способ выделения органических примесей из сточных вод флотацией и установка для его осуществления

Формула изобретения

1 1. Способ выделения органических примесей из сточных вод флотацией, включающий пропускание через обрабатываемый объем жидкости перегретой и переохлажденной газовых сред, отвод вспененных продуктов путем воздействия на поверхность жидкости потоком нейтрального газа, отличающийся тем, что газовые среды подают в виде коаксиально направленных ионизированных потоков, причем обрабатываемую жидкость подают в зазоры между газовыми средами.2 2. Установка для выделения органических примесей из сточных вод, содержащая камеру обработки с введенными в нее магистралями подачи исходной жидкости, перегретого и переохлажденного газов в объем жидкости и сопловой насадок, соединенный с магистралью подачи газа и ориентированный вдоль поверхности жидкости, отличающаяся тем, что магистрали подачи газа в объем жидкости снабжены соплами, коаксиально расположенными друг относительно друга с образованием кольцевых зазоров, сообщающихся с магистралью подачи исходной жидкости, при этом кромки выходных отверстий сопл имеют ионизирующие иглы, направленные по ходу потока газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к физико-технологическим процессам обработки жидких сред методом флотации и предназначено для очистки сточных вод от растворенных и взвешенных нефтепродуктов, отходов масел и смазочных материалов.

В настоящее время известны направления развития этой технологии, наиболее представительной и наиболее близкой из которых является способ выделения органических примесей из сточных вод флотацией, включающий пропускание через обрабатываемый объем жидкости перегретой и переохлажденной газовых сред, отвод вспененных продуктов путем воздействия на поверхность жидкости потоком нейтрального газа, слив очищенной жидкости.

Этот способ реализуется с помощью установки, содержащей камеру обработки с введенными в нее магистралями подачи исходной жидкости, перегретого и переохлажденного газов в объем жидкости, и сопловой насадок, соединенный с магистралью подачи газа и ориентированный вдоль поверхности жидкости.

Существенными недостатками этого способа и используемой установки является техническая сложность организации процесса эффективной очистки стока: неравномерное распределение рабочих газов по объему обработки жидкости, незначительная дисперсность рабочих газов, что не позволяет вести тонкую и эффективную обработку жидкости на молекулярном уровне и на уровне переходных фазовых состояний и вынуждает использование дополнительных реагентов для коагуляции и выделения из объема жидкости органических примесей, делая весь процесс нетехнологичным, малоэффективным и экологически невыгодным.

Технический результат от использования данного способа заключается в повышении эффективности очистки сточных жидкостей от органических примесей при снижении удельных энергозатрат с одновременным упрощением процесса, повышением экологических характеристик и технологической культуры реализации способа и работы установки.

Этот технический результат достигается в способе выделения органических примесей из сточных вод флотацией, включающем пропускание через обрабатываемый объем жидкости перегретой и переохлажденной газовых сред, отвод вспененных продуктов путем воздействия на поверхность жидкости потоком нейтрального газа, за счет подачи газовых сред в виде коаксиально направленных ионизированных потоков, причем обрабатываемую жидкость подают в зазоры между газовыми средами.

Указанный технический результат достигается также за счет использования установки для выделения органических примесей из сточных вод, содержащей камеру обработки с введенными в нее магистралями подачи исходной жидкости, перегретого и переохлажденного газов в объем жидкости и сопловой насадок, соединенный с магистралью подачи газа и ориентированный вдоль поверхности жидкости, за счет того, что магистрали подачи газа в объем жидкости, за счет того, что магистрали подачи газа в объем жидкости снабжены соплами, коаксиально расположенными друг относительно друга с образованием кольцевых зазоров, сообщающихся с магистралью подачи исходной жидкости, при этом кромки выходных отверстий сопел имеют ионизирующие иглы, направленные по ходу потока газа.

Способ и установка для выделения органических примесей из сточных вод поясняются далее со ссылкой на чертежи, где

на фиг. 1 показан общий вид установки с сечением по вертикали;

на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1.

Установка для очистки сточных вод содержит камеру 1 обработки с введенными магистралями подачи 2 и отвода 3 жидкости, а также магистралями 4 подачи перегретого газа и магистралями 5 подачи переохлажденного газа. В верхней части камеры 1 имеется магистраль 6 подачи нейтрального потока газа вдоль поверхности жидкости, от которого по магистрали 7 отводят пенные продукты. Верхняя часть камеры 1 имеет сетчатую крышку 8 с отверстиями, направленными в сторону магистрали 7.

Магистраль 2 имеет несколько выходных отверстий 9, а магистрали 4 и 5 имеют отверстия, соответственно, 10 и 11, равномерно распределенные по их длине.

