Пристрій для очищення води

1. Пристрій для очищення води, що містить установлені один над іншим відстійники, відкриті зверху камери із шаром фільтруючого матеріалу, гідрозатворами й вхідним і вихідним патрубками, при цьому вхідний патрубок установлений під шаром фільтруючого матеріалу, який відрізняється тим, що камери розділені на фільтруючі осередки із багатосекційними рамками й з багатошаровими фільтруючими матеріалами, під шаром яких установлені один або кілька вібраторів на інфразвукову частоту, при цьому вони підбираються по максимальній ефективності й економічності за формулами частоти й потужності: fmax = Sф × r × g : (h × П) 2 (19) 1 3 Винахід створений для багатьох галузей промисловості й відноситься до області очищення двох рідин, що не змішують, що відрізняються по щільності, з утворенням у кожному із двох середовищ суцільних плівок різної товщини. Існує аналогічний пристрій відстійник з тонкошаровими елементами різної конструкції й убудованими коалєсцірующими фільтрами. Конструкцій даних пристроїв безліч і вони добре представлені на стор. 138-174 (Роев ГА., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. - М.: Недра, 1987. - 224с.). У даному пристрої основний потік очищає воду, що розділяють на тонкі шари й пропускають через коалєсцірующий фільтр, убудований у робочу область відстійника. Однак даний пристрій має істотні недоліки: ефективність очищення від нафтопродуктів до 10 мг/дм3, регенерація волокнистого завантаження практично неможлива, складності в ремонтних і профілактичних роботах установки й др. Існує пристрій для очищення води від нафтопродуктів (а. с. СССР 1261240, 1986, ДСП, МПК В01D 25/06 С 02 F 1/40). Пристрій складається із установлених одна над іншою відкритих зверху камери із шаром фільтруючого матеріалу, гідрозатворами й вхідним і вихідним патрубками, при цьому вхідний патрубок установлений під шаром фільтруючого матеріалу, що відрізняється тим, що мають відстійники, розміщені одна над іншою над камерами що відрізняються тим, що його обладнано тонкошаровими елементами. Вода, що очищає, подається у відстійники, і далі вона самопливом, по трубопроводах зв'язку, подається в обрані для очищення фільтруючі камери, обв'язаних паралельно, послідовно або в змішаних режимах. Якість очищеної води від нафтопродуктів досягає до 0,5 мг/дм3. Однак даний пристрій має недоліки: тонкошарові елементи у відстійнику створюють додаткові завихрення в основній робочій зоні, а також істотно збільшують вартість відстійника; не передбачається регенерація на місці фільтруючого матеріалу. Залишене завдання вирішується тим, що у відстійниках прототипу замість тонкошарових елементів згідно винаходу пропонується встановити тонкі синтетичні сітки: - з розмірами осередків такої величини, щоб на нормальній робочій продуктивності на них був гідравлічний опір h основному потоку в межах (0,002-0,1) м; - установити кут t у діапазоні від 20 до 160 градусів до вектора швидкості v руху води (що збігає з обрієм); - роботою в статично - динамічним режимі; - кількість сіток може бути будь-якою, виходячи з техніко - економічної доцільності. По конструкції сітки можуть або перебуває в статичному режимі або переміщатися в площині установки для проведення очищення від відкладень. Основна мета сіток не затримка домішок, а вирівнювання горизонтальної швидкості руху очищеної води, що, по всьому перетині відстійника. Фільтруючі камери мають іншу конструкцію - замість твердих сіток використали надійні багатосек 86489 4 ційними рамки різних конструкцій для герметичного втримання фільтруючих матеріалів типу поліпропілен на тиск до 1Мпа, пропонуються інфразвукові вібратори й ультразвукові випромінювачі для регенерації фільтруючого матеріалу. Все це в сукупності істотно змінюють технологічні характеристики даного прототипу. На кресленні представлене пристрій, загальний вид. Пристрій для очищення рідини складається з відстійників 1, установлені один над іншим над фільтруючими камерами 