Пристрій для очистки скидів від завислих речовин

Реферат: Винахід належить до способів безреагентної очистки промислових стічних вод різноманітного походження, забруднених механічними домішками полідисперсного складу методом гравітаційного відстоювання в потоці й може бути використаний у різних галузях, зокрема вугільної, для очистки вод від нерозчинених твердих речовин, переважно однорідного хімічного складу з питомою щільністю вище води. Пристрій для очистки скидів від завислих речовин включає корпус з днищем і з подавальним трубопроводом вихідної води, трубопровід для видалення осаду, збірний лоток з трубопроводом освітленої води. Корпус виконано у вигляді жолоба, звуженого в напрямку до зливального отвору, виконаного у торцевій стінці корпуса, днище має форму трикутника та встановлено з нахилом у бік зливального отвору. Корпус оснащено послідовно розміщеними усередині жолоба перфорованими вертикальними поперечними перегородками з перерізом, що відповідає перерізу самого корпуса. Винахід забезпечує збільшенням коефіцієнта об'ємного використання відстійника, підвищення ефективності очистки скидів від завислих часток і домішок із щільністю вище щільності води за рахунок усунення застійних зон. UA 98382 C2 (12) UA 98382 C2 UA 98382 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способів безреагентної очистки промислових стічних вод різноманітного походження, забруднених механічними домішками полідисперсного складу, методом гравітаційного відстоювання в потоці й може бути використаний у різних галузях, зокрема вугільній, для очистки вод від нерозчинених твердих речовин, переважно однорідного хімічного складу з питомою щільністю вище води. У воді, що знаходиться в стані спокою або рухається з невеликою швидкістю, завислі домішки, щільність яких більше щільності води, під дією сили тяжіння випадають в осад. На цьому принципі побудовано освітлення води методом осадження у відстійниках при безперервному її русі з малою швидкістю. Є відомим пристрій для освітлення промислових стічних вод від механічних домішок (Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1974), що включає гравітаційне осадження твердих завислих частинок у горизонтальному відстійнику, шляхом підводу води через одну з торцевих стінок відстійника, її проходження у напрямку, близькому до горизонтального, уздовж споруди і скид стічних вод через колектор з протилежного торця відстійника. До недоліків цього пристрою слід віднести: необхідність наявності значного об'єму відстійника, а, отже, його протяжності; режим руху води в горизонтальному відстійнику турбулентний, внаслідок чого процес гравітаційного осадження тонкодисперсних твердих завислих часток і домішок у воді погіршується в зв'язку з наявністю вертикальних складових швидкості турбулентного потоку, які збільшуються з підвищенням швидкості горизонтального руху води, що пов'язано з роботою відстійника неповним перерізом; наявність великих обсягів, не маючих пристроїв гідравлічного розподілення потоків, що призводить до зниження ефективності використання об'єму (коефіцієнт об'ємного використання відстійників менше 0,5) і як наслідок до появи застійних зон і транзитних струменів, у зв'язку з чим різко знижується ефективність освітлення води; дійсна тривалість перебування води у відстійнику завжди менша теоретичної внаслідок неминучого нерівномірного розподілу швидкостей потоку по всій площі поперечного перерізу відстійника, тому дійсна швидкість руху води у відстійнику більше розрахункової швидкості, у зв'язку з чим ефект освітлення води погіршується; виконання днища відстійника горизонтальним ускладнює процес відведення осаду й сприяє підвищенню концентрацій забруднень у освітленій воді; внаслідок інтенсивного нерівномірного переміщення основної маси суспензії в нижні шари, втрати стійкості потоку, підвищенні горизонтальної швидкості й вертикальної складової, які перешкоджають подальшому осадженню часток у першій половині довжини й підвищують їх концентрацію в потоці з виносом із відстійника, кількість суспензії, затримуваної відстійником зменшується, а винос її в кінцевий жолоб донними струменями збільшується. Відома конструкція відстійника, який складається з корпусу, вхідного та вихідного трубопроводів, приямка для збору осаду, встановлених поблизу входу та виходу потоку дірчастих розподільчих перегородок (A.M. Тугай, В.