RU2282592C2 - Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии - Google Patents

Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии Download PDF

Info

Publication number
RU2282592C2
RU2282592C2 RU2004130307A RU2004130307A RU2282592C2 RU 2282592 C2 RU2282592 C2 RU 2282592C2 RU 2004130307 A RU2004130307 A RU 2004130307A RU 2004130307 A RU2004130307 A RU 2004130307A RU 2282592 C2 RU2282592 C2 RU 2282592C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
flotation
flocculation
static
flocculator
Prior art date
Application number
RU2004130307A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004130307A (ru
Inventor
Патрик ВИОН (FR)
Патрик ВИОН
Original Assignee
Дегремон
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дегремон filed Critical Дегремон
Publication of RU2004130307A publication Critical patent/RU2004130307A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2282592C2 publication Critical patent/RU2282592C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/1412—Flotation machines with baffles, e.g. at the wall for redirecting settling solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0039—Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
    • B01D21/0042—Baffles or guide plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0039—Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
    • B01D21/0045—Plurality of essentially parallel plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • B01D21/04—Settling tanks with single outlets for the separated liquid with moving scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • B01D21/08—Settling tanks with single outlets for the separated liquid provided with flocculating compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
    • B01D21/2433—Discharge mechanisms for floating particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
    • B01D21/245—Discharge mechanisms for the sediments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/1481—Flotation machines with a plurality of parallel plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/24—Pneumatic
    • B03D1/247—Mixing gas and slurry in a device separate from the flotation tank, i.e. reactor-separator type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00—Differential sedimentation
    • B03D3/02—Coagulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00—Differential sedimentation
    • B03D3/06—Flocculation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к усовершенствованному способу и устройству физико-химического осветления путем флотации вод, насыщенных материалом в виде суспензии. Обработку путем осветления осуществляют на двух последовательных стадиях в одной и той же системе. Способ включает стадии статической флокуляции с нисходящим потоком, которая включает в себя стадию первичного отделения более тяжелых частиц, причем зона, в которой осуществляют стадию первичного отделения более тяжелых частиц, находится под зоной, в которой осуществляют стадию статической флокуляции, и включает в себя удаление более тяжелых частиц, при этом скорости осаждения более тяжелых частиц, удерживаемых на этой стадии статической флокуляции/первичного отделения, являются меньшими или равными скоростям осаждения флотируемых частиц, и стадии флотации, на которой удаляют легкие частицы, для которых скорость осаждения является более низкой, чем порог отсечки отстойника. Предпочтительно перед стадией флокуляции проводить стадию высокоэнергетического перемешивания при введении одного или нескольких реагентов, например коагулянта или флокулянта. Устройство для осуществления способа по любому содержит в одном и том же замкнутом пространстве статический флокулятор, снабженный дефлекторами и отбойниками, ламеллярный отстойник, расположенный непосредственно под статическим флокулятором, и флотационную установку с системой высокого давления-расширения, генерирующей пузырьки для флотации более легких частиц. Устройство дополнительно содержит одну или ячеек механической флокуляции, поддерживаемых при перемешивании, в которые инжектируется флокулянт, причем ячейка размещена между коагулятором и статическим флокулятором-ламеллярным отстойником. Способ и устройство обеспечивают оптимальное качество осветления с использованием флотационной обработки воды, содержащей как флотируемые, так и нефлотируемые частицы при сохранении компактности и исключении образования во флотационной установке донного отстоя. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам, в частности физико-химическим, осветления путем флотации вод, содержащих суспендированное вещество.
Флотация представляет собой технологию осветления (разделения твердых продуктов и жидкости), которая предлагает некоторую альтернативу осаждению, по меньшей мере, для определенных типов воды.
В соответствии с этой известной технологией (смотри, в частности, "Memento Технологи de l'Eau" 1989, том 1, стр.171 и т.д.), после стадии коагуляции-флокуляции воду смешивают с "молоком" (то есть, с эмульсией) микроскопических пузырьков, как правило воздуха, средний диаметр которых находится в пределах между 40 и 80 микрон. Эти микроскопические пузырьки прилипают к хлопьям, которые, при этом становясь более легкими, стремятся подняться к поверхности флотационной ячейки, где они аккумулируются, образуя слой или пленку отстоя. Отстой собирается на поверхности флотационного узла, в то время как осветленная вода удаляется из нижней части устройства.
Часть этой воды прокачивают (при скорости подачи, как правило, в пределах между 5 и 15% от скорости потока воды, которая должна обрабатываться путем осветления) при давлении примерно от 4×105 до 6×105 Па в отдельный танк, называемый танком высокого давления, в котором воздух растворяется в больших количествах, то есть до концентрации, превышающей до пяти раз максимальную концентрацию воздуха в воде при атмосферном давлении. Во время быстрого расширения до атмосферного давления воздух попадает в условия перенасыщения и генерирует микроскопические пузырьки. Системы расширения помещаются в специальной зоне, в которой микроскопические пузырьки смешиваются с флокулируемой водой.
