкости, при котором нефлотируемые частицы под действием центробежных сил брасываются к стенке флотационной камеры и осаждаются, при этом последующее взаимодействие потока с неподвижной пластиной предотвращает передачу вращения в отстойную камеру, обеспечивая тем самым наилучшие условия для осаждениях в отстойной камере. The supply of the flotator with a swirling device installed inside the funnel and a plate fixed above the cut of the socket ensures swirling of the flotation liquid, in which non-floatable particles are thrown to the wall of the flotation chamber by the action of centrifugal forces and are deposited, while the subsequent interaction of the flow with the fixed plate prevents transmission of rotation to settling chamber, thereby providing the best conditions for deposition in the settling chamber.

Снабжение фильтрующей камеры перфорированной перегородкой, разделяющей ее верхнюю и нижнюю части, причем нижняя часть фильтрующей камеры соединена со всасывающим патрубком эжектора ускоряет процесс обезвоживания флотоконцентрата за счет сброса короткоживущей пены на повторную флотацию, что обеспечивает повышение эффективности работы флотатора. The supply of the filter chamber with a perforated partition separating its upper and lower parts, the lower part of the filter chamber being connected to the suction nozzle of the ejector, accelerates the dewatering of the floc concentrate by dumping the short-lived foam into re-flotation, which improves the efficiency of the flotator.

На фиг. 1 показан напорный флотатор в разрезе и технологическая схема подключения его к внешним коммуникациям; на фиг. 2 сечение корпуса флотатора А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a pressure flotator in the context and the technological scheme for connecting it to external communications; in FIG. 2 is a cross-section of the flotator body AA in figure 1.

Напорный флотатор содержит флотационную 1, отстойную 2 и фильтрующую 3 камеры и соединен с напорным баком 4 патрубком 5, установленным в нижней части флотационной камеры 1. Напорный бак 4 соединен на входе с насосом 6 посредством запорной арматуры и эжектирующего устройства 7, всасывающий патрубок которого соединен с нижней частью фильтрующей камеры 3, внутри которой установлена перфорированная перегородка 8 и патрубок отвода флотоконцентрата 9. The pressure flotator contains flotation 1, slop 2 and filter 3 chambers and is connected to the pressure tank 4 by a pipe 5 installed in the lower part of the flotation chamber 1. The pressure tank 4 is connected at the inlet to the pump 6 by means of shut-off valves and an ejection device 7, the suction pipe of which is connected with the lower part of the filter chamber 3, inside which a perforated baffle 8 and a branch pipe of the flotation concentrate 9 are installed.

Внутри флотатора установлена цилиндроконическая перегородка 10, своим основанием соединенная со стенкой полости флотатора. На торце перегородки 10 выполнен наклонный срез 11, образующий серповидную щель между перегородкой и флотационной камерой. Внутри перегородки 10 установлена внутренняя воронка 12, края которой расположены ниже края среза 11, снабженная в нижней части диффузором 13, расположенным над подающим трубопроводом 5. Над перегородкой 10 установлен распределитель 14 в виде коллектора из открытопористых трубок, соединенных с магистралью сжатого воздуха. В средней части воронки 12 установлено закручивающее устройство 15 в виде лопастей, а на стенке флотационной камеры над скосом 11 установлена наклонная пластина 16. Отстойная камера 2 снабжена переливным устройством с патрубком отвода очищенной жидкости 17, расположенным на противоположной стороне от серповидного участка кольцевой щели, образованной стенкой флотационной камеры 1 и срезом 11. Inside the flotator, a cylinder-conical septum 10 is installed, its base connected to the wall of the cavity of the flotator. At the end of the partition 10, an inclined slice 11 is made, forming a crescent gap between the partition and the flotation chamber. Inside the partition 10, an internal funnel 12 is installed, the edges of which are located below the edge of the slice 11, equipped with a diffuser 13 located in the lower part located above the supply pipe 5. Above the partition 10, a distributor 14 is installed in the form of a collector of open-porous tubes connected to the compressed air line. In the middle part of the funnel 12, a swirl device 15 is installed in the form of blades, and an inclined plate 16 is installed on the wall of the flotation chamber above the bevel 11. The settling chamber 2 is equipped with an overflow device with a nozzle for draining the cleaned liquid 17 located on the opposite side from the crescent-shaped portion of the annular gap formed the wall of the flotation chamber 1 and a slice 11.

Флотатор работает следующим образом. The flotator operates as follows.

