Пристрій для очистки стічних вод від домішок

Реферат: Пристрій для очистки стічних вод від домішок містить порожнистий замкнений в плані корпус з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним і щонайменше одним вихідним отворами, дві перегородки, які поділяють корпус на три відсіки і мають перепускні отвори для їх гідравлічного сполучення. Площа першого відсіку-відстійника в плані складає від 15 % до 45 % загальної площі корпусу в плані, пластини уловлювача важких та плавучих тонкодисперсних домішок нахилені до горизонталі під кутом від 45° до 68° і сумарна площа поперечного перерізу цих пластин складає від 4 % до 40 % загальної площі вхідного отвору уловлювача. UA 69406 U (12) UA 69406 U UA 69406 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструкції пристроїв для очистки промислових та побутових стічних вод від дисперсних твердих і/або рідких домішок та зливних стоків від довільних частинок ґрунтів, дрібного сміття та домішок нафтопродуктів. Фахівцям відомо, що домішки у стоках дуже різноманітні за геометричною формою, розмірами, хімічним складом, агрегатним станом і густиною (яка, до речі, може суттєво відрізнятися від густини води). Тому існує нагальна потреба в простих за конструкцією, зручних у побудові й експлуатації загальнодоступних пристроях для очистки стічних вод. З урахуванням широкого діапазону розбіжностей якісних властивостей можливих домішок шлях стоків від входу в пристрої для очистки до виходу з них очищеної води звичайно поділяють на етапи відділення осаду й відокремлення плавучих домішок. Відповідно, традиційний пристрій для очистки поверхневих (переважно зливних) стоків має корпус, в якому послідовно розташовані вхідна камера для уповільнення руху стічної води, відстійник твердого осаду й вузол тонкошарової течії для відокремлення плавучих домішок (Молоков М.В., Шифрин В.Н. Очистка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок. - М.: Стройиздат, 1997, с. 81). Цей пристрій досить ефективно осаджує грубі тверді домішки типу піску й в'язкі плавучі домішки типу нафтових мастил, але внаслідок відносно вільного протікання оброблюваної води крізь корпус практично не уловлює мул та легкі нафтопродукти. Більш довершений пристрій має корпус з вхідним і вихідним отворами й трьома відсіками з перепускними отворами. Перший відсік уповільнює рух стоків і є відстійником грубих механічних домішок, другий відсік уловлює важкі та плавучі дисперсні домішки за допомогою нахилених до горизонталі пластин, а третій відсік містить рихлий фільтрувальний матеріал для уловлювання переважно плавучих тонкодисперсних домішок (Пушкарев В.В. и др. Очистка маслосодержащих сточных вод. - М.: Металлургия, 1980, С. 56-57). Але й цей пристрій виявився не завжди ефективним уловлювачем тонкодисперсних домішок, хімічний склад і вміст яких у стоках коливаються в широких діапазонах, оскільки під час злив не забезпечується плавне перетікання оброблюваної стічної води крізь відсіки, а засипаний в останній відсік фільтрувальний матеріал діє, як суто механічний фільтр. Останній недолік був почасти усунений включенням у склад пристрою для очистки стічних вод адсорберу, заповненого дрібним пінополіуретаном як сорбентом (див. патент України 31396 А). Цей пристрій має: порожнистий замкнений в плані корпус з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним й щонайменше одним вихідним отворами, щонайменше дві перегородки, які поділяють корпус на відсіки й мають отвори для перетікання рідини та сполучення відсіків між собою, перший відсік-відстійник, який підключений до вхідного отвору й складається з прямокутної в поперечному перетині заспокоювальної верхньої частини й донної частини, яка звичайно звужується в напрямку зверху вниз і в якій накопичується осад грубих механічних домішок, другий відсік, який сполучається з першим відсіком наскрізним отвором у придонній частині першої перегородки й в якому розміщені уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок у вигляді набору нахилених до горизонталі пластин та адсорбер, заповнений дрібним пінополіуретаном як сорбентом, третій відсік, який оснащений фільтрувальною касетою, сполучений з другим відсіком таким наскрізним отвором у другій перегородці, що відкритий під зазначену касету, й підключений до вихідного отвору над зазначеною касетою, На жаль, і в такому пристрої перехід від кожної попередньої до кожної наступної стадії не є досить плавним. Це знижує ефективність виділення тонкодисперсних (особливо плавучих) твердих