Способ извлечения взвешенных в жидкости частиц и устройство для его осуществления

(51)5 С 0 4 СА АВТОР ТЕЛ ЬСТВУ СВ а подается в камеру, ее пузырьки воздуха сти ами взвешенных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1421704, кл. С 02 Е 1/24, 1987.Очистка и рекуперация промышленных выбросов/Под общей редакцией В,Ф,Максимова и И,В.Вольфа. М,: Лесная промышленность, 1989, с, 214-219,(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ В ЖИДКОСТИ ЧАСТИЦ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам разделения суспенэий и может быть использоИзобретение относится к способам разделения суспензий и может быть использовано для глубокой очистки бытовых и промышленных стоков от веществ, близких по плотности к плотности воды, а также в микробиологической, медицинской, химической. горной и других областях промышленности,Иэвестноустройство для флотационной очистки сточных вод, включающее флотационную камеру. насос. эжектор, напорный бак, трубопровод. подачи водовоздушной смеси, на котором установлен быстродействующий клапан.Известен способ извлечения взвешенных в жидкости частиц методом напорной флотации, согласно которому жидкость и воздух смешивают под давлением, Насывано для глубокой очистки бытовых и промышленных стоков, Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение концентрации извлекаемых иэ жидкости частиц на поверхности и сокращение времени извлечения, Способ извлечения взвесей основан на гидроударном кавитирующем эффекте, Источником извлечения взвешенных в жидкости частиц служит давление акустических волн, создаваемых колебанием мембраны, а также подъемная сила эмульсионного слоя, образующегося при кавитирующем эффекте выбрасывания жидкости иэ отверстий мембраны, Жидкость на очистку подается в импульсном режиме через импульсное расходное устройство, причем частота подачи жидкости совпадает с собственной частотой колебания мембраны, 2 с, и. ф-лы, 1 ил. щенная воздухом водгде выделившиеся иэ нвсплывают вместе с ча цвеществ,Известно устройство, в котором может быть осуществлен этот способ, включающее камеру, трубопровод подачи жидкости, на котором установлен редукционный клапан, и отвода отработанной жидкости.Источником флотации - извлечения взвешенных частиц в указанном способе является подъемная сила содержащегося в жидкости газа, следствием чего является слабая концентрация флотируемых частиц на поверхности флотационной камеры, длительность процесса извлечения, большие энергоэатраты, направленные на дополнительное насыщение жидкости газом.5 10 20 30 35 40 45 50 Цель изобретения - увеличение концентрации извлекаемых частиц на поверхностижидкости, сокращение времени их извлечения и снижение энергозатрат,Указанная цель достигается тем, что вспособе извлечения взвешенных в жидко стй.частиц, включающем подачу жидкости вкамеру и отвод фаз, жидкость в камеру подается импульсами, Частота подачи жидкости в камеру совпадает с собственнойчастотой колебания мембраны,Указанная цель обеспечивается такжетем, что устройство, содержащее камеру,труЬопроводы подачи и отвода фаз, снабжено импульсным расходным устройством, установленным в выходном отверстиитрубопровода подачи жидкости и расположенной над ним перфорированной мембраной. Способ выделения взвесей основан нагидроударном кавитирующем эффекте.Импульсное расходное устройство создает пульсирующий поток жидкости, приводящий мембрану в резонансноеколебательное движение, а за счет гидроудара в клапане - дополнительное давление, выталкивающее жидкость черезотверстия мембраны в виде пульсирующихструй, создающих над мембраной под действием кавитационного эффекта эмульсион. ный слой, имеющий пенообразный вид,Источником извлечения взвешенных в жидкос;и частиц, подъема пены служит ее малая плотность по сравнению с окружающейжидкостью, а также давление акустическихволн, которое гонит эмульсию на поверхность камеры, подъемная сила эмульсионного слоя, образующегося прикавитирующем эффекте выбрасыванияжидкости иэ отверстий мембраны.