Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ ВОД
СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ ВОД

СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ ВОД

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: относится к обработке вод, а именно к способам классификации, сгущения и выделения флокулированных частиц и может быть использован при обогащении полезных ископаемых для осветления оборотных вод и при очистке промышленных, хозпитьевых и сточных вод. Сущность изобретения: после флотационного выделения коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделения твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде производят насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией с использованием напорной воды, прошедшей предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией и осуществляют повторное флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после чего производят насыщение воды воздушными пузырьками с использованием озоновоздушной смеси и еще раз выделяют оставшиеся загрязнения аналогичным образом. Насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией и флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений осуществляют в смежных зонах одной камеры, разделенных вертикальными перфорированными перегородками с зазором у нижних их кромок, причем струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, ограничивают лишь зонами ее насыщения воздушными пузырьками, не затрагивая при этом зон флотации. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2103046
Класс(ы) патента: B01D21/00, B01D21/01
Номер заявки: 96115975/25
Дата подачи заявки: 31.07.1996
Дата публикации: 27.01.1998
Заявитель(и): Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Патентообладатель(и): Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Описание изобретения: Изобретение относится к обработке вод, а именно к способам классификации, сгущения и выделения частиц и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых для осветления оборотных вод и при очистке промышленных, хозпитьевых и сточных вод.
Известен способ осветления вод, включающий введение в воду раствора флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками, флотационное выделение аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, гидравлическое выделение твердых частиц и шламовых флокул путем их осаждения в водной среде, в котором гидравлическое выделение твердых частиц и шламовых флокул осаждением производят после флотационного выделения аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, осаждение и флотационное выделение осуществляют в смежных зонах одной камеры, сопряженных между собой по принципу сообщавшихся сосудов, в одной вышерасположенной ветви которого осуществляют флотационное выделение гидрофобной части загрязнений, а в другой, нижерасположенной - гидрофильной части загрязнений, причем насыщение воды тонкодисперсными воздушными пузырьками производят пневмогидравлической аэрацией, из полученного при флотации пенного продукта выделяют водную фазу с содержащимися в ней поверхностно-активными веществами, которую используют при пневмогидравлической аэрации [1].
Способ реализуется в устройстве для осветления вод [1], содержащем установленную вертикально камеру для циркуляции воды с приспособлением для подвода неочищенной воды и патрубком для выгрузки шлама, желоба для слива загрязненной воды и очищенной воды, закрепленные снаружи камеры на верхней ее кромке, расположенный в камере пакет наклонных параллельных осадительных пластин, по меньшей мере одну разделительную перегородку, в котором камера для циркуляции воды снабжена пневмогидравлическими аэраторами, попарно соосно размещенными на противоположных боковых ее стенках над разделительной перегородкой, которая установлена с наклоном в сторону приспособления для подвода неочищенной воды и делит камеру на зоны флотации и осаждения, расположенные соответственно над и под перегородкой, при этом зоны флотации и осаждения сообщаются в нижней части камеры под нижней кромкой разделительной перегородки, под которой расположен патрубок для выгрузки шлама, устройство снабжено установленной под желобом для слива загрязненной воды осадительной камерой с вертикальной разделительной перегородкой, расположенной внутри камеры с зазором по отношению к ее днищу и закрепленной на боковых стенках камеры и днище желоба для слива загрязненной воды с образованием двух частей, одна из которых, примыкающая к желобу сбоку, сообщается с его внутренней полостью и имеет в верхней части переливной регулируемый порог, а другая, расположенная под днищем желоба и примыкающая к нему снизу, снабжена размещенным в верхней ее части патрубком для вывода водной фазы, при этом переливная кромка регулируемого порога расположена выше выходного отверстия патрубка для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих газообразную, водную и твердую фазы, желоб для слива очищенной воды размещен ниже верхней кромки наклонной разделительной перегородки, переливная кромка камеры над желобом для слива очищенной воды размещена ниже переливной кромки над желобом для слива загрязненной воды на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкостей. Устройство снабжено двумя блоками, каждый из которых имеет расположенные под желобом для слива загрязненной воды баллон-ресивер для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды с соответственно воздухоподводящим и водоподводящим патрубками, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены в блоках, каждый аэратор снабжен корпусом трубчатой формы с размещенными внутри него входной и выходной втулками, изготовленными из износостойкого материала, например, силицированного графита или металлокерамики, корпуса аэраторов одним торцом плотно вмонтированы в боковую стенку камеры для циркуляции воды, а другим - в смежную стенку между баллоном-ресивером и коллектором для напорной воды, выходные сопла пневмогидравлических аэраторов направлены внутрь камеры для циркуляции, а входные отверстия аэраторов направлены внутрь коллектора для напорной воды, трубчатые корпуса аэраторов имеют на внутренней поверхности кольцевую канавку, сопряженную с внутренней полостью баллона-ресивера для сжатого воздуха, входная и выходная втулки имеют сквозные отверстия для напорной воды, выходная втулка имеет в осевом отверстии участок с тангенциальными проходами для сжатого воздуха, поступающего из кольцевой канавки корпуса аэраторов [1].
