RU2043304C1 - Device for sewage treatment - Google Patents

Abstract

FIELD: water purification. SUBSTANCE: device for sewage treatment includes opened hydrocyclone, circular settling chambers concentrically arranged round the hydrocyclone, process automatic controls, coarse and fine filters. EFFECT: higher efficiency. 9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для газовой, химической, энергетической и пищевой промышленности и может быть использовано для осаждения коллоидных взвесей. The invention relates to equipment for the gas, chemical, energy and food industries and can be used for sedimentation of colloidal suspensions.

Известны способ и устройство, включающее кроме динамических и статических зон дополнительные устройства для грубой и тонкой фильтрации. Однако устройство для грубой фильтрации, выполненное в виде пакета наклонных тонких пластин, малоэффективно, а плавающий фильтрующий материал для "тонкой" очистки, также не исключает проскока коллоидной взвеси. Кроме того, при забивке фильтрующего материала шламом резко возрастет гидравлическое сопротивление фильтра, а минимальный напор исходного продукта не способен преодолеть это сопротивление без риска взмутить коллоидную взвесь в отстойных гравитационных камерах [1]
Кроме того, рассмотренная конструкция малоэффективна при работе на воде с t < 18^оС, т.к. при увеличении плотности воды скорость осаждения коллоида резко снижается.A known method and device, including in addition to dynamic and static zones, additional devices for coarse and fine filtration. However, the device for coarse filtration, made in the form of a package of inclined thin plates, is ineffective, and the floating filtering material for "fine" cleaning also does not exclude the breakthrough of the colloidal suspension. In addition, when the filter material is clogged with sludge, the hydraulic resistance of the filter will increase sharply, and the minimum pressure of the initial product is not able to overcome this resistance without risk of perturbing the colloidal suspension in settling gravity chambers [1]
Furthermore, the design considered inefficient when operating on water with t <18 ^{° C,} as the with increasing water density, the deposition rate of the colloid sharply decreases.

Более успешно решается проблема низкотемпературного осветления и поэтапного удаления осадка в конструкции отстойника-флотатора [2]
Устройство содержит цилиндрический корпус с патрубком вывода осадка, коаксиально расположенную в корпусе камеру с переливными отверстиями, цилиндрическую перегородку и отбойный верхний конус, кольцевые отстойные камеры, концентрически размещенные вокруг цилиндрической камеры и гидравлически соединенные между собой, аэратор, трубопроводы ввода исходной воды и вывода очищенной воды, плавающих загрязнений и осадка.The problem of low-temperature clarification and gradual removal of sludge in the construction of a flotator sump is more successfully solved [2]
The device comprises a cylindrical body with a sediment outlet pipe, a chamber with overflow holes coaxially located in the body, a cylindrical partition and a baffle top cone, annular settling chambers concentrically placed around the cylindrical chamber and hydraulically interconnected, an aerator, feed water inlet and purified water outlet pipelines floating pollution and sediment.

Аэратор позволяет удалить плавающий продукт, что весьма существенно при низких температурах, когда с увеличением плотности тонкодисперсные фракции осадка склонны не оседать, а всплывать. Наличие системы камер для предварительного грубого и окончательного более тонкого осветления позволяет повысить качество разделения и снизить влияние измучивания при колебаниях нагрузок. The aerator allows you to remove the floating product, which is very important at low temperatures, when with increasing density the finely dispersed fractions of the sediment tend not to settle, but to float. The presence of a camera system for preliminary coarse and final finer clarification allows to improve the quality of separation and reduce the effect of exhaustion under load fluctuations.

Однако, в аппарате отсутствует зона с динамическим контактом осадка и жидкости, объем аппарата из-за малоемких нижних конусов плохо используется. Эффективность удаления плавающего осадка низкая, т.к. трубчатые перфорированные аэраторы не обеспечивают высокой дисперсности распыла воздушного потока, что необходимо для флотации мелкодисперсных коллоидных взвесей. However, in the apparatus there is no zone with dynamic contact of sediment and liquid, the volume of the apparatus is poorly used due to the low-capacity lower cones. Floating sediment removal efficiency is low, as tubular perforated aerators do not provide a high dispersion of the atomization of the air flow, which is necessary for the flotation of finely dispersed colloidal suspensions.

Целью изобретения является создание конструкции устройства для очистки сточных вод, обеспечивающего эффективное скоростное осветление коллоидных растворов, как в области повышенных, так и низких температур, а также рациональное использование объем аппарата. The aim of the invention is the creation of a device for wastewater treatment, which provides effective high-speed clarification of colloidal solutions, both in the field of high and low temperatures, as well as the rational use of the volume of the apparatus.