Для физического отделения от воды в отстойнике хлопья должны быть плотными и иметь большой размер. Наоборот, для отделения путем флотации для указанных хлопьев достаточно иметь соответствующую форму: они могут быть легкими и иметь малые размеры. По этой причине флокуляция может упроститься благодаря почти полному отсутствию использования полимера для флотационной обработки относительно незагрязненных вод и использованию меньших реакторов, чем в случае осадительных установок, расположенных после диффузионной флокуляции (в противоположность отстойникам со слоем отстоя или отстойникам "с балластом").
Слабым моментом флотации является то, что микроскопические пузырьки имеют сложности с прилипанием к минеральным частицам и не могут гарантировать того, что тяжелые частицы, присутствующие в воде, будут подниматься к поверхности. Соответственно, применения флотации часто ограничиваются осветлением относительно незагрязненных вод, в частности озерных вод, скважинной воды, морской воды и отдельных промышленных выходящих потоков или промывочных вод от биологических фильтров.
Другие особенности и преимущества флотации являются, в частности, следующими:
- система высокого давления является очень простой, и она очень быстро доводится до рабочего режима, флотационные узлы начинают работать по существу немедленно после включения: они представляют собой установки очень простые в работе даже при работе с выключениями;
- экстрагированный отстой концентрируется вплоть до 10-40 г/л, если он соскребывается;
- микроскопические пузырьки имеют скорости подъема от 6 до 12 м/час, что приводит к скоростям осветления, обычно ограниченным пределами между 4 и 10 м/час.
Несмотря на их преимущества, флотационные установки едва ли способны конкурировать с поколением высокоскоростных ламеллярных отстойников со слоем отстоя или с балластом, в частности, по следующим причинам:
- как правило, слишком большой объем зоны флокуляции;
- относительно низкие скорости разделения;
- стоимость энергии для получения высокого давления и
- относительно ограниченная область применения.
Однако высокоскоростные флотационные установки появились в последние годы благодаря использованию противоточных ламеллярных модулей или специальных систем извлечения (ЕР 0659690). Благодаря этим новым технологиям могут быть получены скорости осветления в пределах от 20 до 40 м/час. Кроме того, исследования флокуляции показали, что статические или гидравлические флокуляторы (снабженные рядом дефлекторов и отбойников) путем достижения поршневой флокуляции помогают вдвое сократить время, необходимое для флокуляции посредством мешалки, например, в некоторых случаях от десяти минут до пяти минут. На фиг.1 изображен вариант осуществления флотационной установки, использующей эту технологию. На этой фигуре изображены коагулятор 10, флокулятор 11, содержащий ряд дефлекторов и отбойников, и флотационная ячейка 12, а также танк высокого давления 13. Суспендированное вещество, аккумулирующееся на поверхности флотационной ячейки, удаляется посредством системы 14 поверхностных скребков, и отстой высвобождается как 15, осветленная вода удаляется как 24.
В такой известной системе, которая дает короткие времена флокуляции и высокие скорости во флотационной установке 12, флотация может стать исключительно конкурентоспособной с осаждением; сегодня задачей специалистов в данной области является создание флотационных установок, в которых время флокуляции составляет примерно 5 минут при скоростях разделения от 30 до 40 м3/м2·час.
Флотационная технология, соответственно, делает значительный шаг к возвращению в связи с осветлением слабо загрязненных вод при условии, что стоимость этой технологии является конкурентоспособной по сравнению с осаждением, а также благодаря очевидной простоте ее работы.
В противоположность этому главный недостаток флотации заключается в том, что эта технология не может распространить свою область применения на широкую область речных вод, сточных вод (первичные, дождевые и тому подобное), промывочных вод и тому подобное из-за сложности, по существу невозможности "флотирования" плотных частиц и/или частиц большого размера.
Тем не менее, делаются попытки конструирования флотационных установок, которые могут работать на этих сложных водах. Однако полученные результаты являются очень посредственными с точки зрения как стоимости работы, так и качества обработки. Это вызывает потребность в использовании перемешивающих систем, таких как лопастные мешалки, для предотвращения осаждения в флокуляторах и в создании системы донных скребков во флотационной ячейке. На фиг.2 изображен вариант осуществления этого типа системы. На ней изображены лопастные мешалки 16, расположенные в флокуляторе 11, и скребок 17, расположенный на дне флотационной ячейки 12. Главным недостатком этого типа флокуляции с помощью механического перемешивания является то, что он предполагает объемные флокуляторы и "раздувает" времена пребывания выходящего потока, который должен обрабатываться в системе.
Кроме того, осаждение тяжелых хлопьев в нижней части флотационной ячейки 12 (где расположен выход обработанного выходящего потока) и их возвращение в суспензию во время прохождения скребка 17 приводит к плохому качеству осветленной воды.
