CS227898B1

CS227898B1 - Water purification and treatment installation by flotation,flocculation and filtration

Info

Publication number: CS227898B1
Application number: CS129383A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Bartak; Ladislav Ml Bartak
Original assignee: Ladislav Bartak; Ladislav Ml Bartak
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1984-05-14
Also published as: CS245473B1; CS8301293A1

Description

Vynález se týká zařízení pro čištění a úpravu vody flotací, flokulací a konečnou filtrací na sypkém plovoucím filtračním loži.The invention relates to a device for the purification and treatment of water by flotation, flocculation and final filtration on a loose floating filter bed.

Dosud známá zařízení pro čištěni a úpravu vody flotací nebo flokulací s eventuálním dočišřováním filtrací, jsou specializovaná zařízení bud pro flotační proces, nebo pro flokulační proces, což znamená, že výrobce musí vyrábět dva druhy specializovaných zařízení v patřičném počtu velikostí. Rovněž platí i pro uživatele, že tito musí použít různých speciálních zařízení v případě výskytu různého složení surových vod v jednom místě, vyžadujících různé technologie čištění. Zvláště v průmyslových závodech, kde dochází v důsledku změny výroby nebo výrobních postupů ke změnám složení odpadních vod, nebo když závody produkují z jednotil vých provozů odpadní vody odlišného složení a nelze je smíchat nebo naopak potřebují k provozu upravenou užitkovou vodu speciálního složení, vyskytuje se nutnost použít k její úpravě jak procesu flotačního, tak i flokulačního.Known installations for the purification and treatment of water by flotation or flocculation with optional after-treatment of filtration are hitherto specialized facilities for either the flotation process or flocculation process, which means that the manufacturer has to produce two types of specialized devices in the appropriate number of sizes. It is also true for the user that they have to use different special equipment if different raw water compositions occur in one place, requiring different purification technologies. Especially in industrial plants where there is a change in the composition of wastewater as a result of a change in production or production processes, or when plants produce different composition of waste water from individual plants and cannot be mixed or require special treated treated water for operation use it to adjust both the flotation and flocculation processes.

««

Nevýhoda nutnosti vyrábět a používat speciální zařízení zvlášř pro flotační a zvláší pro flokulační postup úpravy vody je odstraněna u zařízení podle vynálezu pro čištění a < úpravu vody flotací, flokulací a filtrací, provedeného jako válcový, stojatý reaktor se sypkým plovoucím filtračním ložem a se zásobníkem vyčištěné a prací vody, s propíráním filtračního lože prostřednictvím automatické násosky.The disadvantage of having to manufacture and use special devices separately for the flotation and flocculation process of the water treatment is eliminated in the device according to the invention for the purification and treatment of water by flotation, flocculation and filtration as a cylindrical, standing reactor with loose floating filter bed and and washing water, washing the filter bed through an automatic siphon.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že spodní prostor reaktoru tvoří flotační prostor, nad flotačním prostorem je situován flokulační prostor. Nad flokulačním prostorem je sypké plovoucí filtrační lože a nad prostorem sypkého plovoucího filtračního lože je situován zásobník vyčištěné a prací vody.The essence of the invention is that the bottom space of the reactor forms a flotation space, above the flotation space there is a flocculation space. Above the flocculation area there is a loose floating filter bed and above the area of the loose floating filter bed there is a reservoir of purified and washing water.

Flotační prostor je oddělen od flokulačního prostoru víkem tvaru obráceného komolého kužele, zasahujícím do spodní části flotačního prostoru prostřednictvím alespoň jedné komunikační roury.The flotation space is separated from the flocculation space by an inverted truncated cone lid extending into the lower part of the flotation space by at least one communication pipe.

Zařízení podle vynálezu je určeno pro univerzální použití k odlučování suspendovaných a koloidních látek, především však k odlučování tuků a olejů a jejich emulzí ze surových vod v širokém rozsahu jejich kvality, od realtivně málo znečištěných vod až po vody s velkým obsahem nečistot.The device according to the invention is intended for universal use for separating suspended and colloidal substances, in particular for separating fats and oils and their emulsions from raw water over a wide range of their quality, from virtually low polluted waters to waters with high impurity content.