Недостатком известного способа является то, что в нем отсутствуют операции, обеспечивающие интенсивную коагуляцию коллоидных частиц. Он не имеет последовательных операций для насыщения воды тонкодисперсными газовыми и воздушными пузырьками раздельно от флотационного выделения аэрофлокул. При одновременном проведении этих операций струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, частично разрушает уже сформированные флотокомплексы, что ведет к ухудшению аэрогидродинамических условий для выделения гидрофобных загрязнений, снижению эффективности процесса осветления вод, качества ее очистки и производительности аппарата. К недостаткам способа следует отнести отсутствие в нем операций обеззараживания воды.
Используемые в устройстве [1] для снижения внутрикамерной турбулентности успокоительные решетки и пластины в данном случае недостаточны для сохранения уже сформированных флотокомплексов, так как они расположены непосредственно в зоне струйного перемешивания воды при ее насыщении воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ осветления вод, включающий введение в воду раствора флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками, флотационное выделение аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, выделение твердых частиц и шламовых флокул путем их осаждения в водной среде, в котором выделение твердых частиц и шламовых флокул осаждением производят после флотационного выделения аэрофлокул, нефтепродуктов, поверхностно-активных и маслообразных веществ, осаждение и флотационное выделение осуществляют в смежных зонах одной камеры, сопряженных между собой по принципу сообщающихся сосудов, при этом насыщение воды тонкодисперсными воздушными пузырьками производят пневмогидравлической аэрацией, из полученного при флотации пенного продукта выделяют водную фазу с содержащимися в ней поверхностно-активными веществами, которую используют при пневмогидравлической аэрации [2].
Способ реализуется в устройстве для осветления вод [2], содержащем установленную вертикально камеру для циркуляции воды с приспособлением для подвода неочищенной воды и патрубком для выгрузки шлама, желоба для слива загрязненной воды, закрепленные снаружи камеры на верхней ее кромке, расположенный в камере пакет наклонных параллельных осадительных пластин, по меньшей мере одну разделительную перегородку, в котором камера для циркуляции воды снабжена пневмогидравлическими аэраторами, попарно соосно размещенными на противоположных боковых ее стенках над разделительной перегородкой, которая установлена с наклоном в сторону приспособления для подвода неочищенной воды и делит камеру на зоны флотации и осаждения, расположенные соответственно над и под перегородкой, при этом зоны флотации и осаждения сообщаются в нижней части камеры под нижней кромкой разделительной перегородки, под которой расположен патрубок для выгрузки шлама, устройство снабжено центральной осадительной камерой с вертикальными разделительными перегородками, установленными внутри камеры с зазором по отношению к ее днищу и закрепленными на боковых стенках камеры и днище желоба для слива загрязненной воды, при этом внутренняя полость, образованная вертикальными перегородками, сообщается с желобом для слива загрязненной воды и имеет в верхней части переливные регулируемые пороги, а наружная полость, образованная стенками осадительной камеры и вертикальными перегородками, снабжена размещенным в ее верхней части патрубком для вывода водной фазы, причем переливная кромка регулируемого порога расположена выше уровня выходного отверстия патрубка для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих газообразную, водную и твердую фазы, желоб для слива очищенной воды размещен ниже верхней кромки наклонной разделительной перегородки, переливная кромка камеры над желобом для слива очищенной воды расположена ниже переливной кромки над желобом для слива загрязненной воды на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости.