Исходя из современного уровня техники, рассмотренного выше, настоящее изобретение предлагает решить техническую проблему, состоящую в использовании флотации для обработки вод, содержащих не только флотируемые частицы, но также тяжелые и нефлотируемые частицы, при этом поддерживая оптимальное качество осветленной воды, сохраняя компактность зоны гидравлической или статической флокуляции и гарантируя флотационную установку, не содержащую донного отстоя.
Эта техническая проблема решается с помощью способа для осветления путем флотации вод, загрязненных суспендированным веществом, в котором обработка для осветления имеет место на двух последовательных стадиях, осуществляемых в одной и той же системе:
- на стадии статической флокуляции с нисходящим потоком, которая включает в себя стадию первичного отделения более тяжелых частиц, зона, в которой осуществляют стадию первичного отделения более тяжелых частиц, располагается под зоной, в которой осуществляют стадию статической флокуляции, и она включает в себя удаление более тяжелых частиц, и
- на стадии флотации, которая удаляет легкие частицы, у которых скорость осаждения ниже, чем порог отсечки при флотации.
Настоящее изобретение также относится к устройству для осуществления вышеописанного способа, которое содержит в одном и том же замкнутом пространстве статический флокулятор, снабженный дефлекторами и отбойниками, ламеллярный отстойник, расположенный непосредственно под статическим флокулятором, где более тяжелые частицы, происходящие от первичного осаждения, удаляются в нижней части флокулятора/отстойника, и флотационную установку с ее системой высокого давления-расширения, генерирующей микроскопические пузырьки, необходимые для флотации более легких частиц.
Основная идея настоящего изобретения заключается в достижении конечной стадии флокуляции в виде зоны статической флокуляции с нисходящим потоком для создания под ней первичного разделения, снабженного удалением более тяжелых частиц, все это располагается после зоны реальной флотации, при этих условиях флотационная ячейка работает только на легких частицах, которые она легко удаляет.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут ясны из описания, приведенного ниже, со ссылками на чертежи, прилагаемые к нему, которые иллюстрируют неограничивающие воплощения.
На чертежах:
на фиг.3-5 изображен вертикальный разрез варианта системы осветления, осуществляющей на практике способ по настоящему изобретению;
на фиг.1, 2 изображены известный из уровня техники флокулятор 11 и флотационная установка 12 со своим поверхностным скребком 14.
В соответствии с настоящим изобретением статический флокулятор с дефлекторами 18, под которым расположен модуль 19 ламеллярного отстойника, расположен ранее (по ходу) флотационной установки 12. Комбинация флокулятора 18 и модуля 19 ламеллярного отстойника образует зону статической флокуляции с нисходящим потоком - первичного отделения более тяжелых частиц, где указанные частицы удаляются в нижней части этой зоны 20.
Благодаря такому расположению настоящее изобретение может использоваться для обработки большинства типов вод, включая те, которые содержат частицы, которые являются слишком легкими для осаждения и слишком тяжелыми для флотации.
На стадии модуля 19 ламеллярного отстойника, расположенного под отбойниками или дефлекторами статического флокулятора 18, в дополнение к осаждению более тяжелых частиц осуществляют две вспомогательные функции:
- путем увеличения количества поверхностей осаждения на ней удерживают частицы, у которых скорость осаждения в 5-20 раз ниже, чем их скорость движения через флотационную ячейку. Скорость осаждения самых маленьких удерживаемых частиц определяет то, что упоминается как порог отсечки отстойника;
- путем создания режима по существу ламинарного потока в ламеллярных модулях, который предлагает конечную стадию флокуляции самых легких и наиболее хрупких частиц при очень низкой энергии, где они, наконец, могут "созреть" и структурироваться.
Более тяжелые частицы осаждаются внутри труб или пластин модулей 19 ламеллярных отстойников. Эти модули образуют угол с горизонтальной плоскостью, который является большим, чем угол удерживания частиц, то есть осажденные на этих модулях указанные частицы постепенно соскальзывают вниз. Во время этого движения эти частицы или хлопья стремятся скатываться и агрегироваться с другими частицами. В нижней части модуля 19 ламеллярного отстойника, следовательно, они являются большими, более плотными, и их собственная скорость оседания является значительно более высокой. При этих условиях на выходе из модуля ламеллярного отстойника они легко проходят через гидравлический поток и достигают дна флокулятора/отстойника, где они аккумулируют перед удалением, как 20. В варианте, изображенном на фиг.3, это удаление осуществляют под действием силы тяжести, в то время как в варианте на фиг.4 (который является идентичным варианту, изображенному на фиг.3) это удаление достигается посредством системы 21 скребков.