і рідких домішок. Найближчим аналогом пропонованої корисної моделі є "Пристрій для очистки води від домішок" згідно з патентом України № 1299 U1. Цей пристрій має: порожнистий замкнений в плані корпус з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним й щонайменше одним вихідним отворами, дві перегородки, які поділяють корпус на три відсіки й мають отвори для їх гідравлічного сполучення, перший відсік-відстійник, який підключений до вхідного отвору й складається з заспокоювальної верхньої частини та донної частини, де накопичується осад грубих механічних домішок, другий відсік, який сполучається з першим відсіком крізь отвір у першій перегородці й в якому розміщений уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок у вигляді набору нахилених до горизонталі пластин, третій відсік, який оснащений фільтрувальною касетою, сполучається з другим відсіком таким наскрізним отвором у другій перегородці, що відкритий під зазначену касету, й підключений до вихідного отвору над зазначеною касетою, при цьому площа першого відсіку-відстійника в плані складає від 10 % до 1 UA 69406 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 51 % загальної площі корпусу в плані, пластини уловлювача важких та плавучих тонкодисперсних домішок нахилені до горизонталі під кутом не більш 70°, а переважно в діапазоні 40° - 70°, отвір для перетікання рідини виконано у нижній частині другої перегородки, а його ширина практично співпадає з шириною фільтрувальної касети. Крім того, було визначено, що: сумарна площа поперечного перерізу пластин уловлювача складає від 3 % до 40 % загальної площі вхідного отвору уловлювача, загальна площа вхідного отвору в уловлювач складає від 11 % до 47 % загальної площі корпусу в плані, площа прохідного перерізу фільтрувальної касети складає від 9 % до 51 % загальної площі корпусу в плані, та корпус має в плані переважно прямокутну або круглу форму. Такий пристрій навіть при максимальному навантаженні на вході забезпечує практично плавне перетікання оброблюваних стічних вод з кожного попереднього відсіку у кожний наступний відсік і далі у вихідний отвір. Це дає змогу уловлювати тонкодисперсні тверді й плавучі домішки та отримувати технічну воду як цільовий продукт. Але практика тривалої експлуатації багатьох таких пристроїв показала, що можливості оптимізації не вичерпані. Зокрема було встановлено, що мінімальної площі першого відсікувідстійника на рівні 10 % від загальної площі корпусу в плані недостатньо для тривалої надійної роботи пристрою і що інші відносні розміри також потребують корекції. Задачею корисної моделі є удосконалення відносних розмірів частин створити надійніший пристрій для очистки стічних вод від домішок. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для очистки стічних вод від домішок, що має: порожнистий замкнений в плані корпус з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним і щонайменше одним вихідним отворами, дві перегородки, які поділяють корпус на три відсіки і мають перепускні отвори для їх гідравлічного сполучення, перший відсіквідстійник, який підключений до вхідного отвору і складається з заспокоювальної верхньої частини й донної частини, де накопичується осад грубих механічних домішок, другий відсік, який сполучений з першим відсіком-відстійником крізь отвір у першій перегородці й в якому розміщений уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок у вигляді набору нахилених до горизонталі пластин, та третій відсік, який оснащений фільтрувальною касетою, сполучений з другим відсіком крізь отвір у нижній частині другої перегородки, причому цей отвір має ширину, практично однакову з шириною зазначеної касети й відкритий під цю касету, й який підключений до вихідного отвору над касетою, площа першого відсіку-відстійника в плані складає від 15 % до 45 % загальної площі корпусу в плані, пластини уловлювача важких та плавучих тонкодисперсних домішок нахилені до горизонталі під кутом від 45° до 68° і сумарна площа поперечного перерізу цих пластин складає від 4 % до 40 % загальної площі вхідного отвору уловлювача. Звуження діапазонів відношень площі першого відсіку-відстійника до площі корпуса пристрою в цілому, припустимих кутів нахилу пластин уловлювача до горизонталі та сумарної площі поперечного перерізу цих пластин до загальної до площі вхідного отвору уловлювача сприяє надійній роботі пристрою для очистки стічних вод під час тривалих злив. Зокрема, підвищення мінімального значення площі першого відсіку-відстійника до 15 % від загальної площі корпуса в плані збільшує ємність для збору грубих домішок, а підвищення мінімального значення нахилу пластин уловлювача до 45° та мінімальної сумарної площі їх поперечного перерізу до 4 % від загальної площі вхідного отвору уловлювача зменшує вірогідність унесення важких та плавучих тонко-дисперсних домішок в третій відсік. Відповідно, зменшення максимальних величин зазначених параметрів у порівнянні з прототипом обумовлене тим, що ефективність очистки при переході за ці величини не зростає (а інколи й погіршується). Таким чином підвищується надійність роботи пристрою навіть під час тривалих злив. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що в першому відсіку корпуса в проміжку між вхідним отвором і перепускним отвором в першій перегородці встановлена рухома заслінка для додаткового гальмування вхідного потоку. Це дозволяє надійніше заспокоювати потік зливових стоків в першому відсіку. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок оснащений регулятором нахилу пластин до горизонталі. Це дозволяє настроювати його на максимальну ефективність з урахуванням видів і максимальних концентрацій домішок, типових для місця розташування пристрою. Суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції і роботи запропонованого пристрою з посиланнями на додані креслення, де зображені на: фіг. 1 - загальний вигляд пристрою для очистки стічних вод від домішок з прямокутним в плані корпусом (розтин вертикальною площиною симетрії); 2 UA 69406 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фіг. 2 - перетин А-А пристрою з фіг. 1 (де пластини уловлювача важких та плавучих тонкодисперсних домішок нахилені до горизонталі під одним можливим кутом); фіг. 3 - загальний вигляд пристрою з фіг. 1 в плані (з умовно видаленою кришкою); фіг. 4 - загальний вигляд пристрою для очистки стічних вод від домішок з круглим в плані корпусом (розріз вертикальною площиною симетрії); фіг. 5 - загальний вигляд пристрою з фіг. 4 в плані (з умовно видаленою кришкою). Найкращі втілення винахідницького задуму. Запропонований пристрій має (див. фігури 1 та 4); порожнистий (не обов'язково прямокутний чи круглий в плані) замкнений корпус 1 з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним 2 й щонайменше одним вихідним 3 отворами; дві перегородки 4 та 5, які поділяють корпус 1 на три відсіки і мають перепускні отвори 6 і 7 для гідравлічного сполучення згаданих відсіків, перший відсік-відстійник 8, який підключений до вхідного отвору 2 й складається з заспокоювальної верхньої частини й донної частини, яка слугує накопичувачем осаду грубих механічних домішок, причому площа цього відсіку-відстійника 8 обрана в межах від 15 % до 45 % загальної площі корпусу 1 в плані; другий відсік 9, який сполучений з першим відсіком 8 крізь перепускний отвір 6 у першій перегородці 4 і в якому розміщений уловлювач 10 важких та плавучих тонкодисперсних домішок у вигляді набору пластин 11 (див. фігури 2, 3, та 5), які нахилені до горизонталі під кутом, що обраний в межах від 45° до 68° та сумарна площа поперечного перерізу яких складає від 4 % до 40 % загальної площі вхідного отвору уловлювача 10, і третій відсік 12, що оснащений (зазвичай змінною) фільтрувальною касетою 13, сполучений з другим відсіком 9 крізь перепускний отвір 7 у нижній частині другої перегородки 5, причому цей 7 отвір має ширину, практично однакову з шириною касети 13 й відкритий під цю касету 13, і який підключений до вихідного отвору 3 над касетою 13. Доцільно, щоб в першому відсіку-відстійнику 8 корпуса 1 в проміжку між вхідним отвором 2 і перепускним отвором 6 в першій перегородці 4 була встановлена рухома заслінка 14 для додаткового гальмування вхідного потоку, а уловлювач 10 був оснащений регулятором 15 нахилу пластин 11 до горизонталі. Зазвичай загальна площа перепускного отвору 6 на вході в уловлювач 10 вибрана в межах від 15 % до 45 % загальної площі корпусу 1 в плані, а площа прохідного перерізу фільтрувальної касети 13 - в межах від 12 % до 50 % загальної площі корпусу 1 в плані. Фахівцю зрозуміло, що додані креслення й наведений вище опис двох варіантів конструкції запропонованого пристрою не вичерпують можливості його модифікації в межах формули корисної моделі. Наприклад, залежно від особливостей місця монтажу форма корпусу 1 в плані, товщина перегородок 4 та 5 і інші. Аналогічно, вибір конкретних величин зазначених вище співвідношень залежить від місця розташування окремих пристроїв