О. Орлов. Водопостачання: Підручник для вузів. - Рівне: РДТУ, 2001). Недоліком відомого рішення є те, що встановлені на вході та виході з відстійника розподільчі перегородки не забезпечують рівномірного розподілення швидкості потоку у відстійнику, збільшення коефіцієнта об'ємного використання і тим самим не інтенсифікують у цьому процесі осадження зависі. Потік рідини, розподілений по всьому поперечному перерізу відстійника, рухався, в основному, у напрямку його подовжньої осі. При такому русі тверді частки порівняно невеликих розмірів не встигали осідати і виносилися з освітленим потоком рідини. Маючи відносно малі гідравлічні опори, порівняно з опорами проточної частини горизонтального відстійника, ці перегородки не здатні зменшити вплив вертикальних складових швидкості потоку, направлених вгору, які знижують ефект випадіння зависі під дією сили тяжіння. Найбільш близьким технічним рішенням є пристрій для очищення промислових стічних вод від завислих часток (RU 2385175 С1 В01D 21/02, 2010), що включає корпус, виконаний у вигляді закритого жолоба з круглим або параболічним дном і нахилений під кутом 20-35° до горизонтальної площини. На верхній плоскій стороні корпуса у верхній частині пристрою підключено вхідний трубопровід для подачі скидів, а в нижній частині - вихідний трубопровід для відводу очищеної води. Усередині корпуса послідовно встановлені тонкошарові освітлювачі типу "жалюзі" з кутом нахилу пластин 40-45° до верхньої площини корпуса. Приймальний бункер зістиковано з низом корпусу в нижній частині пристрою, який має кут нахилу бортів 5055° і випускний люк. До приймального бункера підключені на рівні 1/3 його висоти від люка по 1 UA 98382 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дотичній на діаметрально розташованих сторонах дві гілки трубопроводу для змиву шламу, з'єднаного із вхідним трубопроводом. Недоліком цього рішення є те, що інерція маси води, яка надходить до пристрою зі значною швидкістю, різко знижує ефект роботи частини відстійника поблизу впуску. Саме тут осадження зависі (за винятком крупної) внаслідок великих швидкостей руху води погіршується. Крім того, конструкція жолоба не виключає турбулентності потоку освітленої води у зливальному отворі, оскільки спадний потік води, який є характерним для даного пристрою, вимиває завислі частки і домішки, що осаджуються на дні, і повертають їх назад у робочу зону відстійника. Оскільки фактичний час відстоювання менше розрахункового, а дійсні швидкості руху води відповідно більше розрахункових, то технічна ідея спрямована до вишукування таких конструкцій відстійників, при яких дійсні швидкості як можна менше відрізнялися б від теоретичних або розрахункових, а дійсний час перебування води у відстійнику як можна менше відрізнявся б від теоретичного або розрахункового. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення відомого пристрою для очистки скидів від завислих речовин шляхом створення нових конструктивних ознак, в якому забезпечується формування потоку змінного за формою перерізу в процесі освітлення, запобігання виносу забруднень робочим потоком, збільшення коефіцієнта об'ємного використання відстійника внаслідок відсутності застійних зон й організації інтенсивного осадження завислих часток шляхом більш рівномірного розподілу потоку по всій площі поперечного перерізу, за рахунок чого підвищується ефективність процесу освітлення стічних вод в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для очистки скидів від завислих речовин, який включає корпус з днищем і з подавальним трубопроводом вихідної води, трубопровід для видалення осаду, збірний лоток з трубопроводом освітленої води, при цьому корпус виконано у вигляді жолоба, звуженого в напрямку до зливального отвору, виконаного у торцевій стінці корпуса, днище має форму трикутника та встановлено з нахилом у бік зливального отвору, причому корпус оснащено послідовно розміщеними у середині жолоба перфорованими вертикальними поперечними перегородками з перерізом, що відповідає перерізу самого корпуса. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На кресленнях зображено: Фіг.1 - загальний вид пристрою. Фіг.2 - переріз відстійника за А-А. Фіг.3 - переріз відстійника за Б-Б. Відстійник складається з корпусу (1), який виконано у вигляді жолоба, звуженого в напрямку до вихідного отвору, на вході якого розміщено приймальний розподільчий лоток (3) з отворами (4) і подавальним трубопроводом вихідної рідини (2), а на виході - збірний лоток (5) з відвідним трубопроводом освітленої рідини (6) та приймальний бункер для накопичення сповзаючого осаду (7) з трубопроводом для видалення осаду (8). Днище корпусу (1) відстійника нахилено під кутом  до горизонтальної площини, що забезпечує сповзання