Гидравлический поток, который затем направляют во флотационную ячейку 12, по этой причине является освобожденным от более тяжелых частиц, которые удерживаются модулем 19 ламеллярного отстойника, и теперь он содержит только легкие частицы, которые структурируются для флотации на стадиях статической флокуляции (как 18) и ламинарной флокуляции (как 19).
Флокуляция может представлять собой безреагентную механическую флокуляцию, то есть хлопья формируются и растут под простым воздействием турбулентности перемешивания, которое может вызываться статическими устройствами (отбойниками, дефлекторами) или механическими устройствами (лопастными мешалками, простыми мешалками). Это представляет собой случай, например, биологических хлопьев.
Однако обычно флокуляция представляет собой физико-химическое явление. Она включает в себя первую стадию коагуляции, на которой микроскопические частицы (коллоиды) дестабилизируются (их дзета-потенциал нейтрализуется) путем добавления соли металла (Fe+++ или Al+++), что дает им возможность для агрегации и роста на второй, так называемой стадии флокуляции, с формированием легких хлопьев.
Как правило, эта стадия является достаточной для флотации. Для формирования более плотных больших хлопьев, пригодных для осаждения, в головной части установки для флокуляции инжектируется полимер.
В варианте, изображенном на фиг.5, система, осуществляющая способ в соответствии с настоящим изобретением, содержит дополнительную ячейку 22 механической флокуляции, поддерживаемой с помощью перемешивания, в которую может инжектироваться флокулянт (полимер), эта ячейка 22 располагается ранее (по ходу) статического флокулятора 18-отстойника 19.
Для того чтобы способ был вполне эффективным, то есть устранял 100% суспендированного вещества, скорость осаждения частиц, удерживаемых в флокуляторе-отстойнике (скорость, которая соответствует порогу отсечки отстойника), должна быть меньшей или равной скорости осаждения флотируемых частиц.
Для иллюстрации этой особенности ниже приводится ряд примеров.
1. Если флокулятор 18-отстойник 19 удерживает частицы, имеющие скорости выше 10 м/час (порог отсечки отстойника), и если флотационная установка 12 может только "флотировать" частицы, у которых скорость осаждения является меньшей, чем 5 м/час, частицы со скоростями осаждения в пределах между 5 и 10 м/час будут проходить как сквозь флокулятор-ламеллярный отстойник, так и сквозь флотационную установку и в конечном счете загрязнять осветленную воду.
2. Если, в противоположность этому, флокулятор-отстойник удерживает частицы, имеющие скорости более высокие, чем 4 м/час, и если флотационная установка может флотировать частицы, у которых скорость осаждения является более низкой, чем 5 м/час, тогда система в целом (флокулятор-отстойник + флотационная установка) будет удерживать 100% частиц.
3. Если флокулятор-отстойник удерживает частицы, имеющие скорости выше 1 м/час, и если флотационная установка может флотировать частицы, у которых скорость осаждения является более низкой, чем 10 м/час, опять же, понятно, что система будет удерживать 100% частиц, но это ясно говорит о том, что это устройство имеет слишком большой размер или что имеет место передозировка реагентов.
Основываясь на разумных размерах системы, по этой причине ясно, что система может работать в соответствии с настоящим изобретением, перекрывая обработку всех типов воды путем подбора соответствующих доз коагулянта и флокулянта (полимера).
Что касается трех случаев, рассмотренных в приведенных выше примерах, имеют место следующие замечания.
1. В первом случае для улучшения работы являются доступными множество альтернатив: во-первых, можно путем увеличения доз коагулянта изменить структуру более тяжелых частиц или хлопьев, покидающих флокулятор-отстойник, так что они могут флотировать, несмотря на скорости осаждения 10 м/час. Является также возможным размещение более эффективного модуля ламеллярного отстойника на стороне флокулятора, чтобы иметь порог отсечки более низкий, чем 5 м/час (например, принимая меньший диаметр или большую длину для труб, пополняющих модуль, что увеличивает площадь поверхности осаждения). Очевидно, что проще увеличить дозу полимера, так чтобы все хлопья или частицы, которые, вероятно, не флотируют, имели скорость осаждения выше 10 м/час.
2. Во втором случае считается, что дозы реагентов и размеры являются пригодными для использования.
3. В третьем случае ясно, что происходит передозировка. Либо количество флокулянта (полимера) должно уменьшаться или доводиться до нуля, либо доза коагулянта должна уменьшаться, выбор зависит от системы обработки. Часто является более экономически выгодным уменьшение количества коагулянта. Кроме того, уменьшение количества полимера ограничивает закупоривающую способность воды - фактор, который является особенно критичным, если за установкой следует фильтр или обработка на мембране.
Из приведенных выше замечаний видно, что настоящее изобретение способно обрабатывать по существу все типы воды и легко оптимизирует дозировку реагентов.
Ниже описан вариант осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Этот пример относится к исследованиям, которые осуществляются на относительно сильно загрязненной речной воде, которая не может обрабатываться непосредственно с помощью обычной технологии флотации.