Устройство снабжено двумя блоками, каждый из которых имеет расположенные под желобом для слива загрязненной воды баллон-ресивер для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды с соответственно воздухоподводящим и водоподводящим патрубками, при этом аэраторы размещены в блоках, каждый аэратор снабжен корпусом трубчатой формы с входной и выходной втулками, плотно вмонтированный одним торцом в боковую стенку камеры для циркуляции воды, а другим - в смежную стенку между баллоном-ресивером и коллектором для напорной воды, выходные сопла пневмогидравлических аэраторов направлены внутрь камеры для циркуляции, а входные отверстия аэраторов - внутрь коллектора для напорной воды, выходная втулка корпуса аэратора имеет в осевом отверстии участок с тангенциальными проходами для сжатого воздуха, внутренняя поверхность трубчатого корпуса выполнена с кольцевой канавкой, соединенной с внутренней полостью баллона-ресивера, камера для циркуляции воды выполнена сдвоенной со взаимно симметричным зеркальным расположением двух ее половин по отношению к осадительной камере, при этом последняя расположена между половинами и является для обеих половин общей.
Способ [2] за счет сдвоенного выполнения камеры для циркуляции воды, где этот способ реализуется, и снижения в результате этого интенсивности внутрикамерных потоков частично устраняет недостатки способа [1]. Вместе с тем, и ему свойственны недостатки способа [1] , так как и в данном случае в нем отсутствуют операции, обеспечивающие интенсивную коагуляцию коллоидных частиц, и он не имеет последовательных операций для насыщения воды тонкодисперсными газовыми и воздушными пузырьками раздельно от флотационного выделения аэрофлокул, что снижает эффективность процесса осветления вод и качества ее очистки. К недостаткам способа следует также отнести отсутствие в нем обеззараживания воды.
Целью изобретения является повышение эффективности процесса осветления вод и качества ее очистки за счет улучшения аэрогидродинамических условий для выделения коллоидных и взвешенных частиц и гидрофобных загрязнений.
Цель достигается тем, что в способе осветления вод, включающем введение в воду раствора коагулянта и (или) флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией, флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений, выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после флотационного выделения коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделения твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде производят насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией с использованием напорной воды, прошедшей предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией и осуществляют повторное флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после чего производят насыщение воды воздушными пузырьками с использованием озоновоздушной смеси и еще раз выделяют оставшиеся загрязнения аналогичным образом, насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией и флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений осуществляют в смежных зонах одной камеры, разделенных вертикальными перфорированными перегородками с зазором у нижних их кромок, причем струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, ограничивают лишь зонами ее насыщения воздушными пузырьками, не затрагивая при этом зон флотации.
При создании изобретения авторы исходили из следующего.
Использование коагулянтов и флокулянтов для интенсификации выделения коллоидных и шламовых примесей из оборотных и хозпитьевых вод требует обеспечения необходимых условий, предотвращающих деструкцию агрегатных хлопьев, молекул флокулянта и образуемых с их помощью шламовых флокул и аэрофлокул, так как при их деструкции эффективность использования данных реагентов резко снижается. Одновременно снижается эффективность и качество очистки вод и производительность аппаратов. Деструкцию агрегатных хлопьев и аэрофлокул можно предотвратить посредством перевода турбулентного режима движения аэрированной жидкости, необходимого для перемешивания воды с раствором коагулянта и флокулянта, в ламинарный режим, необходимый для разделительного процесса. Это достижимо при раздельном проведении операций насыщения воды газовыми и воздушными пузырьками и флотационного выделения аэрофлокул и гидрофобных загрязнений.
