Реактор-сепаратора для флотационной очистки сточных вод предприятий проф., д.т.н. Самыгин В.Д.

Реактор-сепаратора для флотационной
очистки сточных вод предприятий
проф., д.т.н. Самыгин В.Д.
директор Центра РТПМС Абрютин Д.В.
Преимущества реакторов - сепараторов
Высокая пропускная
способность при малой
занимаемой площади
 Высокое качество
концентратов
 Простая настройка
 Стабильная работа
 Минимальное обслуживание
 Простота установки и ввода в
эксплуатацию
 Гибкие конструкции камер

Удельная установочная мощность, кВт/м3
Тенденция удельной установочной мощности
флотационных машин с увеличением объемной
производительности
14
12
10
8
6
4
2
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
Объемная производительность, м3/час
Пневмомеханические машины
Механические машины
Power (Пневмомеханические машины)
Power (Механические машины)
12000
Тенденция удельной установочной мощности
флотационных машин с увеличением объема камер
Удельная установочная мощность, кВт/м3
14
12
10
8
y = 4.8868x-0.26
R² = 0.9113
6
4
y = 5.0277x-0.323
R² = 0.8594
2
0
0
50
100
150
Объем камеры, м3
Пневмомеханические машины
Мех машины
Power (Пневмомеханические машины)
Power (Мех машины)
200
250
Возможности реакторов сепараторов
по сокращению затрат
80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
Лабораторная установка многозонной
флотационной машины
1-
Зумпф
2-Питающая магистраль
3- Воздушные магистрали
4-Манометры
5-Вакуумметр
6-Гидроуловитель
7-Эжектор
8- Флотационная камера
- сепаратор
9- Ротаметр
10- Турбулизатор потока
Зависимость максимального расхода воздуха от
давления на входе в аэратор при работе на
двухфазном потоке
1.6
Максимальный расход воздуха, л/мин
1.4
1.2
8х20
4х10
1
8х10
4х20
0.8
6х15
Log. (8х20)
0.6
Log. (4х10)
Log. (8х10)
Log. (4х20)
0.4
Log. (6х15)
0.2
0
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
Давление на входе в аэратор, кПа
60.00
70.00
Полный факторный эксперимент на двухфазном
потоке
Уровни и
интервалы
варьирования
Основной уровень
Факторы
Число оборотов Расход воздуха,
Диаметр
зумпфанасоса,
л/мин
металлических
об/мин (X1)
(X2)
вставок, мм
(X3)
1900
0,85
6
Длина
металлических
вставок (X4),
мм
15
Верхний
2400
1,35
8
20
Нижний
1400
0,35
4
10
Интервал
варьирования
Интервал
варьирования, %
500
0,5
2
5
26,31
58,82
33,33
33,33
Определяемые параметры
Производительность установки по потоку, л/мин (Y1)
Давление на входе в аэратор, кПа (Y2)
Давление перед турбулизатором, кПа (Y3)
Давление после турбулизатора, кПа (Y4)
Разряжение в воздушных магистралях, кПа (Y5)
Перепад давления на турбулизаторе, кПа (Y6)
Трехмерные диаграммы P, Wж, Wв работы
МФМ как гидравлической системы на
двухфазных потоках
Wж
Wв
P
Условия проведения дробного факторного
эксперимента на трехфазном потоке по матрице 25-2
Уровни и
интервалы
варьирования
Факторы
Диаметр
вставок,
мм (X3)
Длина
вставок, мм
(X4)
6
15
Число
оборотов
насоса, об/мин
(X1)
1900
Расход
воздуха,
л/мин
(X2)
0,85
2400
1,35
8
20
Нижний
1400
0,35
4
10
Интервал
варьирования
Интервал
варьирования, %
500
0,5
2
5
26,31
58,82
33,33
33,33
Основной
уровень
Верхний
Определяемые параметры
Производительность установки по потоку, л/мин (Y1)
Давление на входе в аэратор, кПа (Y2)
Давление перед турбулизатором, кПа (Y3)
Давление после турбулизатора, кПа (Y4)
Разряжение в воздушных магистралях, кПа (Y5)
Перепад давления на турбулизаторе, кПа (Y6)
Содержание меди в концентрате (Y7), %
Извлечение меди в концентрат (Y8), %
Масса навески,
кг (Х5)
0,5
0,75
0,25
50
50
Регрессионные модели параметров работы
многозонной флотационной машины на
трехфазном потоке
Параметр
Модель
Производительность по
потоку, л/мин
Давление на входе в
аэраторе, кПа
1,75+0,77X1-0,24X2
Давление перед
турбулизатором, кПа
Давление после
турбулизатором, кПа
39,38+21,88X1
2,85+2,75X1+0,98X2
2,37+2,27X1+0,77X2 +0,27X2X3
Разряжение в воздушных
магистралях, кПа
2,25-2,25X1-2X2
Перепад давления на
турбулизаторе, кПа
0,65+0,32X1 -0,28X3+0,15X4
Массовая доля меди в
концентрате, %
1,14+0,26X1-0,72X2+0,33X3-0,26X2X3
Извлечение меди в
концентрат, %
22,29-3,85X4 -3,74X2X3
Влияние аэрационных и гидравлических
характеристик многозонной флотационной
машины на показатели флотации
Зависимость максимального расхода воздуха от
давления на входе в аэратор при работе на
трехфазном потоке
1.40
1.20
Расход воздуха л/мин
1.00
8х20
4х10
8х10
0.80
4х20
6х15
0.60
Linear (8х20)
Linear (4х10)
Linear (8х10)
0.40
Linear (4х20)
Linear (6х15)
0.20
0.00
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
Давление перед аэратором, кПа
60.00
70.00
Зависимость содержания твердого в потоке
на входе в аэратор от содержания твердого
в зумпфе и давления на входе в аэратор
Содержание твердого на входе в аэрато, %
30
25
y = 1.585x
20
Давление на входе в аэратор 60 кПа
15
Давление на входе в аэратор 15 кПа
y = 1.2837x
Linear (Давление на входе в аэратор
60 кПа)
Linear (Давление на входе в аэратор
15 кПа)
10
5
0
0
5
10
15
Содержание твердого в зумпфе, %
20
Преимущества реактора-сепаратора по сравнению с
существующими флотомашинами для очистки
сточных вод