Zařízení je uzpůsobeno pro práci s běžnými činidly pro chemickou úpravu vody. V případě výskytu různého složení surových vod v jednom místě, vyžadujících různé technologie čištění, nebo při změně složení vody v průběhu času je pro uživatele výhodnější vlastnit univerzální zařízení, které může upravovat vodu oběma způsoby, než instalovat dvoje specializovaná zařízení.The device is adapted to work with common reagents for chemical water treatment. In the case of different raw water compositions at the same site requiring different purification technologies, or when the water composition changes over time, it is more convenient for the user to have a universal device that can treat water in both ways than installing two specialized devices.

Příkladné provedení zařízení pro čištění a úpravu vody podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném obrázku, který znázorňuje svislý nárysový řez zařízením.An exemplary embodiment of a water purification and treatment device according to the invention is shown schematically in the attached figure, which shows a vertical sectional view of the device.

Reaktor 1 je tvořen svislou, válcovou, nahoře otevřenou nádobou s kuželovým dnem, v jejíž spodní Části je flotační prostor £, který je od nad ním situovaného flokulačního prostoru £ oddělen víkem 7_ tvaru obráceného komolého kužele. Víko 7_ je prodlouženo do spodní části flotačního prostoru 2. komunikační rourou 8, která spojuje flotační prostor 2 s flokulaČním prostorem 3. Nad flokulaČním prostorem £ je situováno sypké plovoucí filtrační lože 4 z materiálu lehčího než voda, které je ve své poloze udržováno vodorovnou, vodopropustnou přepážkou £, která odděluje sypké plovoucí filtrační lože 4_ od nad ním situovaného zásobníku £ vyčištěné a prací vody.The reactor 1 is constituted by a vertical, cylindrical, open top vessel with a conical bottom, in the lower part of which there is a flotation space 6 which is separated from the above flocculation space 6 by an inverted truncated cone-shaped cover 7. The cover 7 extends into the lower part of the flotation space 2 via a communication pipe 8 which connects the flotation space 2 with the flocculation space 3. Above the flocculation space 4 there is a loose floating filter bed 4 of lighter-than-water material. a water-permeable partition 6 which separates the loose floating filter bed 4 from the above-situated reservoir 6 of purified and washing water.

Flotační prostor 2. je vybaven expanzní vestavbou 9 tvaru obráceného komolého kužele navlečeného na komunikační rouru £ tak, že horní okraj expanzní vestavby £ je otevřený a dosahuje do horní části flotačního prostoru 2_, zatímco do spodní části expanzní vestavby 9 je tečnovitě zaveden přívod 27 surové vody, na který je vně reaktoru 1 napojen regulační ventil 18 s mísící komorou, vybavenou přípojkami £9 pro přívod chemikálií.The flotation space 2 is provided with an inverted truncated conical expansion unit 9 threaded onto the communication pipe 8 such that the upper edge of the expansion unit 4 is open and reaches the upper part of the flotation space 2, while the raw supply 27 is tangentially introduced into the lower part. water, to which outside the reactor 1 is connected a control valve 18 with a mixing chamber, equipped with connections 9 for chemical supply.

Z horní části flotačního prostoru £ jsou z obvodového pláště reaktoru £ vyvedeny odběrné trubky 10 vyflotované pěny, které jsou zavedeny do sběrné trubky 11, ze které je vyvedena trubka 12 odvodu vyflotované pěny do separační roury 13, znázorněné jako samostatná svislá, válcová, dole uzavřená nádoba, jejíž horní okraj je výš, než hladina v zásobníku £ vyčištěné a prací vody, přičemž trubka 12 odvodu vyflotované pěny stoupá separační rourou 13 strmě nahoru a vyúsřuje přibližně ve výši hladiny v zásobníku £ vyčištěné a prací vody. Separační roura 13 je vybavena odváděcím potrubím 23 odsazené vody ze dna separační roury 13 a časově řízeným ventilem 24 pro vypouštění vyflotované pěny, umístěným na separační rouře 13, níže, než je ústí trubky 12 odvodu vyflotované pěny.From the upper part of the flotation space 6, the flotation foam collection tubes 10 are led from the peripheral jacket of the reactor 6 and fed to a collecting tube 11 from which the flotation foam discharge tube 12 is led to a separation tube 13, shown as a separate vertical, cylindrical, a container whose upper edge is higher than the level in the cleaned and scrubbing tank, wherein the floated foam outlet pipe 12 rises steeply upward through the separation tube 13 and results in approximately the level in the cleaned and scrubbing tank. Separation pipe 13 is provided with a backflow pipe 23 of backwater from the bottom of the separation pipe 13 and a time controlled valve 24 for discharging the floated foam, located on the separation pipe 13, lower than the mouth of the flooded foam drain pipe 12.