Исходная обрабатываемая вода имеет следующие свойства:
- температура в пределах между 5 и 7°С;
- суспендированное вещество: 60-195 г/м3;
- мутность 37-110 ЕМФ.
Используется пилотная установка производительностью 30 м3/час типа, изображенного на фиг.5, то есть содержащая следующие основные элементы:
- миксер с сильной механической мешалкой, в который инжектируется коагулянт;
- ступень механической флокуляции под действием мешалки 22, на которой инжектируется полимер или флокулянт;
- ступень статической флокуляции 18, включающую в себя время пребывания 4 минуты и поперечное сечение 0,8 м2 и содержащую сверху вниз три ряда отбойников, под которой установлен ламеллярный отстойник 19 и лоток 23 для удаления осажденных частиц или хлопьев. Этот ламеллярный модуль формируется из проходов шестиугольного сечения высотой 50 мм и длиной 750 мм. Он развивает активную площадь поверхности 8,7 м2 на 1 м2 установки, это означает, что скорость самых маленьких частиц, удерживаемых этим отстойником, может делиться на 8,7 (смотри закон Хазена). Видимая скорость в флокуляторе может удерживать только частицы, осаждающиеся при скорости большей, чем 37,5 м/час (30 м3/час/0,8 м2). Благодаря модулю 19 ламеллярного отстойника возможно удерживание частиц, осаждающихся при скорости 37,5/8,7=4,3 м/час или более (порог отсечки модуля ламеллярного отстойника);
- реальную флотационную ячейку 12, имеющую площадь поперечного сечения 1 м2. Видимая скорость на этой секции составляет, следовательно, 30 м/час.
Кроме того, эта пилотная установка снабжается системой высокого давления - расширения, обозначенной номером 13, генерирующей микроскопические пузырьки с диаметром меньшим, чем 100 мкм, которые смешиваются с флокулируемой водой, поступающей во флотационную ячейку 12.
Для различных доз реагентов результаты, полученные на этой пилотной установке, являются следующими:
1. Коагулянт = 25 г/м3 и полимер = 0,2 г/м3
Обрабатываемая вода:
- мутность = 0,6-1,1 ЕМФ
- суспендированное вещество = 0,9-2 г/м3.
2. Коагулянт = 5 г/м3 и полимер = 0 г/м3
Обрабатываемая вода:
- мутность = 2-4 ЕМФ
- суспендированное вещество = 5-9,8 г/м3.
3. Коагулянт = 50 г/м3 и полимер = 0 г/м3
Обрабатываемая вода:
- мутность = 1-1,9 ЕМФ
- суспендированное вещество = 2,5-4,2 г/м3.
4. Коагулянт = 50 г/м3 и полимер = 0,2 г/м3
Обрабатываемая вода:
- мутность = 0,4-0,9 ЕМФ
- суспендированное вещество = 0,9-1,8 г/м3.
В качестве вывода практические результаты, полученные на этой пилотной установке, служат для подтверждения того, что:
- способ по настоящему изобретению служит для эффективного удаления суспендированного вещества более высокого, чем 90%, даже на относительно сильно загрязненных водах;
- подбор соответствующих доз коагулянта и флокулянта служит для установления соответствующей производительности флокулятора-отстойника и флотационной установки;
- результаты исследования №4 являются наиболее удовлетворительными по абсолютному значению, но со стоимостью высокого потребления коагулянта (передозировка). Наилучшие рабочие условия представляют собой те, которые используются в исследовании №1;
- по меньшей мере, в случае свойств исходной воды, рассмотренных выше, подтверждается, что отсутствие или недостаточность флокулянта не дает возможности флокулятору-отстойнику для соответствующего удерживания тяжелых частиц.
Не выходя за рамки настоящего изобретения, может быть рассмотрен ряд вариантов практического осуществления и/или их усовершенствований.
Таким образом, во всех случаях, в которых является необходимой физико-химическая коагуляция, перед флокуляционной ячейкой может находиться зона высокоэнергетического перемешивания для перемешивания коагулянта (реактор с мешалкой, статический реактор с восходящим потоком и большим падением давления, рядный миксер, водослив и тому подобное). Флокулянт (полимер), если это необходимо, инжектируется на выходе зоны с перемешиванием или в первом флокуляторе с перемешиванием. Этот вариант соответствует фиг.5, рассмотренной выше.
В зависимости от размера ячейки флокуляции-осаждения донный отстой удаляют либо посредством лотка 23 (фиг.3 и 5), либо посредством скребка 24 (фиг.4), или с помощью любой другой системы удаления отстоя, известной специалистам в данной области.
Если это предполагается исходя из времени пребывания, перед ячейкой статической флокуляции может находиться одна или несколько ступеней флокуляции с мешалкой. В этих ячейках имеются мешалки для предотвращения осаждения.