Указанная цель достигается тем, что цилиндрический корпус, содержащий коаксиально расположенную цилиндрическую камеру с переливными отверстиями, коаксиальный цилиндр, соединенный и нижним конусом и отбойный верхний конус, кольцевые отстойные камеры, концентрически размещенные вокруг цилиндрической камеры и гидравлически соединенные между собой, аэратор, технологические патрубки, снабжен, преимущественно верхним и нижним днищами, цилиндрическая камера снабжена сборным лотком, расположенным снаружи ее верхней части на уровне переливных отверстий, и коническим днищем с патрубком вывода осадка, при этом верхний конус установлен над цилиндром и большим основанием примыкает к внутренней поверхности цилиндрической камеры ниже переливных отверстий, а падающий трубопровод воды снабжен патрубками, тангенциально соединенными с цилиндром. This goal is achieved by the fact that a cylindrical body containing a coaxially located cylindrical chamber with overflow holes, a coaxial cylinder connected by a lower cone and a breakaway upper cone, annular settling chambers concentrically placed around the cylindrical chamber and hydraulically interconnected, an aerator, technological pipes, equipped mainly with upper and lower bottoms, the cylindrical chamber is equipped with a collecting tray located outside its upper part at the level of overflow GOVERNMENTAL holes with conical bottom and sludge withdrawal spigot, the upper cone mounted above the cylinder and the large base is adjacent to the inner surface of the cylinder chamber below the overflow openings and the falling water conduit provided with nozzles tangentially connected to the cylinder.

С целью флотационного сбора и удаления коллоидного микродисперсного осадка, а также окисления железа и органики, по вертикальной оси аппарата или на тангенциальных вводах исходного продукта установлен газовый коллектор, выполненный, например, из микропористой металлокерамики. В коллектор подается диоксид углерода или воздух в зависимости от состава карбонатов в исходном продукте. For the purpose of flotation collection and removal of colloidal microdispersed sediment, as well as oxidation of iron and organics, a gas collector made, for example, of microporous cermet, is installed along the vertical axis of the apparatus or at the tangential inlets of the initial product. Carbon dioxide or air is supplied to the collector, depending on the composition of the carbonates in the feed.

Коагулянт, подаваемый в состав исходного продукта, должен быть плавающим, например алюминий. В составе исходного продукта подают также ПАВ, лиофильный к выделяемому коллоиду. В условиях низких температур целесообразно комплексное введение в составе исходного продукта ПАВ и воздуха ПАВ, коагулянта и воздуха. The coagulant supplied to the composition of the starting product must be floating, for example aluminum. The composition of the starting product also serves surfactant, lyophilic to the secreted colloid. At low temperatures, it is advisable to complex introduction of surfactants and air surfactants, coagulant and air.

Для исключения осаждения всплывшего осадка при дегазации слоя необходим баланс между образующимся и отводимым плавающим осадком. Для этого в дополнительной отстойной камере размещен датчик регулирующего мутномера, подающего сигнал на регулируемый вентиль насоса, отводящего плавающий осадок. To avoid precipitation of the surfaced sediment during degassing of the layer, a balance is necessary between the formed and discharged floating sediment. To do this, an additional turbidimeter sensor is placed in an additional settling chamber, which sends a signal to the adjustable valve of the pump that discharges floating sediment.

Для стабильного всплывания коллоида при низких температурах и колебаниях нагрузок, перед штуцером подачи исходного продукта установлен электрокоагулятор, у которого по сигналу датчика регулирующего мутномера изменяется интенсивность растворения электродов путем регулирования напряжения источника постоянного тока. For stable flooding of the colloid at low temperatures and load fluctuations, an electrocoagulator is installed in front of the feed pipe of the initial product, in which, according to the sensor signal of the regulating turbidimeter, the dissolution rate of the electrodes changes by adjusting the voltage of the DC source.

Гидравлическая связь между отстойными камерами может осуществляться через вертикальные прорези на нижнем торце соединительной цилиндрической обечайки, причем высота прорези превышает высоту слоя осадка. The hydraulic connection between the settling chambers can be carried out through vertical slots at the lower end of the connecting cylindrical shell, and the height of the slot exceeds the height of the sediment layer.

При необходимости создания давления в отстойных камерах гидравлическая связь может осуществляться насосом, причем заборный патрубок размещен выше слоя осадка. If it is necessary to create pressure in the settling chambers, hydraulic communication can be carried out by a pump, and the intake pipe is placed above the sediment layer.