Reaktor £ je dále vybaven odvodem 22 kalu z kuželového dna, přepadem 28, odvodem 14 vyčištěné vody ze zásobníku £ vyčištěné a prací vody a automatickou násoskou 16 pro praní sypkého plovoucího filtračního lože 4, vyvedenou z flokulačního prostoru £ a zaústěnou do vodního uzávěru 17 mimo reaktor 1.The reactor 4 is further equipped with a conical bottom sludge outlet 22, an overflow 28, a purified water outlet 14 from the cleaned and scrubbed storage container 4 and an automatic siphon 16 for washing the free flowing filter bed 4 led out of the flocculation space 4 and into the water seal 17 outside. Reactor 1.

Automatická násoska 16 je vybavena automatickým odvzdušňovacím ventilem 20 pro startování automatické násosky 16 , který je ovládán tlakovým spínačem 21, vyvedeným z prostoru pod sypkým plovoucím filtračním ložem 4 a dále zavzdušňovací trubkou 15 pro přerušení činnosti automatické násosky 16, vyvedenou z horní části násosky 16, a zavedenou nad vodopropustnou vodorovnou přepážku £ v reaktoru 1.The automatic siphon 16 is equipped with an automatic venting valve 20 for starting the automatic siphon 16, which is controlled by a pressure switch 21 discharged from the space below the free flowing filter bed 4 and an aeration tube 15 to interrupt the operation of the automatic siphon 16. and introduced above a water permeable horizontal bar 6 in the reactor 1.

Popsané zařízení podle vynálezu na obr. pracuje souběžně jako flotátor a flokulátor s konečnou úpravou vody filtrací na sypkém plovoucím filtračním loži 4. Stlačena flotační směs surové vody a vzduchu se přivádí potrubím do regulačního ventilu 18 s mísící komorou, kde se mísí s chemikáliemi a je vedena do spodní části expanzní vestavby £. V expanzní vestavbě 9 probíhá první fáze flotačního procesu. Tečnovité zavedení flotační směsi do expanzní vestavby 9. vyvolává šroubovité proudění směrem nahoru, což příznivě ovlivňuje flotační proces. Flotační směs pak přepadá přes horní okraj expanzní vestavby 9 ve směru šipek 26., zatímco vyflotovaná pěna se shromažďuje v horní části flotačního prostoru 2_ pod kuželovým víkem 7 a je odváděna ve směru šipek 25 trubkami 10, 11 a 1£ do separační roury 13.The described device according to the invention works in parallel as a flotator and flocculator with final water treatment by filtration on a loose floating filter bed 4. The compressed flotation mixture of raw water and air is fed via a line to a mixing chamber control valve 18 where it mixes with chemicals and led to the bottom of the expansion unit £. In expansion installation 9, the first phase of the flotation process takes place. The tangential introduction of the flotation mixture into the expansion assembly 9 causes a helical flow upwards, which favorably affects the flotation process. The flotation mixture then falls over the upper edge of the expansion device 9 in the direction of the arrows 26. while the flotated foam collects in the upper part of the flotation space 2 below the conical lid 7 and is discharged in the direction of the arrows 25 into the separation tube 13.