Для более тонкой диспергации воздуха, необходимой для флокулярной флотации агрегатированных коллоидных частиц и шламов и гидрофобных загрязнений, целесообразно использовать пневмогидравлическую аэрацию, для которой в качестве напорной воды рационально использовать жидкую фазу, выделенную из пенного продукта флотации, так как она обогащена поверхностно-активными веществами, извлеченными из неочищенной воды при ее флотационной обработке. При этом целесообразно провести ее предварительную электрохимическую обработку для интенсификации электрохимических и адсорбционных процессов, насыщения воды пузырьками водорода и кислорода, способными выносить тонкодисперсные вещества из объема жидкости на ее поверхность, а также для инициирования электрофоретического движения в воде взвешенных твердых и коллоидальных частиц и пузырьков газа. Кроме того, такая обработка воды обеспечивает возможность электрохимического коагулирования коллоидных и взвешенных частиц, что позволяет снизить расход веществ типа коагулянтов, а также возможность более тонко регулировать процесс осветления вод в интенсивном его режиме. Для обеззараживания вод рационально использовать при этом озоновоздушную смесь в качестве газовой фазы при пневмогидравлической аэрации. С целью повышения эффективности процесса осветления и качества очистки воды удаление загрязнений следует проводить последовательно различными методами.
На фиг. 1 изображен общий вид аппарата для осветления вод (с продольным разрезом); на фиг. 2 - вид аппарата сбоку с частичным разрезом; на фиг. 3 - узел 1 на фиг.2 в увеличенном масштабе, изображающий пневмогидравлический аэратор и его размещение в блоке (продольный разрез).
Аппарат для осветления вод содержит (см. фиг. 1 и 2) установленную вертикально пирамидальную камеру 1 для циркуляции воды, подвергаемой очистке. К камере 1 примыкает сверху приспособление 2 для подвода неочищенной воды, а в нижней ее части закреплены патрубки 3 для выгрузки шлама. Для увеличения производительности аппарата камера 1 для циркуляции воды выполнена сдвоенной со взаимно симметричным зеркальным расположением двух ее половин. Соответственно выполнено и приспособление 2 для подвода неочищенной воды. В верхней части камеры 1 с внутренней ее стороны также зеркально закреплены желоба 4 для слива воды, содержащей флотоактивную ее часть. Внутри камеры 1 расположены разделительные перегородки 5, установленные с зазором 6 по отношению к днищу камеры 1. Перегородки 5 наклонены от вертикали в противоположные друг другу стороны и плотно скреплены своими верхними кромками с внешними противоположными частями приспособления 2. Нижние кромки перегородок 5 расположены над патрубками 3 для выгрузки шлама. Боковыми кромками перегородки 5 плотно закреплены за боковые стенки камеры 1. Под разделительными перегородками 5 параллельно им размещены пакеты наклонных пластин 7, опирающиеся своими нижними кромками на вертикальные ребра 8, которые своими торцевыми кромками закреплены за разделительные перегородки 5 и нижние наклонные стенки камеры 1. Эти стенки камеры 1 параллельны разделительным перегородкам 5. К их верхним кромкам прикреплены желоба 9 для слива очищенной воды с патрубками 10 для вывода очищенной воды из аппарата. Уровень этих кромок находится ниже уровня переливных кромок камеры 1 вдоль желобов 4 на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости, что обеспечивает одновременность и непрерывность перелива пенного продукта и очищенной воды из камеры 1. Со стороны боковых стенок камера 1 имеет симметрично расположенные зоны 11 для насыщения воды воздушными пузырьками, между которыми расположены зоны 12 для флотационного выделения гидрофобных загрязнений. Зоны 11 и 12 разделены между собой вертикальными перфорированными перегородками 13 с зазором 14 у нижних их кромок по отношению к разделительной перегородке 5. В верхней части камеры 1 над зонами 11 для насыщения воды воздушными пузырьками равномерно размещены пневмогидравлические аэраторы 15, оси и выходные сопла которых направлены вниз вдоль перфорированных перегородок 13.