2. У відстійниках розміщені тонкі сітки 3 у горизонтальної, вертикальної й під нахилом. У камерах 2 розміщені фільтруючі осередки 4 з багатошаровими фільтруючими матеріалами 5 по ТУУ В 16512587.002-2001, які герметично утримуючі багатосекційними рамками 6 різної конструкції, інфразвуковий вібратор 7, випромінювач ультразвуку 8, трубки для відбору проб 9 і манометри 10. Відстійники, камери обв'язані трубопроводами зв'язку 11, каналізацією 12. Відстійники, камери прямокутної форми монтуються на розрахованій по надійності сталевої конструкції 13. Працює пристрій у такий спосіб. Рідина, що очищається, подається у відстійники 1, обв'язані трубопроводами зв'язку 11 послідовно, паралельно й у змішаних варіантах. На малюнку показані два відстійники, але на практиці їхня кількість може бути різною, залежно від виробничих умов. Істотною перевагою даних відстійників у наявність у робочій зоні сіток 3, які створюють гідравлічний опір від 0,002м і більше. Сітки повністю перекривають потік очищеної води, і в такий спосіб вирівнюють швидкість по всьому живому перетину робочої зони відстійника. Це істотно поліпшує гідравлічний режим роботи відстійника, а, отже, і його ефективність. У відстійниках залишається плівка з більше легкої рідини й важкі дисперсні домішки, які осядуть на дно. Очищена вода самопливом піде по трубопроводах зв'язку 11 у фільтраційні камери, де з її будуть вилучені дисперсні домішки необхідного розміру. При фільтрації в камерах обов'язково виникне підвищений тиск, що буде контролюватися манометрами 8. Якщо тиску між відстійником і фільтруючою камерою буде не досить, то буде використаний насос, що перебуває на трубопроводі зв'язку 11. При досягненні максимально робочого тиску необхідно буде або знизити швидкість фільтрації або провести регенерацію фільтруючого матеріалу. Для цього камера відключається від основного процесу, включають інфразвуковий вібратор 7 і виробляється злив всієї води в каналізацію 12. Після декількох таких регенерацій роблять заповнення камери рідиною й роблять одночасну обробку рідини ультразвуковими й інфразвуковими коливаннями зі зворотним промиванням v каналізацію. По технічних умовах треба розрахувати мінімальну потужність Nmin і максимальну частоту fmax інфразвукового вібратора для ефективної роботи установки по прикладених формулах: fmax=(Sф·ρ·g):(η·П) Nmin=(ΔVв2·ρ2·g2)/(η·П) де ρ - щільність осаду, g - прискорення сили 5 86489 ваги, η - динамічна в'язкість осаду, П - довжина периметра осаду. Sф - площа фільтруючого матеріалу, ΔVв - обсяг вібратора. При такій регенерації можна знову включати в роботу фільтруючу камеру й відслідковувати тиск фільтрації і якість очищення рідини, тому що після цього камера буде знову готова до підключення до основного процесу. Оскільки таких камер буде декілька, залежно від необхідності, установка буде працювати безупинно. Після декількох циклів регенерації передбачається потужна ультразвукова обробка фільтруючого матеріалу з наступною регенерацією, що дозволить провести дезінфекцію й кавітацією руйнування великих домішок у фільтрі. Дана установка може працювати в автоматизованому режимі. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 Дана установка дозволяє істотно спростити конструкцію відстійників за рахунок ліквідації тонкошарових елементів, із заміною їх на дешеві синтетичні сітки, зменшити в 10 разів фільтруючий шар і тим самим зменшити витрати, можливість проведення регенерації фільтруючого матеріалу, збільшити швидкість фільтрації в 5-10 разів, і при цьому на порядок поліпшити якість очищення від нафтопродуктів - до 0,05мг/дм3. Збільшуючи швидкість фільтрації в кілька разів пропорційно в стільки ж раз зменшуємо габарити пристрою, при тій же продуктивності. Перераховані переваги пристрою можна назвати істотними. Даний пристрій принесе при впровадженні значний економічний ефект, дозволить вирішувати проблеми раніше не здійсненні. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601