Přepadající voda proudí flotačním prostorem £ dolů k ústí komunikační roury 8, přičemž se jednak dokončuje flotační proces a jednak se z vody odlučují usaditelné částice, které se shromažďují v kuželovém dnu reaktoru £. Komunikační rourou 8. proudí voda dále nahoru do flokulačního prostoru 3., kde se podrobuje čiření. Při tomto procesu se z vody vylučují nečistoty ve formě vloček, které ve flokulačním prostoru £ vytvářejí takzvaný vločkový mrak, přes který se voda do jisté míry filtruje a který příznivě ovlivňuje spotřebu a využití přidávaných chemických činidel. Vyčiřená voůa proudí dále vzhůru a filtruje se přes sypké plovoucí filtrační lože £, načež se shromažďuje v nejvyšší části reaktoru £ v zásobníku 6 vyčištěné a prací vody, odkud je odváděna přepadem 28 a odvodem 14 k místu spotřeby.The overflowing water flows through the flotation space 8 down to the mouth of the communication pipe 8, completing both the flotation process and the settling particles that are collected in the conical bottom of the reactor. Through the communication pipe 8, water continues to flow upwards into the flocculation space 3, where it is subjected to clarification. In this process, impurities are deposited from the water in the form of flakes, which in the flocculation space 6 form a so-called flake cloud through which the water is filtered to a certain extent and which favorably influences the consumption and utilization of the added chemical agents. The clarified water flows further upwards and is filtered through a loose floating filter bed 4, whereupon it collects in the uppermost part of the reactor 6 in a reservoir 6 of purified and washing water, from where it is discharged via an overflow 28 and a discharge 14 to the consumption point.

Shora popsaný postup úpravy vody v zařízení podle vynálezu popisuje jednu ze tří základních variant úpravárenských postupů, které je možno v zařízení provozovat. Další variantou postupu úpravy vody je flotace a filtrace. Při tomto způsobu je automaticky vyřazen z činnosti flokulátor pouhou změnou přidávaných chemikálií.The above-described water treatment process in the plant according to the invention describes one of three basic variations of the treatment processes that can be operated in the plant. Another variant of the water treatment process is flotation and filtration. In this method, the flocculator is automatically disabled by simply changing the chemicals to be added.

Další variantou úpravy vody je flokulace a filtrace. Při tomto postupu se pouze zastaví přívod vzduchu do přiváděné surové vody a její tlak se sníží na nezbytně nutnou míru, čímž se vyřadí z činnosti flotátor.Another variant of water treatment is flocculation and filtration. In this procedure, only the air supply to the raw water supplied is stopped and its pressure is reduced to the necessary level, thus disabling the flotator.

Zařízení podle vynálezu může rovněž bez úpravy pracovat jako prostý gravitační usazovák nebo filtr, nebo obojí současně.The device according to the invention can also work as a simple gravity settler or filter, or both at the same time.

Při všech výše popsaných postupech úpravy vody je obsluha zařízení stejná a spočívá především ve včasném a ekonomickém propírání sypkého plovoucího filtračního lože 4. Pro tento úkon -je zařízení vybaveno automatickou násoskou 16., která je uvedena v činnost v okamžiku, kdy hydrostatický přetlak, nutný k překonání odporu postupně se zanášejícího sypkého plovoucího filtračního lože 4 dosáhne stanovené maximální hodnoty, při které impuls tlakového spínače 21 otevře odvzdušňovací ventil 20, kterým se z automatické násosky 16 vypustí vzduch a automatická násoska 16 se tak uvede v činnost.In all the water treatment processes described above, the operation of the apparatus is the same and consists mainly in the timely and economical washing of the loose floating filter bed 4. For this operation, the apparatus is equipped with an automatic siphon 16 which is activated when the hydrostatic overpressure is necessary. in order to overcome the resistance of the gradually clogging loose floating filter bed 4, it reaches a set maximum value at which the impulse of the pressure switch 21 opens the bleeder valve 20 to discharge air from the automatic siphon 16 and actuate the automatic siphon 16.

Praní sypkého plovoucího filtračního lože £ probíhá tak, že vlivem činnosti automatické násosky 16 je vyčištěná voda shromážděna v zásobníku £ nucena proudit velkou rychlostí směrem dolů přes sypké plovoucí filtrační lože £ a tak ho propírat.The washing of the loose floating filter bed 4 is such that, due to the operation of the automatic siphon 16, the purified water collected in the reservoir 4 is forced to flow downwardly at high velocity through the loose floating filter bed 4 and thus to wash it.