Приспособление 2 для подвода неочищенной воды выполнено в виде зеркально симметрично расположенного над камерой 1 для циркуляции воды T-образного распределительного коллектора 16, имеющего в нижних поперечных своих участках щелевые выходы 17 во флотационные зоны 12 камеры 1. На концах поперечных участков распределительный коллектор 16 соединен через патрубки 18 с внутренней полостью зон 11 для насыщения воды воздушными пузырьками. В верхней своей части распределительный коллектор 16 снабжен патрубком 19 для приема неочищенной воды, имеющим в нижней своей части износостойкую футеровку 20.
Желоба 4 выполнены заодно с осадительной камерой 21, размещенной под ними. Осадительная камера 21 закреплена за смежные с ней стенки камеры 1 для циркуляции воды и находится между двух зеркально симметрично расположенных ее половин, являясь общей для обеих половин. Внутри она снабжена вертикально расположенными разделительными перегородками 22, установленными параллельно смежным стенкам камер 1 и 21 с зазором 23 по отношению к днищу осадительной камеры 21. Разделительные перегородки 22 плотно закреплены за боковые стенки осадительной камеры 21 и за днища желобов 4 и делят внутреннюю полость осадительной камеры 21 на три части, одна из которых 24 центральная сообщена с внутренней полостью желобов 4 и имеет в верхней своей части переливные регулируемые пороги 25, размещенные на противоположных боковых стенках камеры 21, а две другие 26 снабжены расположенными в верхних их частях патрубками 27 для вывода водной фазы. Уровень переливных кромок регулируемых порогов 25 находятся выше выходных отверстий патрубков 27 на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих в себе газообразную, водную и твердую фазы, что обеспечивает одновременность и непрерывность выгрузки маслообразных загрязнений и водной фазы при расслоении пенного продукта на составляющие его фазы в осадительной камере 21. В нижней своей части осадительная камера 21 снабжена патрубком 28 для выгрузки пескового продукта и шлама, а в верхней части приемниками 29 с патрубками 30 для выгрузки маслообразных продуктов.
Пневмогидравлические аэраторы 15 установлены на камере 1 для циркуляции воды в четырех блоках 31, каждый из которых имеет баллон-ресивер 32 для сжатого воздуха и коллектор 33 для напорной воды, расположенные попарно над зонами 11 для насыщения воды воздушными пузырьками. Каждый из аэраторов 15 имеет (см. фиг. 1-3) свой трубчатой формы корпус 34 плотно (на сварке) вмонтированный своим нижним торцем в верхние кромки 35 камеры 1 над зонами 11. Выходные сопла пневмогидравлических аэраторов 15 обращены внутрь зоны 11 камеры 1, а их входные отверстия внутрь коллектора 33 для напорной воды. Внутри трубчатого корпуса 34 размещены входная 36 и выходная 37 втулки, изготовленные из износостойкого материала, например из силицированного графита или металлокерамики, имеющие сквозные отверстия 38 для напорной воды. Выходная втулка 37 имеет в осевом отверстии участок 39 большего диаметра с тангенциальными проходами 40 для сжатого воздуха. Втулки 36 и 37 закреплены в корпусе 34 посредством гайки 41 через прокладку 42. На внутренней поверхности трубчатого корпуса 34 имеется кольцевая канавка 43, соединенная через отверстия 44 с внутренней полостью баллона-ресивера 32, а через тангенциальные проходы 40 с участком 39 выходной втулки 37 аэратора 15, что обеспечивает проход сжатого воздуха из баллона-ресивера 32 в каждый из аэраторов 15. Баллон-ресивер 32 имеет воздухоподводящий патрубок 45. Коллектор 33 для напорной воды имеет водоподводящий патрубок 46, а также люки 47 с герметичными крышками 48, расположенные напротив каждого пневмогидравлического аэратора 15 и предназначенные для замены изнашивающихся частей аэраторов 15.