Исходная жидкость подается во флотационную камеру 1 насосом 6 через эжектирующее устройство 7, которое соединено с воздушной магистралью своим всасывающим патрубком. За счет подсоса воздуха в эжектирующем устройстве 7 образует воздушно-жидкостная смесь, которая поступает затем в напорный бак 4, где происходит за счет избыточного давления частичное растворение воздуха в жидкости. Из бака 4 воздушно-жидкостная смесь через патрубок 5 подается в диффузор 13 внутренней воронки 12. При этом жидкость, вытекающая через патрубок 5, за счет эффекта эжектирования диффузором 13 захватывает часть жидкости, находящейся в полости между воронкой 12 и цилиндроконической перегородкой 10, и, проходя между лопастями закручивающего устройства 15, приобретает вращательное ускорение вокруг вертикальной оси флотатора. Одновременно с этим резко снижается давление в жидкости, что приводит к мгновенному выделению растворенного воздуха из жидкости, который в виде мелких пузырьков всплывает вверх, захватывая с собой взвешенные частицы. Образовавшаяся на поверхности жидкости пена удерживает взвешенные частицы в верхнем слое и увлекает их за собой в фильтрующую камеру 3, в которой пена разделяется на долгоживущую, остающуюся на перфорированной перегородке 8, и на короткоживущую, проходящую через нее в нижнюю часть камеры 3, из которой вновь поступает на всасывающий патрубок эжектирующего устройства 7. Долгоживущая пена, освобожденная от жидкости, в виде флотоконцентрата сбрасывается через патрубок 9 из флотатора. The initial liquid is supplied to the flotation chamber 1 by a pump 6 through an ejection device 7, which is connected to the air line by its suction pipe. Due to the suction of air in the ejection device 7 forms an air-liquid mixture, which then enters the pressure tank 4, where partial dissolution of air in the liquid occurs due to excess pressure. From the tank 4, the air-liquid mixture through the nozzle 5 is supplied to the diffuser 13 of the inner funnel 12. In this case, the liquid flowing through the nozzle 5, due to the ejection effect of the diffuser 13, captures part of the liquid located in the cavity between the funnel 12 and the cylinder conical 10, and, passing between the blades of the twisting device 15, acquires rotational acceleration around the vertical axis of the flotator. At the same time, the pressure in the liquid sharply decreases, which leads to the instantaneous release of dissolved air from the liquid, which floats up in the form of small bubbles, capturing suspended particles. The foam formed on the surface of the liquid holds suspended particles in the upper layer and carries them along to the filter chamber 3, in which the foam is divided into a long-lived one remaining on the perforated partition 8 and a short-lived one passing through it into the lower part of the chamber 3, from which again enters the suction pipe of the ejecting device 7. The long-lived foam freed from the liquid is discharged in the form of a flotation concentrate through the pipe 9 from the flotator.

Нефлотируемые частицы под действием центробежных сил отбрасываются к наружной стенке флотационной камеры 1 и через узкий кольцевой зазор и серповидную щель, образованную срезом 11, поступают в отстойную камеру 2, проходят сквозь горизонтальный поток, агломерируются со взвешенными частицами и оседают в виде шлама, периодически сбрасываемого через патрубок в нижней части камеры осаждения 2, а очищенная жидкость через патрубок переливного устройства 17 отводится из флотатора, обеспечивая тем самым рабочий уровень жидкости. Неподвижная пластина 16 препятствует вращению жидкости в камере осаждения 2. Neflotiruyuschie particles under the action of centrifugal forces are thrown to the outer wall of the flotation chamber 1 and through a narrow annular gap and a crescent-shaped gap formed by slice 11, enter the settling chamber 2, pass through a horizontal stream, agglomerate with suspended particles and settle in the form of sludge periodically discharged through a pipe in the lower part of the deposition chamber 2, and the purified liquid through the pipe of the overflow device 17 is discharged from the flotator, thereby providing a working liquid level. The fixed plate 16 prevents the rotation of the liquid in the deposition chamber 2.

При необходимости увеличения подачи воздуха для очистки жидкостей, содержащий труднофлотируемые включения, сжатый воздух подается также в распределитель 14, который обеспечивает большее насыщение жидкости воздухом. If it is necessary to increase the air supply for cleaning liquids, containing hardly floated inclusions, compressed air is also supplied to the distributor 14, which provides a greater saturation of the liquid with air.

Предлагаемый флотатор обеспечивает эффективную предварительную очистку жидкостей перед последующей обработкой в осветлителях и мембранных установках, а также может использоваться и самостоятельно в городских очистных сооружениях, при этом достигается снижение расхода воздуха, повышение качества очистки при уменьшении ее стоимости. The proposed flotator provides effective preliminary purification of liquids before subsequent processing in clarifiers and membrane plants, and can also be used independently in urban wastewater treatment plants, while reducing air consumption, improving the quality of cleaning while reducing its cost.

Claims

1. A HEAD FLOTATOR containing a container with an internal cylindrical baffle, a flotation, settling and filtering chamber, a device for supplying a water-air mixture, equipped with an ejector, a supply pipe and a pipe for removing purified liquid, characterized in that the supply pipe is located in the lower part of the tank, the flotator is equipped with a funnel installed inside the cylindrical partition with a diffuser located above the supply pipe, while the cylindrical partition is connected to the wall minute, while the upper part is provided with a large base facing upwards flared oblique cut at the end, located on the opposite side with respect to the nozzle discharge of purified liquid.

2. A flotator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a twisting device installed inside the funnel and a plate fixed above the cut of the socket.

3. The flotator according to claim 1, characterized in that the filtering chamber is provided with a perforated partition separating it into upper and lower parts, the lower part of the filter chamber being connected to the suction pipe of the ejector.