Jelikož je automatická násoska 16 vyvedena z flokulačního prostoru £, je při pracím cyklu současně odtahována část vloček z vločkového mraku z flokulačního prostoru 3. Ukončení pracího cyklu se děje tak, že při poklesu hladiny v zásobníku £ vyčištěné a prací vody pod ústí zavzdušňovací trubky 15 vnikne touto zavzdušňovací trubkou 15 do automatické násosky 16. vzduch a činnost automatické násosky 16 se přeruší. Tímto uspořádáním je zabezpečeno, že hladina vody v zásobníku £ nemůže klesnout až pod vodopropustnou vodorovnou přepážku £ a zapříčinit tak strhávání obsahu sypkého plovoucího filtračního lože £ do odpadu.Since the automatic siphon 16 is discharged from the flocculation space 6, part of the flocculation cloud flake is withdrawn from the flocculation space 3 during the wash cycle. The end of the wash cycle is such that air enters the automatic siphon 16 through this vent pipe 15 and the operation of the automatic siphon 16 is interrupted. By this arrangement it is ensured that the water level in the reservoir 4 cannot drop below the water-permeable horizontal partition 6 and thus cause the content of the loose floating filter bed 6 to be entrained into waste.

S výhodou lze ústí zavzdušňovací trubky 15 nad vodopropustnou vodorovnou přepážkou £ provést výškově stavitelné, čímž lze regulovat spotřebu prací vody.Advantageously, the opening of the ventilation pipe 15 above the water-permeable horizontal partition 6 can be made to be height-adjustable, whereby the consumption of washing water can be regulated.

Uspořádáním odvodu vyflotované pěny z flotačního prostoru £ do samostatné separační roury 13 je dosaženo toho, že při pracím cyklu je zpět do flotačního prostoru £ strháváno minimální množství pěny, prakticky pouze obsah trubky 12 odvodu vyflotované pěny. Účelem separační roury je kromě shromažďování vyflotované pěny též odloučit strženou vodu, která se shromažduje ve spodní části separační roury 13, odkud je odváděcím potrubím 23 odváděna zpět k čištění.By arranging the drainage of the flotated foam from the flotation space 6 into a separate separation tube 13, it is achieved that during the wash cycle a minimum amount of foam is entrained into the flotation space 6, practically only the contents of the flotation foam discharge tube 12. The purpose of the separating pipe is, in addition to collecting the floated foam, also to remove entrained water, which is collected in the lower part of the separating pipe 13, from which it is led back through the drain pipe 23 for cleaning.

Tlakový spínač 21 jako zdroj impulsů pro startování automatické násobky 16 může být nahrazen například hladinovým spínačem.The pressure switch 21 as a source of pulses for starting the automatic multiples 16 may be replaced, for example, by a level switch.

Zařízení podle vynálezu má široké uplatnění například v čisticích stanicích v přístavech a na lodích, průmyslových závodech, autoservisech a jinde v mnoha dalších případech.The device according to the invention is widely used, for example, in cleaning stations in ports and on ships, industrial plants, car repair shops and elsewhere in many other cases.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Device for the purification and treatment of water by flotation, flocculation and filtration, executed as a cylindrical standing reactor with a loose floating filter bed and a reservoir of purified and washing water, with washing of the filter bed by automatic siphon, characterized in that the bottom space of the reactor (1) forms floatation space (2), above floatation space (2) is situated flocculation space (3), above flocculation space (3) is situated loose floating filter bed (4) and above the space of loose floating filtration bed (4) is situated reservoir / 6 / purified and washing water.

Device according to claim 1, characterized in that the flotation space (2) is separated from the flocculation space (3) by an inverted truncated cone lid (7) extending into the lower part of the flotation space (2) by at least one communication pipe (8). .

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the automatic siphon (16) is led out of the flocculation chamber (3).

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the drainage of the flotated foam from the flotation space (2) is effected by a set of tubes (10, 11, 12) which are led out of the reactor jacket (1) and introduced into a separate standing separation tube. (13), the upper edge of which is higher than the level in the reservoir (6) of purified and washing water.