Сравнение изобретения с прототипомпоказывает, что предлагаемый способ и устройство для его осуществления отличаютсяналичием новых признаков: подача жидкости в импульсном режиме с частотой, равной собственной частоте колебаниямембраны, которая рассчитывается по формуле: 63( - )864( - ) 63( - ) )Е 1 соб, =д24 (1 - ,й )Р где д - толщина;Ь - ширина;1. - длина;р - плотность;,и - коэффициент поперечной деформации,Е - модуль упругости; использование гибкой перфорированной мембраны в качестве источника извлечения взвешенных в жидкости частиц,Известно использование быстродействующего клапана в устройстве для напорной флотационной очистки сточных вод, назначение которого повысить давление в трубопроводе до требуемого технологического значения под действием гидравлического удара и увеличить степень дисперсности пузырьков воздуха за счет турбулизации потока, Однако использование быстродействующего клапана в качестве импульсного расходного устройства направлено на создание пульсирующего потока, приводящего мембрану в колебательное движение, и дополнительного давления, проталкивающего жидкость через отверстия в мембране. На чертеже схематически изображено устройство для извлечения взвешенных в жидкости частиц,Устройство содержит корпус 1 с трубопроводами подачи жидкости 2 и отвода очи- . щенной воды 3 и пенного продукта 4, В выходном отверстии трубопровода 2 подачи жидкости установлено расходное импульсное устройство 5, выполненное в виде быстродействующего клапана. Над выходным отверстием подачи жидкости установлена мембрана б. имеющая отверстия 7.Устройство работает следующим образом.Жидкость. содержащая взвешенные частицы, подается по трубопроводу 2 через быстродействующий клапан 5 в нижнюю часть камеры 1 импульсами и через отверстие 7 мембраны б поддействием давления, создаваемого за счет гидроудара в быстродействующем клапане, выбрасывается пульсирующими струйками вверх. При выбрасывании жидкости создается эмульсионный слой, имеющий пенообразный вид. Пульсирующий поток жидкости приводит мембрану 6 в колебательное движение, создающее акустические волны. гонящие пену на поверхнос, ь камеры, где она через трубопровод 4 выводится наружу, Очищенная вода отводится по трубопроводу 3,Режим работы определяется величиной расхода жидкости и частотными характеристиками клапана или мембраны. При этом высота подьема струи не должна превосходить уровень раствора в аппарате разделения фаз,П р и м е р 1 (предлагаемый способ). Очищаемую жидкость с 1;4-ным содержанием взвешенных частиц пропускают через импульсное расходное устройство. работащее с частотой 30 Гц, в камеру Толщинамембраны 0,17 мм с размером 0,5 х 0,4 м, что обеспечивает мембране собственную частоту колебания 30 Гц. Размер отверстий мембраны 0,3 мм, При диаметре пульсирующего расходного устройства 5,0 см коли чество отверстий в мембране равно 280 шт;Относительная пропускная способность камеры 2 м /ч жидкости на 1 м еезобьема, Концентрация извлекаемых частиц на поверхности камеры равна 9 - 10, 10П р и м е р 2 базовый способ). Очищаемую жидкость С 1 О-ным содержанием взвешенных частиц, насыщенную воздухом под давлением через редукционный клапан, подают в камеру, где происходит обраэова ние флотокомплексов, Относительная про-. пускная способность 2 мч на 1 м обьемазайпарата. Концентрация извлекаемых частиц на поверхности камеры равна 2,5-3,0,Использование предлагаемого способа 20 извлечения взвешенных частиц из жидкости позволяет увеличить степень концентрации извлекаемых частиц на поверхности камеры, уменьшить время извлечения; снизить затраты электроэнергии на 50; (так 25 как отпадает необходимость насыщать очищаемую жидкость воздухом). Кроме того, использование в качестве источника извлечения взвешенных частиц мембраны поэволяет снизить энергетические и зксплуалционные затраты за счет отказа от традицион.ных источников возбуждения акустическихволн. Формула изобретения 1. Способ извлечения взвешенных в жидкости частиц, включающий подачу жидкости в камеру и отвод фаз, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения концентрации извлекаемых частиц на поверхности, сокращения времени их извлечения и снижения энергозатрат, жидкость в камеры подается через перфорированную мембрану импульсами с частотой, совпадающей с собственной частотой колебания мембраны,2. Устройство для извлечения взвешенных в жидкости частиц, включающее камеру, трубопроводы подачи жидкости и отвода фаз,отличающееся тем,что,сцелью увеличения концентрации извлекаемых частиц на поверхности, сокращения времени их извлечения и снижения энергозатрат, устройство снабжено перфорированной мембраной, установленной в камере над выходным отверстием. трубопровода подачи жидкости, и импульсным расходным устройством, установленным в"трубопроводе подачи жидкости.