Для управления процессом очистки установка содержит блок управления. Начальное заполнение камеры отслеживают по гидрокамеру 12.

Блок управления имеет часовое программированное устройство 13 (ЧПУ) с емкостями 14 и 15, заполненными газообразными рабочими агентами (газами), при этом емкость 14 заполнена перегретым газом, а емкость 15 переохлажденным; емкости имеют редукторы 16 и 17 для редуцирования этих газов в камеру обработки 1. Редукторы снабжены обратными клапанами 18 и 19. Магистраль 6 оборудована также клапаном 20. А верхняя крышка 21 имеет отверстия 22 и 23 для равномерной подачи нейтрального газа в магистраль 6.

При такой конструкции установки отверстия 10 и 11 имеют сопла 24 и 25 с иглами 26 и 27 соответственно, соединенными с источником ионов, причем запитка игл ионами, стекающими с них, осуществляется только в начальный момент процесса, а далее (через 3-5 сек.) иглы сами начинают отдавать ионы, генерируемые, на них за счет их скоростного обтекания струями газа, причем материал игл на соплах 24 выбран отличным от материала игл на соплах 25, для различной полярности зарядов, стекающих с этих игл.

Сопловой насадок имеет рабочие сопла 24 (фиг. 2), где выполнено центральное сопло и наружное сопло, оба сопла соединены с магистралью 4 подачи рабочего газа. Кольцевые сопла 25 и расположенные между ними кольцевые сопла соединены, соответственно, с магистралью 2 подачи исходной жидкости и магистралью 5 подачи рабочего газа, а наружное кольцевое сопло 24 охватывает дополнительный газовод, соединенный с магистралью 5 подачи рабочего газа, и имеет кольцевые сопла 28, предназначенные для подачи рабочего газа вокруг сопла 24.

Способ выделения органических примесей из сточных вод осуществляется, с помощью описанной установки, следующим образом.

Берут исходную сточную воду сток с 3-й мехколонны Автопредприятия Волосовского района СПб, содержащий отходы нефтепродуктов: мазут, соляровое топливо, нигрол, солидол, автол, бензин при общем весовом содержании нефтепродуктов 5-7% от стока. Сток подают в камеру обработки 1 непрерывно с расходом 1,2-2,5 м³/мин, при объеме камеры 1-0,33 м³; по магистрали 5 подают перегретый газ (СO₂) при температуре около 200^oC с одновременной подачей на иглы 26 ионов с отрицательными зарядами, а на иглы 27 ионов с положительными зарядами. Вырываясь из сопел 25, струя газа имеет на своей периферии "рубашку" ионизированного газа, вокруг которой коагулируют частицы загрязнений на счет фазового перехода. Время подачи перегретого газа выбирают 1-3 с. После такого импульса устройством 13 перекрывают газ из источника 15 через клапан 17, а его остаток дросселируют через клапан 19 и поддерживают давление в полости магистрали без выхода газа в камеру 1. Одновременно с выключением газа из полости 15, импульсно включают на 1-3 с подачу переохлажденного газа от источника 14 при температуре -45^oC (CO₂, He) в магистраль 4, через сопла 24, подавая на иглы 26 ионы с отрицательными зарядами, что создает ионизированную рубашку вокруг струи, а выбор интервала между работой этих пар сопел 24 и 25, в 0,1-0,3 сек позволяет верхней струе начинать работать, когда нижние сопла 25 только что перекрыты и струи из них создали непрерывный столб, основание которого находятся у сопла 24, что при отставании струй из сопел 24 на 0,1-0,3 сек позволяет создать эффект фазового перехода на границах между струями и использовать этот эффект фазового перехода для эффективной массовой коагуляции частиц загрязнений на контакте между рубашками струй независимо от начального размера частиц углеводородных загрязнений.

Интенсивный вынос вспененного продукта через сетку 8 отводят по магистрали 7 на использование по прямому назначению как топливный продукт на теплоцентралях.

Такой процесс выделения органических примесей из сточных вод обладает высокой эффективностью очистки стока по степени ПДК до 0,0,5-0,0,05 остаточных вес. единиц на 1,0 единицу исходной жидкости при одностадийном процессе очистки стока, при повторении процесса очистки степень очистки повышается в 3-4 раза, что соответствует самым жестким экологическим нормам по обработке стоков, содержащих нефтепродукты.

Врезка установки для выделения органических примесей из сточных вод осуществляется просто, традиционно и не требует специальных переходных узлов, причем установка может быть соединена со сточной магистралью параллельно и допускает при этом периодический технический осмотр и техуход.

Таким образом, технологические характеристики данного способа заключаются в повышении эффективности процесса за счет высокой степени очистки сточной жидкости от углеводородов, соблюдении экологических требований к данному процессу и повышении культуры данной технологии.