Дополнительное устройство для грубой фильтрации целесообразно выполнить в виде размещенного в наружной отстойной камере слоя дисперсного материала, селективного к удаляемому компоненту, например, амфибол полевошпатного песка (гранодиорита). An additional device for coarse filtration, it is advisable to perform in the form of a layer of dispersed material placed in the external settling chamber, selective to the removed component, for example, amphibole feldspar sand (granodiorite).

Дополнительное устройство для тонкой фильтрации целесообразно выполнить в виде трубчатых рулонных фильтрующих элементов, соединенных верхними штуцерными выводами с кольцевым коллектором, концентрично примыкающим к верхнему торцу наружной дополнительной отстойной камеры, причем, коллектор соединен с верхним переливом осветленной жидкости. It is advisable to perform an additional device for fine filtration in the form of tubular roll filter elements connected by the upper choke points to an annular collector concentrically adjacent to the upper end face of the external additional settling chamber, and the collector is connected to the upper overflow of clarified liquid.

Для стабилизации режима осаждения коллоидного осадка при отключении подачи исходного продукта на штуцере подачи исходного продукта установлен регулирующий расходомер, а на штуцерах выпуска осадка и осветленного продукта из отстойных камер регулируемые вентили, управляемые расходомером. To stabilize the deposition of colloidal sludge when the supply of the initial product is turned off, a regulating flow meter is installed on the supply pipe of the initial product, and adjustable valves controlled by the flow meter are installed on the sludge and clarified product discharge fittings from the settling chambers.

На фиг. 1 представлен предлагаемый аппарат в продольном разрезе; на фиг. 2 то же, в поперечном разрезе; на фиг. 3 продольный разрез аппарата с дополнительными устройствами грубой и тонкой фильтрации; на фиг. 4 поперечный разрез фиг. 3. In FIG. 1 shows the proposed apparatus in longitudinal section; in FIG. 2 the same, in cross section; in FIG. 3 longitudinal section of the apparatus with additional coarse and fine filtration devices; in FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3.

Устройство для очистки сточных вод включает цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2 и штуцером 3 выпуска сгущенного осадка, концентричные корпусу открытые с торцов внутренние конус 4 и цилиндр 5 с тангенциальными штуцерами 6 впуска исходного продукта. Над внутренним цилиндром 5 установлен верхний конус 7, образующий камеру с отверстиями 8 в нижней части для перетока светлой жидкости в наружный лоток 9. В верхней части камеры установлена воронка 10 для вывода плавающего продукта с насосом 11. The wastewater treatment device includes a cylindrical body 1 with a conical bottom 2 and a condensed sludge outlet fitting 3, inner cone 4 open from the ends concentric to the body and cylinder 5 with tangential inlets 6 of the feedstock inlet. Above the inner cylinder 5, an upper cone 7 is installed, which forms a chamber with holes 8 in the lower part for the flow of light liquid into the outer tray 9. A funnel 10 is installed in the upper part of the chamber to discharge the floating product with pump 11.

Концентрично корпусу 1 размещены по крайней мере две наружные кольцевые отстойные камеры 12 и 13, соединенные гидравлически между собой и сборным лотком 9. Concentric to the housing 1, at least two outer annular settling chambers 12 and 13 are placed, hydraulically connected to each other and to the collecting tray 9.

Камеры закрыты сверху и снизу днищами 14 и 15. Преимущественно, днища выполняются плоскими. The chambers are closed at the top and bottom with bottoms 14 and 15. Mostly, the bottoms are flat.

Полость каждой пары отстойных камер имеет нижний штуцер выпуска осадка 16 и верхний штуцер осветленной жидкости 17. The cavity of each pair of settling chambers has a lower outlet for sediment 16 and an upper nozzle for clarified liquid 17.

По вертикальной оси аппарата или на тангенциальных вводах 6 установлен газовый коллектор 18, выполненный, например, в виде обечайки 19 из микропористой металлокерамики. A gas collector 18 is mounted on the vertical axis of the apparatus or on the tangential inlets 6, made, for example, in the form of a shell 19 of microporous sintered metal.

Гидравлическая связь между отстойными камерами может осуществляться через вертикальные прорези 20 на нижнем торце соединительной цилиндрической обечайки 21, причем высота прорези превышает высоту слоя осадка. При необходимости создания в отстойных камерах давления, гидравлическая связь может осуществляться насосом 22, причем заборный патрубок 23 размещен выше слоя осадка. The hydraulic connection between the settling chambers can be carried out through vertical slots 20 at the lower end of the connecting cylindrical shell 21, and the height of the slot exceeds the height of the sediment layer. If it is necessary to create pressure in the settling chambers, hydraulic communication can be carried out by pump 22, and the intake pipe 23 is placed above the sediment layer.