осаду, який випадає в процесі освітлення, вниз без зупинки роботи відстійника. В корпусі (1) встановлені перфоровані вертикальні поперечні перегородки (9) з перерізом, що відповідає перерізу корпусу відстійника, які поділяють потік на безліч окремих шарів малої висоти й сприяють вирівнюванню швидкостей по всьому перерізу відстійника. У кожному перерізі всіх розподільчих перегородок, що встановлені в напрямку руху робочого потоку, необхідно дотримуватися приблизно однакових витрат рідини, що фактично забезпечує кут . У задній торцевій стінці корпуса (1) відстійника є зливальний отвір (10), через який освітлена вода надходить у збірний зливальний лоток (5). У нижньої частини днища корпуса (1) у задній торцевій стінці є шламовихідний отвір (11), через який завислі частки й домішки, що випадають в процесі освітлення стічних вод, надходять у приймальний бункер для накопичення осаду (7). Для того, щоб забезпечити найкращі умови сповзання осаду, нахилене днище корпусу (1) виконано у формі рівнобедреного трикутника з кутом нахилу граней до горизонтальної площини . Заявлений пристрій для очистки скидів від завислих речовин працює в такий спосіб: Вихідний потік води по трубопроводу (2) подають у розподільчий лоток (3), що має прямокутну форму, через отвори (4) якого рівномірно розподіляються по всьому змінному за формою поперечному перерізу пристрою, при цьому швидкість освітлювальної води знижується. Для рівномірного розподілу потоку рідини, ліквідації "застійних зон", збільшення коефіцієнта об'ємного використання відстійника та поліпшення процесу освітлення по всьому змінному за формою поперечному перерізу корпусу (1) стаціонарно встановлюються перфоровані вертикальні поперечні перегородки (9). Далі потік переміщається від торцевої стінки до протилежного торця через систему перфорованих вертикальних поперечних перегородок з перерізом, що відповідає перерізу корпусу відстійника. При цьому основний потік 2 UA 98382 C2 5 10 15 20 розбивається на безліч струменів і у режимі ламінарної течії відбувається інтенсивне відділення завислих частинок, які є у воді, й їх безперервне сповзання униз під дією гравітаційних сил. Осад, що випадає, сповзає по нахиленому днищу в напрямку руху води без зупинки роботи пристрою, збирається в нижній частині днища корпуса, надходить у бункер накопичення осаду (7) через шламовихідний отвір (11) і відводиться по трубопроводу (8). Освітлена вода через зливальний отвір (10) у задній торцевій стінці надходить у збірний зливальний лоток (5), з якого по трубопроводу (6) виводиться з корпусу (1) відстійника. По ходу проходження стічних вод, що містять завислі речовини, починаючи від впускного розподільчого лотка, глибина відстійника поступово збільшується, досягаючи максимального значення біля протилежної торцевої стінки, а процес випадіння суспензії, навпаки, сповільнюється. Тобто біля протилежного торця, що має вихідний отвір, процес осадження практично припиняється, а глибина жолоба найбільш максимальна, що є необхідною умовою для мінімізації (ліквідації) взаємодії освітленої води з осадом, що випадає. Таким чином, заявлений пристрій характеризується збільшенням коефіцієнта об'ємного використання відстійника за рахунок створення стаціонарного режиму течії потоку води по всій площі змінного, переважно за формою, поперечного перерізу пристрою (спочатку широкого, але невисокого, а далі звуженого, проте більш високого), підвищенням ефективності очистки скидів від завислих часток і домішок із щільністю вище щільності води за рахунок усунення застійних зон. Конструкцію пристрою виконано таким чином, що по всій площі змінного за формою поперечного перерізу відстійника рухається потік, який забезпечує рівномірний перелив верхнього шару освітленої рідини у збірний зливальний лоток при мінімальній взаємодії освітленої рідини з осадом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 Пристрій для очистки скидів від завислих речовин, який включає корпус з днищем і з подавальним трубопроводом вихідної води, трубопровід для видалення осаду, збірний лоток з трубопроводом освітленої води, який відрізняється тим, що корпус виконано у вигляді жолоба, звуженого в напрямку до зливального отвору, виконаного у торцевій стінці корпуса, днище має форму трикутника та встановлено з нахилом у бік зливального отвору, при цьому корпус оснащено послідовно розміщеними усередині жолоба перфорованими вертикальними поперечними перегородками з перерізом, що відповідає перерізу самого корпуса. 3 UA 98382 C2 Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4