і типового складу домішок до стічних вод з конкретних джерел. Наприклад: площа поперечного перетину першого відсіку 8 може бути мінімальною за умови, що грубі важки домішки є випадковими компонентами стічних вод (і тоді заспокоєння й уповільнення потоку стають основними функціями відсіку 8), і, навпаки, максимальна площа потрібна, коли зазначені домішки присутні у високих концентраціях; сумарна площа поперечного перерізу пластин 11 уловлювача 10 повинна бути тим більшою, чим вища концентрація тонкодисперсних домішок на виході з першого відсіку 8, а кут їх нахилу до горизонталі буде тим більший, чим вища концентрація плавучих компонентів в загальній масі твердих і рідких тонкодисперсних домішок на виході з першого відсіку 8. Стічні води очищуються в описаному пристрої наступним чином. Потік промислових, побутових або зливових стоків з довільними домішками (зазвичай, самопливом, або, рідше, під дією не показаного особливо придатного насосу) надходить у верхню частину першого відсіку 8, де заспокоюється внаслідок різкого збільшення прохідного перетину. Відповідно, основна маса грубих важких домішок осідає в донній частині відсіку 8. Уповільнений потік частково очищеної води крізь перепускний отвір 6 в першій перегородці 4 плавно перетікає у другий відсік 9, де залишок грубих домішок у взаємодії з пластинами 11 уловлювача 10 практично повністю випадає на дно, а тонкодисперсні важкі та плавучі домішки у взаємодії з тими ж пластинами 11 виділяються зі стоків таким чином, що більша частина важких домішок приєднується до осаду на дні відсіку 9, а практично всі плавучі домішки створюють в цьому ж відсіку суцільний поверхневий шар (який, за необхідністю, періодично видаляють навіть під час роботи пристрою). Далі потік суттєво очищеної води крізь перепускний отвір 7 в другій перегородці 5 плавно перетікає у третій відсік 12, де цей потік, двічі змінюючи напрямок руху, просочується крізь фільтрувальну касету 13. 3 UA 69406 U 5 Отримана таким чином технічна вода через вихідний отвір 3 надходить до якого-небудь споживача або стікає в каналізацію. Якщо пристрій обладнано рухомою заслінкою 14 і/або регулятором 15 нахилу пластин 11 уловлювача 10 до горизонталі, їх можна застосовувати для регульованого гальмування відповідно вхідного потоку стічних вод та для настроювання взаємодії оброблюваних стічних вод зі згаданими пластинами. Це можна робити як заздалегідь, керуючись, наприклад, прогнозами погоди, або безпосередньо під час роботи. Запропонований пристрій може бути виготовлений в довільній кількості з доступних на ринку матеріалів. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 1. Пристрій для очистки стічних вод від домішок, що має порожнистий замкнений в плані корпус з розташованими з перепадом висот щонайменше одним вхідним і щонайменше одним вихідним отворами, дві перегородки, які поділяють корпус на три відсіки і мають перепускні отвори для їх гідравлічного сполучення, перший відсік-відстійник, який підключений до вхідного отвору і складається з заспокоювальної верхньої частини й донної частини, де накопичується осад грубих механічних домішок, другий відсік, який сполучений з першим відсіком-відстійником крізь перепускний отвір у першій перегородці й в якому розміщений уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок у вигляді набору нахилених до горизонталі пластин, та третій відсік, який оснащений фільтрувальною касетою, сполучений з другим відсіком крізь перепускний отвір у нижній частині другої перегородки, причому цей отвір має ширину, практично однакову з шириною зазначеної касети й відкритий під цю касету, й який підключений до вихідного отвору над касетою, який відрізняється тим, що площа першого відсікувідстійника в плані складає від 15 % до 45 % загальної площі корпусу в плані, пластини уловлювача важких та плавучих тонкодисперсних домішок нахилені до горизонталі під кутом від 45° до 68° і сумарна площа поперечного перерізу цих пластин складає від 4 % до 40 % загальної площі вхідного отвору уловлювача. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в першому відсіку корпуса в проміжку між вхідним отвором і перепускним отвором в першій перегородці встановлена рухома заслінка для додаткового гальмування вхідного потоку стічних вод. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що уловлювач важких та плавучих тонкодисперсних домішок оснащений регулятором нахилу пластин до горизонталі. 4 UA 69406 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 5