Повышение степени очистки от нефтепродуктов в среднем на 5-7% и взвешенных
веществ на 8-10%.
Увеличение скорости флотации в РС не менее чем в 2 раза по сравнению с
существующими напорными флотаторами (НФ). Эффект достигается за счет
применения эжекторов, позволяющих повысить газосодержания в 2–3 раза (для РС –
15–25%, для НФ – 5–8%).
Уменьшение количества оборудования для очистки – исключение компрессора и
сатуратора (емкости для насыщения воздухом) за счет применения эжекторов
забирающих воздух из атмосферы, и соответственно снижения энергозатрат и
металлоемкости аппаратурного оформления схемы флотационной очистки.
Управляемость процессом насыщения воздухом в реакторе через эжектор изменением
числа работающих реакторов для поддержания оптимального соотношения потоков
воды и воздуха. В НФ при снижении потока промвод образуются воздушные пробки,
из-за которых нарушается режим работы.
Уменьшение объема аппаратов для отстаивания и фильтрации в 8 раз при утилизации
шламов, так как снижается выход пены с 8-10%, который имеется у НФ, до 1 % у
РС, что является следствием обезвоживания в зоне для отстаивания пены.
РС можно применять в составе закрытых очистных сооружений, так как легко
организовать улавливание отработавшего воздуха.
Сравнение капитальных затрат связанных с
установкой флотационного оборудования
450,000,000.00
Wemco;
386 976 000,00
Капитальные затраты на установку
оборудования , руб
400,000,000.00
350,000,000.00
300,000,000.00
250,000,000.00
200,000,000.00
150,000,000.00
100,000,000.00
50,000,000.00
0.00
RCS ; 291 038 576,00
Jameson cell;
263794000
Спасибо за внимание