Для грубой фильтрации продукта при взмучивании осадка вследствие колебания нагрузок в отстойную камеру 11 засыпан дисперсный материал 24, селективный к удаляемому компоненту, например амфибол полевошпатный песок (гранодиорит). For coarse filtration of the product when the sediment is stirred up due to load fluctuations, dispersed material 24 is poured into the settling chamber 11, which is selective for the removed component, for example, amphibole feldspar sand (granodiorite).

Для тонкой фильтрации коллоидной взвеси имеются трубчатые рулонные фильтрующие элементы 25, соединенные верхними штуцерными вводами 26 с кольцевым коллектором 27, концентрично примыкающим к верхнему торцу отстойной камеры 12, причем коллектор 27 соединен отверстиями 28 с верхним переливом осветленной жидкости. В аппарате предусмотрены штуцера 29 для загрузки и 30 для выгрузки песка, а также штуцера для выхода фильтрата 31 и концентрата 32. For fine filtration of the colloidal suspension, there are tubular roll filter elements 25 connected by the upper choke inlets 26 to the annular collector 27 concentrically adjacent to the upper end of the settling chamber 12, and the collector 27 is connected by openings 28 to the upper overflow of the clarified liquid. The apparatus has chokes 29 for loading and 30 for unloading sand, as well as a choke for the exit of the filtrate 31 and concentrate 32.

Насос 22 имеет дополнительную обвязку 33 для промывки и регенерации песка. The pump 22 has an additional strapping 33 for washing and regenerating sand.

Насос 11 вывода плавающего продукта снабжен вентилем 34, управляемым по сигналу датчика 35 мутномера 36 (см. фиг. 3). The pump 11 of the output of the floating product is equipped with a valve 34, controlled by the signal of the sensor 35 turbidimeter 36 (see Fig. 3).

Для стабильного всплывания коллоида при низких температурах и при колебаниях нагрузок мутномер 36 управляет также напряжением источника постоянного тока 37, что изменяет интенсивность растворения электродов 38 электрокоагулятора 39. For stable flooding of the colloid at low temperatures and during load fluctuations, the turbidimeter 36 also controls the voltage of the direct current source 37, which changes the dissolution rate of the electrodes 38 of the electrocoagulator 39.

Для стабилизации режима осаждения коллоидного осадка при отключении подачи исходного продукта, на штуцере 6 подачи исходного продукта установлен регулирующий расходомер 40 с датчиком 41, а на штуцерах выпуска осадка 16 и осветленной жидкости 17 из отстойных камер установлены регулируемые вентили 42 и 43, управляемые расходомером 40. To stabilize the deposition of colloidal sludge when the supply of the initial product is turned off, a regulating flow meter 40 with a sensor 41 is installed on the nozzle 6 of the feed of the initial product, and adjustable valves 42 and 43, controlled by the flow meter 40, are installed on the nozzles of the precipitate 16 and clarified liquid 17 from the settling chambers.

Устройство для очистки сточных вод работает следующим образом. A device for wastewater treatment is as follows.

Вода, подлежащая умягчению и осветлению, подается через электрокоагулятор 39 в устройство. Перед входом в электрокоагулятор насосом в поток исходной воды дозируется щелочь. В электрокоагуляторе 39, подключенном к источнику постоянного тока 37, происходит растворение алюминиевых анодов 38 и начало образования коллоидных взвесей, содержащих коагулянт, щелочь и соли жесткости. Water to be softened and clarified is supplied through an electrocoagulator 39 to the device. Before entering the electrocoagulator, an alkali is dosed into the source water stream by a pump. In the electrocoagulator 39, connected to a direct current source 37, the aluminum anodes 38 dissolve and the formation of colloidal suspensions containing coagulant, alkali and hardness salts begins.

Для равномерной закрутки потока в открытом гидроциклоне I вода подается на два тангенциальных ввода 6. To uniformly swirl the flow in an open hydrocyclone I, water is supplied to two tangential inlets 6.

При вращении суспензии идет агрегатирование коллоидной взвеси и ее разделение на осветленную жидкость, сгущенную суспензию, а также на плавающий осадок. Сгущенная суспензия, представленная в основном механическими примесями в воде и наиболее крупными агрегатами коллоида концентрируется в коническом днище и выводится из аппарата через штуцер 3. When the suspension rotates, aggregation of the colloidal suspension takes place and its separation into clarified liquid, condensed suspension, as well as into floating sediment. The thickened suspension, represented mainly by mechanical impurities in water and the largest aggregates of the colloid, is concentrated in the conical bottom and is discharged from the apparatus through the nozzle 3.