Когда выходящий поток, который должен обрабатываться, имеет высокое содержание суспендированного вещества, эффективность флотационной установки ограничивается массовым потоком, который должен удаляться (кг/м2). Тогда скорость обработки уменьшается пропорционально указанному массовому потоку.
Из предыдущего описания следует, что способ в соответствии с настоящим изобретением служит для удаления части нагрузки суспендированного вещества в флокуляторе-отстойнике путем увеличения дозы флокулянта (полимера). Массовый поток на флотационную установку также значительно понижается, делая возможным ее работу с высокой скоростью и осуществление задачи конечной обработки. Таким образом, благодаря настоящему изобретению, которое состоит в объединении двух стадий обработки флокуляции-осаждения и флотации, любая частица в суспензии, не удерживаемая в флокуляторе-отстойнике, имеет скорость осаждения более низкую, чем скорость флотации, что делает возможным ее удаление на стадии флотации.
Способ, как описано выше, идет против тенденции предубеждений специалистов в данной области, которые, когда возникает вопрос флотации, стараются использовать реагенты, которые облегчают хлопья, в то время как, в противоположность этому, настоящее изобретение способствует, в частности, увеличению плотности тяжелых частиц.
Более того, для получения максимальной компактности системы и опять же в противоположность тенденции специалистов в данной области настоящее изобретение вводит в практику систему ламеллярных отстойников, сконструированную только для того, чтобы быть частично эффективной (эти системы обычно используются для тонкого разделения), и использует стадию флотации в качестве стадии конечной обработки.
Разумеется, остается верным то, что настоящее изобретение не является ограниченным воплощениями, описанными и представленными выше, но охватывает все их варианты. Таким образом, устройство в соответствии с настоящим изобретением может содержать перед флокулятором-отстойником миксер или рядные средства инжекции, которые могут быть расположены, например, на водосливе, питающем этот флокулятор-отстойник.

Claims (6)

1. Способ осветления путем флотации вод, загрязненных суспендированным веществом, отличающийся тем, что обработку путем осветления осуществляют на двух последовательных стадиях, выполняемых в одной и той же системе:
стадии статической флокуляции с нисходящим потоком, которая включает в себя стадию первичного отделения более тяжелых частиц, причем зона, в которой осуществляют стадию первичного отделения более тяжелых частиц, находится под зоной, в которой осуществляют стадию статической флокуляции, и включает в себя удаление более тяжелых частиц, при этом скорости осаждения более тяжелых частиц, удерживаемых на этой стадии статической флокуляции/первичного отделения, являются меньшими или равными скоростям осаждения флотируемых частиц, и
стадии флотации, на которой удаляют легкие частицы, для которых скорость осаждения является более низкой, чем порог отсечки отстойника.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадии флокуляции предшествует стадия высокоэнергетического перемешивания для введения одного или нескольких реагентов, например коагулянта, полимера.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что стадии статической флокуляции предшествует одна или несколько стадий флокуляции с перемешиванием.
4. Устройство для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит в одном и том же замкнутом пространстве статический флокулятор, снабженный дефлекторами и отбойниками, ламеллярный отстойник, расположенный непосредственно под статическим флокулятором, причем более тяжелые частицы, происходящие от первичного осаждения, удаляются в нижней части флокулятора/отстойника, и флотационную установку с ее системой высокого давления-расширения, генерирующей пузырьки, необходимые для флотации более легких частиц.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит одну или несколько ячеек механической флокуляции, поддерживаемых при перемешивании, в которые инжектируется флокулянт, причем ячейка размещена между коагулятором и статическим флокулятором-ламеллярным отстойником.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит перед флокулятором-отстойником миксер или рядные средства инжекции, расположенные на водосливе, питающем этот флокулятор-отстойник.