При работе аппарата для осветления вод камера 1 для циркуляции воды, подвергаемой очистке, заполняется через патрубок 19 и распределительный коллектор 16 неочищенной водой с добавленным в нее (при необходимости) коагулянтом или высокомолекулярным флокулянтом. Неочищенная вода с коагулянтом (флокулянтом) из щелевых выходов 17 входит непосредственно во флотационные зоны 12 камеры 1, по всей их ширине, а через патрубки 18 она сначала поступает в зоны 11 для насыщения воды воздушными пузырьками, а уже после этого проходит через отверстия в вертикальной перфорированной перегородке 13 и зазор 14 во флотационную зону 12, где смешивается с водой, поступившей в эту зону из щелевых выходов 17. Одновременно с заполнением камеры 1 водой включают в работу пневмогидравлические аэраторы 15, для чего в каждый баллон-ресивер 32 через патрубок 45 подают сжатый воздух, а в каждый коллектор 33 через патрубок 46 воду под давлением, прошедшую предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией. При прохождении высокоскоростной струи аэрированной жидкости через участок 39 в его полости генерируются акустические колебания, способствующие тонкой диспергации газа и воздуха в водной среде, и из нее эжектируется воздух, который непрерывно пополняется из баллона-ресивера 32 для сжатого воздуха через отверстия 44 в трубчатом корпусе 34, кольцевые канавки 43 и тангенциальные проходы 40. На участке 39 воздух разгоняется до высоких скоростей за счет тангенциальной его подачи через тангенциальные проходы 40, при этом векторы скоростей жидкости и воздуха не совпадают, что также способствует более тонкой диспергации воздуха. Наиболее тонкие газовые пузырьки поступают при этом с напорной водой, прошедшей предварительную электрохимическую обработку.
При заполнении камеры 1 неочищенной водой и аэрированной жидкостью на поверхности воды образуется пенный слой, свидетельствующий о наличии в ней поверхностно-активных веществ. Этот пенный слой при достижении уровня верхней кромки камеры 1 переливается через эту верхнюю кромку в желоба 4 для слива загрязненной воды. Поступающие в зоны 11 камеры 1 из приспособления 2 неочищенные воды с коагулянтом (флокулянтом) перемешиваются струями аэрированной жидкости, выходящими из сопел пневмогидравлических аэраторов 15, и насыщаются тонкодиспергированными газовыми и воздушными пузырьками. При поступлении неочищенной сильно аэрированной воды с коагулянтом (флокулянтом) во флотационную зону 12 образующиеся за счет газовых и воздушных пузырьков агрегатные хлопья и аэрофлокулы гидрофобных шламов вместе с другими гидрофобными загрязнениями воды флотируются в пенный продукт. Флотация их ведется в ламинарном режиме, так как струйное перемешивание неочищенной воды, осуществляемое в турбулентном режиме в зоне 11, отделено от флотационной зоны 12 вертикальной перфорированной перегородкой 13. Гидрофильная часть загрязнений и шламовых флокул опускается при этом вниз и вместе с водой огибает разделительные перегородки 5 под их нижними кромками и через зазоры 6 поступает в осадительные зоны камеры 1, расположенные под разделительными перегородками 5. При огибании потоком жидкости разделительных перегородок 5 из него выпадает вниз основная масса образовавшихся шламовых флокул и находящихся в воде твердых частиц и выгружается из аппарата через патрубки 3, расположенные непосредственно под разделительными перегородками 5. Оставшаяся часть гидрофильных частиц и шламовых флокул подхватывается потоком воды и вместе с ним проходит через пакеты наклонных пластин 7, где происходит тонкослойное расслоение жидкой и твердой фаз. Твердая фаза оседает на пластинах 7 и по их наклонной поверхности скатывается вниз и выгружается из аппарата через патрубки 3. Жидкая фаза, представляющая собой очищенную воду, переливается из камеры 1 в желоба 9 для слива очищенной воды и выводится из аппарата через патрубки 10. Одновременность и непрерывность перелива загрязненной и очищенной воды из камеры 1 обеспечивается тем, что уровень перелива очищенной воды в желоба 9 расположен ниже уровня перелива загрязненной воды в желоба 4 на величину, пропорциональную разности плотностей аэрированной и неаэрированной жидкости, а флотационные и осадительные зоны камеры 1 сопряжены между собой по принципу сообщающихся сосудов.