Основная масса мелкодисперсного осадка, преимущественно карбоната кальция, агрегатирует с коагулянтом алюминием, полученным при электрохимическом растворении анодов 38. The bulk of the fine precipitate, mainly calcium carbonate, aggregates with aluminum coagulant obtained by electrochemical dissolution of anodes 38.

Причем при подаче щелочи до электролиза в отличие от традиционной ее подачи в осветлитель, происходит интенсивное всплывание осадка и осветление суспензии. Moreover, when the alkali is supplied before electrolysis, in contrast to its traditional supply to the clarifier, the precipitate is intensively floated and the suspension is clarified.

Положительную роль при флотации играет растворенный в воде воздух и газы, образующиеся при электродных процессах в электрокоагуляторе. A positive role in flotation is played by air and gases dissolved in water, which are formed during electrode processes in an electrocoagulator.

Процесс всплывания коллоида можно ускорить, если в зоне интенсивного перемешивания по вертикальной оси аппарата или на тангенциальных вводах установить газовый коллектор 18, выполненный, например, в виде обечайки 19, микропористой металлокерамики, которая обеспечит тонкодисперсный распыл газовой фазы. The process of floating the colloid can be accelerated if, in the zone of intensive mixing along the vertical axis of the apparatus or at the tangential inlets, install a gas collector 18, made, for example, in the form of a shell 19, microporous cermet, which will provide a fine dispersion of the gas phase.

Наиболее дешевым газовым агентом, ускоряющим всплывание, может быть воздух. Однако в ряде случаев целесообразно введение более сильного окислителя, например, озона или другого реагента. Air is the cheapest gas accelerating agent. However, in some cases it is advisable to introduce a stronger oxidizing agent, for example, ozone or another reagent.

При этом одновременно с флотацией решается проблема окисления двухвалентного железа до трехвалентного с выпадением его в осадок, а также окисление органики с образованием осадка. At the same time, flotation solves the problem of oxidation of ferrous iron to ferric iron with its precipitation, as well as the oxidation of organics to form a precipitate.

Таким образом, обеспечивается более полная очистка исходного продукта не только от солей жесткости, но и от железа и органики, т.е. аппарат становится универсальным. Thus, a more complete purification of the initial product is ensured not only from hardness salts, but also from iron and organics, i.e. the device becomes universal.

Опасной для процесса флотации является дегазация плавающего осадка, вследствие чего он начинает осаждаться и осветленный раствор воды мутнеет. Предусмотрено два варианта устранения этого недостатка. Hazardous to the flotation process is the degassing of the floating sediment, as a result of which it begins to precipitate and the clarified solution of water becomes cloudy. There are two options for eliminating this drawback.

Первый устройство снабжено по крайней мере двумя дополнительными концентричными корпусу наружными кольцевыми отстойными камерами 12 и 13, которые в 3 раза увеличивают рабочий объем аппарата, причем это увеличение не сопровождается тройным увеличением габаритов: в зону отстоя включается ранее не использованный объем в зоне конического днища аппарата, составляющий до 30% общего объема. The first device is equipped with at least two additional concentric casing external annular settling chambers 12 and 13, which 3 times increase the working volume of the apparatus, and this increase is not accompanied by a triple increase in size: the previously unused volume in the zone of the conical bottom of the apparatus is included in the settling zone, up to 30% of the total volume.

Также эффективно приращение объема за счет концентричных камер: при увеличении габарита аппарата диаметра в первой степени объем, пропорциональный площади, растет в квадратной зависимости. Volume increment due to concentric chambers is also effective: as the size of the apparatus of the diameter increases to a first degree, the volume proportional to the area grows in a square dependence.

Зоны отстоя гидравлически связаны между собой по светлой жидкости и по осадку. В зависимости от уровня требований к чистоте продукта эта связь может быть различной. В наиболее простом варианте (фиг. 1 и 2) гидравлическая связь осуществляется через вертикальные прорези 20 на нижнем торце соединительной цилиндрической обечайки 21, причем, высота прорези превышает высоту слоя осадка, что исключает унос осажденного осадка в заключительную отстойную камеру 13. Сброс концентрированного осадка, накопленного в статических отстойных камерах 12 и 13, осуществляется через штуцер 16, соединенный вентилем с основным штуцером 3. Выход осветленной жидкости производится через штуцер 17 после тщательной обработки воды в динамической камере гидроциклона I и в двух статических отстойных камерах 12 и 13. Если уровень разделения суспензии по описанному варианту недостаточен, то гидравлическая связь между отстойными камерами осуществляется насосом 22, причем, заборный патрубок 23 размещен выше слоя осадка в камере 12 (фиг. 3 и 4). Sludge zones are hydraulically interconnected by clear liquid and by sediment. Depending on the level of product purity requirements, this relationship may be different. In the simplest version (Figs. 1 and 2), hydraulic communication is carried out through vertical slots 20 at the lower end of the connecting cylindrical shell 21, moreover, the height of the slot exceeds the height of the sediment layer, which eliminates the entrainment of the deposited sediment in the final settling chamber 13. Discharge of concentrated sediment, accumulated in the static settling chambers 12 and 13, is carried out through the nozzle 16, connected by a valve to the main nozzle 3. The clarified liquid is released through the nozzle 17 after thorough processing of water in in the hydrocyclone chamber I and in two static settling chambers 12 and 13. If the separation level of the suspension according to the described embodiment is insufficient, then the hydraulic connection between the settling chambers is carried out by pump 22, moreover, the intake pipe 23 is placed above the sediment layer in chamber 12 (Fig. 3 and 4).