RU2004130307A 2002-03-12 2003-03-06 Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии RU2282592C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0203066A FR2837197B1 (fr) 2002-03-12 2002-03-12 Procede et dispositif de clarification de liquides, notamment d'eaux, charges de matieres en suspension
FR0203066 2002-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004130307A RU2004130307A (ru) 2005-04-10
RU2282592C2 true RU2282592C2 (ru) 2006-08-27

Family

ID=27772056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130307A RU2282592C2 (ru) 2002-03-12 2003-03-06 Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии

Country Status (20)

Country Link
US (1) US7175768B2 (ru)
EP (1) EP1483210B1 (ru)
KR (1) KR20040091712A (ru)
CN (1) CN1318312C (ru)
AT (1) ATE391697T1 (ru)
AU (1) AU2003227817B2 (ru)
BR (1) BR0308019A (ru)
CA (1) CA2478282A1 (ru)
DE (2) DE60320236T2 (ru)
DK (1) DK1483210T3 (ru)
ES (1) ES2228298T3 (ru)
FR (1) FR2837197B1 (ru)
MX (1) MXPA04008809A (ru)
NZ (1) NZ534986A (ru)
PL (1) PL371805A1 (ru)
PT (1) PT1483210E (ru)
RU (1) RU2282592C2 (ru)
TR (1) TR200403557T3 (ru)
UA (1) UA80273C2 (ru)
WO (1) WO2003076343A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482073C2 (ru) * 2010-12-24 2013-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Полимеры" Способ очистки воды
RU2502678C2 (ru) * 2008-07-29 2013-12-27 Веолиа Уотер Солюшенс & Текнолоджиз Саппорт Способ очистки жидкости флотацией
RU2558581C1 (ru) * 2014-06-16 2015-08-10 Закрытое акционерное общество "Системы водоочистки" Способ очистки сточных вод и система для его реализации

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI121733B (fi) * 2005-06-09 2011-03-31 Wiser Oy Vedenpuhdistuslaitteisto
FR2909993B1 (fr) * 2006-12-13 2010-12-10 Degremont Procede pour la clarification par flottation d'eaux difficiles, et installation pour sa mise en oeuvre
CN101422662B (zh) * 2008-11-28 2013-04-10 友达光电股份有限公司 固液气三相分离装置
FI122475B (fi) * 2010-09-29 2012-02-15 Outotec Oyj Menetelmä metallurgisessa prosessissa käytettävän vaahdotuskoneen käyttämiseksi ja vaahdotuskone
US20120152855A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Palo Alto Research Center Incorporated Systems and apparatus for seawater organics removal
US9828267B1 (en) 2011-09-06 2017-11-28 Liberty Evans, Llc MBR frame
US8900460B2 (en) 2011-09-29 2014-12-02 Cameron International Corporation Method to process effluent brine and interface rag from an oil dehydration/desalting system
FR2985253B1 (fr) 2012-01-04 2014-01-10 Degremont Appareil de coagulation/floculation pour le traitement d'un flux hydraulique, et procede de mise en oeuvre
GB2559057A (en) * 2012-09-04 2018-07-25 Cameron Int Corp System for processing interface emulsion, water and solids
US9884295B2 (en) 2012-10-08 2018-02-06 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Membrane bioreactor system using reciprocating membrane
US9422168B2 (en) 2013-04-24 2016-08-23 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Dissolved air flotation device for liquid clarification
KR101690510B1 (ko) * 2015-05-04 2016-12-28 두산중공업 주식회사 다중 기포 주입 방식의 용존공기부상 수처리 장치
CN106645011B (zh) * 2016-11-30 2020-03-20 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 一种食品红外在线检测装置
CN106517595A (zh) * 2016-12-21 2017-03-22 重庆市沃利克环保设备有限公司 一种一体化***
CN108423868A (zh) * 2018-03-08 2018-08-21 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 组合式沉淀池
US20210379605A1 (en) * 2018-10-29 2021-12-09 Metso Outotec Finland Oy Method and arrangement for process water treatment
CN110115873A (zh) * 2019-04-22 2019-08-13 华电电力科学研究院有限公司 一种含煤废水处理***与含煤废水处理工艺
KR102614264B1 (ko) * 2019-09-19 2023-12-18 주식회사 엘지화학 에스터화 생성물의 중화/수분리조 및 에스터화 생성물의 중화/수분리 방법
CN111138003A (zh) * 2020-01-08 2020-05-12 柯侨宾 一种社区污水处理设备用预处理机构
CN111632768A (zh) * 2020-06-01 2020-09-08 淮北市矿环洗选成套设备有限公司 一种具有多层筛选功能的浮选机
CN112408590B (zh) * 2020-11-20 2021-09-10 北京华宇辉煌生态环保科技股份有限公司 一种短途回流高浓污泥的好氧装置和污水处理***
RU2769382C1 (ru) * 2020-12-14 2022-03-31 Борис Семенович Ксенофонтов Биофлотокомбайн для очистки сточных вод
CN113582313A (zh) * 2021-08-12 2021-11-02 深圳市正达环境工程实业有限公司 一种加介质高效沉淀池水处理工艺及其***

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3932282A (en) * 1972-09-05 1976-01-13 Tenco Hydro/Aerosciences, Inc. Dissolved air floatation system
NL185448C (nl) * 1980-03-07 1990-04-17 Esmil Bv Inrichting voor het floteren van uitgevlokt slib in een vloeistof.
DE8616498U1 (de) * 1986-09-16 1991-03-07 Kreyenberg, Heiner, Dipl.-Ing., 4030 Ratingen Vorrichtung zur Schlammentnahme aus Gewässern und deren Aufbereitung
FI83864C (fi) * 1987-03-25 1991-09-10 Oiva Suutarinen Foerfarande foer renande av en vaetska fraon fasta och upploesta foeroreningar med ett flotationsklarning-flockningsfoerfarande.
FR2679223B1 (fr) * 1991-07-19 1993-10-15 Degremont Procede et dispositif de traitement des eaux.