Переливающийся в желоба 4 пенный продукт поступает в осадительную камеру 21, разделенную перегородками 22 на три части по принципу сообщающихся сосудов. В одной ее части 24 центральной происходит расслоение пенного продукта на составляющие его фазы. Маслообразные продукты, как более легкие, перемешаются в верхние слои смеси и переливаются при заполненной осадительной камере 21 через переливные регулируемые пороги 25 в приемники 29 и через патрубки 30 выводятся из аппарата. Водная и твердая фазы, как более тяжелые, перемещаются в нижние слои смеси. Твердая фаза выгружается из осадительной камеры 21 через патрубок 28. Водная фаза через зазоры 23 поступает в две другие части 26 осадительной камеры 21 и выгружается из нее через патрубки 27. Одновременность и непрерывность выгрузки маслообразных продуктов и воды из осадительной камеры 21 обеспечивается тем, что переливная кромка регулируемых порогов 25 расположена выше уровня выходных отверстий патрубков 27 для вывода водной фазы на величину, пропорциональную разности плотностей осветленной воды и маслообразных загрязнений, содержащих в себе газообразную, водную и твердую фазы, а все три части 24 и 26 осадительной камеры 21 сопряжены между собой по принципу сообщающихся сосудов.
Водная фаза, содержащая поверхностно-активные вещества, извлеченные из неочищенной воды при ее флотационной обработке, используется в качестве напорной воды для работы пневмогидравлических аэраторов 15, для чего ее предварительно обрабатывают в электролизере и затем подают через патрубки 46 в коллекторы 33 для напорной воды. Использование этой водной фазы в качестве напорной воды при пневмогидравлической аэрации обеспечивает насыщение воды газовыми пузырьками при ее предварительной электрохимической обработке, необходимыми для коагулирования коллоидных частиц, а также тонкое диспергирование воздуха и устойчивую работу аэраторов 15 без коалесценции пузырьков в объеме аэрированной воды, что обеспечивает качественную ее очистку. Обеззараживание очищаемых вод осуществляется при этом использованием озоновоздушной смеси в качестве газовой фазы при пневмогидравлической аэрации. С целью повышения эффективности процесса осветления и качества очистки воды удаление загрязнений следует проводить последовательно различными методами в соответствии с предлагаемым способом, трижды последовательно пропуская очищаемую воду через аппарат вышеизложенной конструкции. Для чего рационально использовать технологическую цепочку из трех таких аппаратов.
Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения аэрогидродинамических условий для выделения коллоидных и взвешенных частиц и гидрофобных загрязнений повысить эффективность процесса осветления вод и качество ее очистки.
Литература
1. Злобин М.Н. Разработка и промышленное освоение флотационной технологии и оборудования для извлечения алмазов из руд, докт. дисс., 1995, с. 27,28.
2. Злобин М.Н. Разработка и промышленное освоение флотационной технологии и оборудования для извлечения алмазов из руд, докт. дисс., 1995, с. 27-29, рис.6, (прототип).
Формула изобретения: 1. Способ осветления вод, включающий введение в воду раствора коагулянта и(или) флокулянта, насыщение ее воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией, флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений, выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, отличающийся тем, что после флотационного выделения коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделения твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде производят насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией с использованием напорной воды, прошедшей предварительную электрохимическую обработку непосредственно перед пневмогидравлической аэрацией, и осуществляют повторное флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений и выделение твердых частиц, шламовых флокул и гидрофильных загрязнений путем их осаждения в водной среде, после чего производят насыщение воды воздушными пузырьками с использованием озоновоздушной смеси и еще раз выделяют оставшиеся загрязнения аналогичным образом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыщение воды воздушными пузырьками пневмогидравлической аэрацией и флотационное выделение коагулированных шламов, аэрофлокул и гидрофобных загрязнений осуществляют в смежных зонах одной камеры, разделенных вертикальными перфорированными перегородками с зазором у нижних их кромок, причем струйное перемешивание воды, осуществляемое пневмогидравлической аэрацией, ограничивают лишь зонами ее насыщения воздушными пузырьками, не затрагивая при этом зон флотации.