Это обеспечит прокачку воды с гарантированной производительностью через камеру 12 и создает необходимый напор для прокачки воды через дополнительное устройство для грубой фильтрации 24 и тонкой фильтрации 25. Целесообразно выполнить дополнительное устройство для грубой фильтрации в виде размещенного в наружной отстойной камере 13 слоя дисперсного материала 24, селективного к удаляемому компоненту. Это может быть амфибол полевошпатный песок (гранодиорит), который, как ионообменная смола, селективен к железу, являющемуся основой комплекса, связывающего в агломерат соли жесткости, карбонаты и щелочь. This will ensure the pumping of water with guaranteed performance through the chamber 12 and creates the necessary pressure for pumping water through an additional device for coarse filtration 24 and fine filtration 25. It is advisable to make an additional device for coarse filtration in the form of a layer of dispersed material 24 selected in the external settling chamber 13, selective to the component to be deleted. This can be amphibole feldspar sand (granodiorite), which, like an ion exchange resin, is selective for iron, which is the basis of the complex that binds hardness salts, carbonates and alkali in the agglomerate.

Гранодиорит на порядок дешевле смолы и в 2 раза дешевле кварцевого песка. Granodiorite is much cheaper than resin and 2 times cheaper than quartz sand.

Загрузка песка в камеру 12 осуществляется через штуцер 29, выгрузка через штуцер 30. При исчерпании обменной емкости песка возможна его регенерация, как и смолы, путем подачи насосом 22 из линии 33 промывочной жидкости, содержащей, например, тринатрийфосфат и трилон Б. The loading of sand into the chamber 12 is carried out through the nozzle 29, unloading through the nozzle 30. When the exchange capacity of the sand is exhausted, it can be regenerated, like resins, by pumping washing liquid 22 from line 33 containing, for example, trisodium phosphate and trilon B.

При особо высоких требованиях к качеству воды, например, в производстве деионизированной воды, целесообразно выполнить дополнительное устройство для тонкой фильтрации в виде стандартных сменных трубчатых рулонных фильтрующих элементов 25, соединенных верхними штуцерными вводами 26 с кольцевым коллектором 27, концентрично примыкающим к верхнему торцу наружной дополнительной отстойной камеры 13, причем, коллектор 27 соединен системой отверстий 28 с камерой 13. With particularly high requirements for water quality, for example, in the production of deionized water, it is advisable to make an additional device for fine filtration in the form of standard replaceable tubular roll filter elements 25 connected by the upper choke inlets 26 with an annular collector 27 concentrically adjacent to the upper end face of the external additional settling tank camera 13, moreover, the collector 27 is connected by a system of holes 28 with the camera 13.

Выход фильтрата производится через штуцер 31, выход концентрата через штуцер 32. Промывка гранодиорита тринатрийфосфатом и трилоном Б эффективна также, и для рулонного фильтра. Смена тонких фильтров производится без остановки процесса путем перекрытия вентиля на вводе 26 и заменой отработанного элемента на свежий. Второй вариант устранения осаждения при дегазации плавающего осадка заключается в обеспечении непрерывного баланса количества образующегося и отводимого плавающего осадка. Для этого в отстойной камере 12 размещен датчик 35 регулирующего стандартного мутномера 36, подающего сигнал на регулируемый вентиль 34 насоса 11, отводящего плавающий осадок. Датчик 35 срабатывает при замутнении светлой жидкости, происходящем, если количество отводимого плавающего осадка меньше, чем образованного. При этом происходит дегазация и осадок оседает и распределяется в светлой жидкости. The output of the filtrate is through the nozzle 31, the output of the concentrate through the nozzle 32. Washing granodiorite trisodium phosphate and Trilon B is also effective for a roll filter. Change of thin filters is carried out without stopping the process by shutting off the valve at the inlet 26 and replacing the spent element with a fresh one. The second option to eliminate deposition during degassing of a floating sludge is to provide a continuous balance of the amount of generated and discharged floating sludge. To do this, in the settling chamber 12 there is a sensor 35 of a regulating standard turbidimeter 36 supplying a signal to the adjustable valve 34 of the pump 11, which discharges the floating sediment. The sensor 35 is triggered when clouding of a light liquid occurs if the amount of discharged floating sediment is less than that formed. In this case, degassing occurs and the precipitate settles and is distributed in a clear liquid.