US5169004A (en) * 1991-08-29 1992-12-08 K-Pack Systems International Method of and apparatus for treating building rubble
CN1037748C (zh) * 1992-06-01 1998-03-18 吉林市自来水公司 侧向流斜板浮沉固液分离方法及装置
FI97128C (fi) * 1993-12-20 1996-10-25 Oiva Suutarinen Vedenpuhdistuslaitos
CN2194357Y (zh) * 1994-06-01 1995-04-12 刘林根 废水综合净化处理设备
NO303048B1 (no) * 1994-10-19 1998-05-25 Mastrans As FremgangsmÕte og utstyr for rensing av en vµske
US6174434B1 (en) * 1996-04-26 2001-01-16 The Lenox Institute Of Water Technology, Inc. Three zone dissolved air floatation clarifier with fixed lamellae and improved paddle-and-ramp sludge removal system
CN2402663Y (zh) * 1999-12-29 2000-10-25 王继武 一体式澄清气浮池
WO2001060494A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-23 The F.B. Leopold Co., Inc. Solid buoyant media induced flotation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502678C2 (ru) * 2008-07-29 2013-12-27 Веолиа Уотер Солюшенс & Текнолоджиз Саппорт Способ очистки жидкости флотацией
RU2482073C2 (ru) * 2010-12-24 2013-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Полимеры" Способ очистки воды
RU2558581C1 (ru) * 2014-06-16 2015-08-10 Закрытое акционерное общество "Системы водоочистки" Способ очистки сточных вод и система для его реализации

Also Published As

Publication number Publication date
DE60320236T2 (de) 2009-05-20
CN1642862A (zh) 2005-07-20
US7175768B2 (en) 2007-02-13
BR0308019A (pt) 2005-02-09
FR2837197A1 (fr) 2003-09-19
EP1483210B1 (fr) 2008-04-09
MXPA04008809A (es) 2005-06-20
KR20040091712A (ko) 2004-10-28
DE60320236D1 (de) 2008-05-21
RU2004130307A (ru) 2005-04-10
FR2837197B1 (fr) 2005-01-28
EP1483210A1 (fr) 2004-12-08
DE03725270T1 (de) 2005-05-04
AU2003227817B2 (en) 2009-06-04
ES2228298T3 (es) 2008-06-16
CN1318312C (zh) 2007-05-30
AU2003227817A1 (en) 2003-09-22
ES2228298T1 (es) 2005-04-16
TR200403557T3 (tr) 2005-02-21
US20050150840A1 (en) 2005-07-14
PT1483210E (pt) 2008-04-28
CA2478282A1 (fr) 2003-09-18
UA80273C2 (en) 2007-09-10
WO2003076343A1 (fr) 2003-09-18
DK1483210T3 (da) 2008-07-28
NZ534986A (en) 2007-07-27
PL371805A1 (en) 2005-06-27
ATE391697T1 (de) 2008-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2282592C2 (ru) Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии
CN106007209B (zh) 一种石油炼油污水除油预处理工艺
EP0932436B1 (en) Water and wastewater treatment system with internal recirculation
KR100992430B1 (ko) 침전 장치 및 이를 포함하는 하ㆍ폐수 처리 장치
US10752520B2 (en) Water treatment process employing dissolved air flotation to remove suspended solids
KR101820864B1 (ko) 섬유볼을 내장한 용존 공기 부상형 전처리 장치 및 이를 이용한 용존 공기 부상형 수처리 방법
CN104291497A (zh) 一种共聚气浮澄清池
KR101773379B1 (ko) 사이클론을 포함하는 수평형 유도가스 부상분리를 이용한 유수처리 장치 및 그 방법
US7244362B2 (en) Water treatment by ballasted flocs and degreasing
US6599418B2 (en) Apparatus for treating water or wastewater
CN103030229B (zh) 一种钢铁行业的含油废水处理装置及其处理方法
KR100576348B1 (ko) 오폐수 처리용 가압부상조
GB2263694A (en) Dissolved air flotation
US20030155306A1 (en) Apparatus and method for the treatment of a contaminated fluid
CN215102427U (zh) 一种实用的一体化气浮装置
KR100464716B1 (ko) 수처리 및 폐수처리용 고액분리기
KR20010090404A (ko) 오폐수처리장치
KR101045878B1 (ko) 상하수 고도 처리를 위한 고효율 하이브리드 침전지
KR200252229Y1 (ko) 용존공기 부상분리장치
CN1312226A (zh) 逆流式气浮水处理方法及其装置
CN216106335U (zh) 一种新型气浮预处理***
Prasad Sedimentation in Water and Used Water Purification
Zăbavă et al. Considerations on the equipment used for wastewater settling-a review.
KR200305034Y1 (ko) 무동력 고효율 고속침전장치
KR200310882Y1 (ko) 오폐수처리장치