Наиболее сложно удалить осадок из холодной воды при t < 18^оС, что часто наблюдается зимой.The most difficult to remove sediment from the cold water at t <18 ^{° C,} which is often observed in winter.

Осадок, распределенный в объеме светлой жидкости и также вызывающий ее замутнение, можно удалить по сигналу датчика 35 регулирующего мутномера 36 изменением интенсивности растворения электродов электрокоагулятора путем автоматической регулировки напряжения источника постоянного тока. The precipitate distributed in the volume of the light liquid and also causing its turbidity can be removed by the signal of the sensor 35 of the regulating turbidimeter 36 by changing the intensity of dissolution of the electrocoagulator electrodes by automatically adjusting the voltage of the DC source.

Эффективна также подача в составе жесткой воды поверхностно-активного вещества, лиофильного к выделяемому коллоиду. Таким ПАВом может быть триалон с концентрацией 10^-8 10^-5 /мл.ПАВ/мл воды/.The supply of a surfactant lyophilic to the secreted colloid in hard water is also effective. Such a surfactant can be a trial with a concentration of 10 ^-8 10 ^-5 / ml surfactant / ml of water /.

Для случая низких температур целесообразно комплексное введение в состав исходной воды коагулянта, ПАВ, воздуха и щелочи, подаваемой до электролиза. For the case of low temperatures, it is advisable to comprehensively introduce coagulant, surfactant, air and alkali supplied to the electrolysis into the composition of the initial water.

Проблема стабилизации режима осаждения коллоидного осадка при плановом или аварийном отключении подачи исходного продукта решена путем фиксации рабочего объема жидкости и осадка в дополнительных статических отстойных камерах 12 и 13 перекрытием вентилей 42 и 43 по сигналу датчика 41 и расходомера 40. Новый запуск осветлителя в работу будет малоинерционным, т.к. отключение подачи продукта не отразилось на режиме отстойных статических камер. The problem of stabilizing the deposition mode of colloidal sludge during a planned or emergency shutdown of the feed of the initial product was solved by fixing the working volume of liquid and sludge in additional static settling chambers 12 and 13 by shutting off valves 42 and 43 at the signal of sensor 41 and flow meter 40. A new start-up of the clarifier will be low-inertia because switching off the product supply did not affect the mode of settling static cameras.

Предлагаемым решением устраняется один из самых главных недостатком емкостных осветлителей большие габариты аппаратов, связанные с длительным временем пребывания осадка в отстойнике более 2 ч. Время осветления суспензии флотацией с учетом наших конкретных решений порядка 2-3 мин. The proposed solution eliminates one of the most important drawbacks of capacitive clarifiers: the large dimensions of the apparatus associated with the long residence time of the sediment in the sump of more than 2 hours. The clarification time of the suspension by flotation, taking into account our specific solutions, is about 2-3 minutes.

Процесс разделения суспензии не ограничивается удалением солей жесткости, а предусматривает и удаление грубых частиц по принципу гидроциклона, а также тщательное извлечение проскочивших мелкодисперсных частиц и окисление железа и органики. The process of separation of the suspension is not limited to the removal of hardness salts, but also involves the removal of coarse particles according to the principle of a hydrocyclone, as well as the thorough extraction of leaked fine particles and the oxidation of iron and organics.

В целом процесс осветления продолжается не более 20 мин, что в 5-6 раз быстрее традиционных устройств. In general, the clarification process lasts no more than 20 minutes, which is 5-6 times faster than traditional devices.

Решение проблемы удаления коллоидных взвесей в простом аппарате емкостного типа весьма актуально для широкого спектра производств умягчение питьевой воды, обезжелезивание воды, водоподготовка для котлов, переподготовка в производстве деионизированной воды и т.д. The solution to the problem of removing colloidal suspensions in a simple device of a capacitive type is very important for a wide range of industries, softening drinking water, iron removal, water treatment for boilers, retraining in the production of deionized water, etc.

Claims (9)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащее цилиндрический корпус с патрубком вывода осадка, коаксиально расположенные в корпусе цилиндрическую камеру с переливными отверстиями, цилиндр, соединенный с нижним конусом, и отбойный верхний конус, кольцевые отстойные камеры, концентрически размещенные вокруг цилиндрической камеры и гидравлически соединенные между собой, аэратор, трубопроводы ввода исходной воды и вывода очищенной воды, плавающих загрязнений и осадка, отличающееся тем, что корпус снабжен преимущественно плоскими верхним и нижним днищами, цилиндрическая камера снабжена сборным лотком, расположенным снаружи ее верхней части на уровне переливных отверстий, и коническим днищем с патрубком вывода осадка, при этом верхний конус установлен над цилиндром и большим основанием примыкает к внутренней поверхности цилиндрической камеры ниже переливных отверстий, а подающий трубопровод исходной воды снабжен патрубками, тангенциально соединенными с цилиндром. 1. DEVICE FOR SEWAGE TREATMENT, comprising a cylindrical body with a sediment outlet pipe, a cylindrical chamber with overflow holes coaxially located in the body, a cylinder connected to the lower cone, and a top chipper, annular settling chambers concentrically placed around the cylindrical chamber and hydraulically connected among themselves, an aerator, pipelines for inputting source water and for outputting purified water, floating impurities and sediment, characterized in that the casing is provided with predominantly flat tops him and the lower bottoms, the cylindrical chamber is equipped with a collection tray located outside its upper part at the level of overflow openings, and a conical bottom with a sediment outlet pipe, while the upper cone is installed above the cylinder and adjoins the inner surface of the cylindrical chamber below the overflow openings, and the feed water supply pipe is provided with nozzles tangentially connected to the cylinder. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аэратор выполнен в виде соединенной с газовым коллектором обечайки, установленной по вертикальной оси устройства или на патрубках ввода исходной воды и выполненной, например, из микропористой металлокерамики. 2. The device according to p. 1, characterized in that the aerator is made in the form of a shell connected to a gas collector, mounted on the vertical axis of the device or on the inlet pipes of the source water and made, for example, of microporous cermet. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на трубопроводе вывода плавающих загрязнений вентилем и насосом и размещенным в отстойной камере датчиком мутномера, подающим сигнал на вентиль насоса. 3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with a valve and a pump installed on the pipeline for outputting floating contaminants and a turbidimeter sensor located in the settling chamber that sends a signal to the pump valve. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что оно снабжено электрокоагулятором, установленным на подающем трубопроводе исходной воды с изменяемой по сигналу датчика мутномера интенсивностью растворения электродов путем регулирования напряжения источника постоянного тока. 4. The device according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that it is equipped with an electrocoagulator installed on the supply pipe of the source water with the intensity of dissolution of the electrodes that is changed by the signal of the turbidimeter sensor by adjusting the voltage of the DC source. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение между отстойными камерами выполнено в виде вертикальных прорезей, высота которых больше высоты слоя осадка. 5. The device according to p. 1, characterized in that the connection between the settling chambers is made in the form of vertical slots, the height of which is greater than the height of the sediment layer. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отстойные камеры соединены между собой посредством насоса, всасывающий патрубок которого снабжен вентилем и расположен во внутренней отстойной камере выше слоя осадка, а напорный патрубок соединен с донной частью наружной камеры. 6. The device according to p. 1, characterized in that the settling chambers are interconnected by means of a pump, the suction pipe of which is equipped with a valve and is located in the inner settling chamber above the sediment layer, and the discharge pipe is connected to the bottom of the outer chamber. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено размещенным в наружной отстойной камере фильтром грубой очистки в виде слоя дисперсного материала, например амфиболполевошпатного песка. 7. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a coarse filter placed in the external settling chamber in the form of a layer of dispersed material, for example amphibole-feldspar sand. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено концентрично расположенным вокруг верхнего торца наружной отстойной камеры кольцевым лотком, соединенным с последней посредством переливных отверстий, при этом фильтр для тонкой очистки выполнен в виде трубчатых рулонных фильтрующих элементов, соединенных в верхней части штуцерами с кольцевым лотком. 8. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with an annular tray concentrically arranged around the upper end of the external settling chamber, connected to the latter by means of overflow openings, while the fine filter is made in the form of tubular roll filter elements connected in the upper part ring tray fittings. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подающий трубопровод исходной жидкости снабжен расходомером, а патрубки вывода осветленной жидкости и осадка из отстойных камер снабжены вентилями, управляемыми расходомером. 9. The device according to p. 1, characterized in that the supply pipe of the source fluid is equipped with a flow meter, and the outlet pipes of the clarified liquid and sediment from the settling chambers are equipped with valves controlled by the flow meter.

Images