ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК Российский патент 1994 года по МПК B01D21/02 B01D21/08 C02F1/52 

Изобретение относится к устройствам для разделения твердой и жидкой сред и может быть использовано для очистки сточных вод химических и металлургических предприятий, преимущественно сточных вод от цехов гальванических покрытий, от гидроксидов различных тяжелых металлов.

Известен тонкослойный отстойник, содержащий корпус с накладным днищем, тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды, патрубок для отвода осадка в нижней части днища, причем внутри корпуса закреплены стержни, на которых подвешены трубчатые элементы и установлена вертикальная рейка, связанная с вибровозбудителем.

Однако наличие рейки, вибровозбудителя, стержней усложняет конструкцию отстойника. Применение вибрации создает при работе шум, что снижает удобство обслуживания. За счет того, что между рядами параллельных труб имеются свободные промежутки, снижается эффективность разделения.

Известен также тонкослойный отстойник, содержащий корпус с наклонным днищем, тонкослойный модуль в виде трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды, патрубок для отвода осадка в нижней части днища, причем перед тонкослойным модулем установлена вертикальная полупогружная перегородка, а трубчатые элементы расположены вертикально.

Однако вследствие вертикального расположения трубчатых элементов возможен проскок суспендированных частиц в устройство для отвода осветленной воды, что снижает эффективность работы.

Наиболее близким к заявленному по конструкции и достигаемому результату является тонкослойный отстойник, содержащий корпус с наклонным днищем, тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды, патрубок для отвода осадка в нижней части днища.

При этом часть трубчатых элементов выполнена закрытыми для придания плавучести тонкослойному модулю, устройство для подвода очищаемой воды установлено сверху снаружи на передней стенке корпуса, а устройство для отвода осветленной воды внутри, на задней стенке корпуса, причем патрубок для отвода осадка расположен в передней нижней части днища, а стенки корпуса выполнены вертикальными.

Однако в известном тонкослойном отстойнике эффективность разделения снижается из-за того, что часть трубчатых элементов закрыта сверху и снизу, а также из-за образования застойных зон между тонкослойным модулем, передней и задней стенками корпуса и возможности проскока частиц осадка в устройство для отвода осветленной воды. Кроме того, в производственных условиях подлежащие очистке сточные воды не имеют постоянного состава и плотности, вследствие чего плавучие тонкослойные модули могут всплывать на различную высоту и тем самым не обеспечивается постоянства уровня воды над модулем, что также снижает эффективность разделения. Установка патрубка для отвода осадка в передней части корпуса создает неравномерную нагрузку на днище, может привести к его деформации, что снижает надежность конструкции. Выполнение корпуса с вертикальными стенками и установка снаружи лотка для подвода очищаемой воды не обеспечивают получения достаточно компактной конструкции. В известном отстойнике при извлечении тонкослойного модуля для прочистки требуется снятие соединительных крюков, возможна деформация модуля, что снижает удобство обслуживания.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы, компактности конструкции и удобства обслуживания.

Для достижения этого результата в тонкослойном отстойнике, содержащем корпус с наклонным днищем, тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды, патрубок для отвода осадка в нижней части днища, перед тонкослойным модулем установлена наклонная полупогружная перегородка с концевыми вертикальными участками, образующая в передней части корпуса камеру хлопьеобразования, трубчатые элементы размещены в наклонном каркасе, установленном на опорах, закрепленных на корпусе, задняя стенка корпуса выполнена наклонной, причем угол наклона полупогружной перегородки, каркаса и задней стенки корпуса равен углу наклона трубчатых элементов. При этом патрубок для отвода осадка расположен под тонкослойным модулем на первой трети его длины в соответствии с расположением максимума на кривой осаждения. При этом устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды выполнены в виде лотков с отверстиями, первый из которых установлен внутри корпуса сверху, на передней стенке по всей ее ширине, а второй - снаружи, на задней стенке корпуса, а трубчатые элементы выполнены из полимерного материала, например полиэтилена.

Выполнение камеры хлопьеобразования обеспечивает предварительную агломерацию частиц и тем самым повышает эффективность осаждения в тонкослойном модуле. Размещение трубчатых элементов в каркасе, установленном на опорах, обеспечивает постоянство уровня воды над тонкослойным модулем, что положительно влияет на эффективность работы, повышает удобство обслуживания, так как облегчается установка и извлечение при необходимости тонкослойного модуля.

Выполнение задней стенки корпуса наклонной и установка наклонной перегородки с углами наклона, равными углу наклона трубчатых элементов, исключает образование застойных зон на входе в тонкослойный модуль и на выходе из него, что также повышает эффективность работы, облегчает установку и извлечение тонкослойного модуля, тем самым повышая удобство обслуживания. Кроме того, выполнение задней стенки корпуса наклонной обеспечивает повышенную компактность конструкции. Этому способствует также установка внутри корпуса лотка для подвода очищаемой воды. Размещение лотка для отвода осветленной воды снаружи корпуса положительно влияет на эффективность работы за счет исключения проскока частиц осадка с осветленной жидкостью, которые будут опускаться в трубчатые элементы с большой долей вероятности. Установка патрубка для отвода осадка относительно длины тонкослойного модуля в соответствии с расположением максимума на кривой осаждения повышает равномерность нагрузки на днище, облегчает выгрузку осадка, способствуя этим повышению эффективности работы отстойника.

Выполнение трубчатых элементов из полимерного материала снижает массу тонкослойного модуля, облегчает его установку и извлечение, что дополнительно повышает удобство обслуживания.

На фиг. 1 изображен тонкослойный отстойник, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - каркас тонкослойного модуля; на фиг. 4 - лоток для подачи очищаемой воды, вид сверху.

Тонкослойный отстойник содержит корпус 1 с наклоненным днищем, установленным внутри тонкослойным модулем 2, состоящим из наклонных трубчатых элементов 3, изготовленных из полимерного материала, например полиэтилена, и расположенном на опорах 4, которые равномерно распределены по площади отстойной зоны, выполнены из металла и жестко закреплены на стенках корпуса 1 на заданной высоте. Трубчатые элементы 3 расположены параллельными рядами вплотную друг к другу и соединены между собой в местах примыкания по торцевым срезам, например, посредством тепловой сварки. Сверху, на передней стенке по свей ее ширине, внутри корпуса 1, смонтировано устройство для подачи очищаемой воды в виде лотка 5 с отверстиями 6 для распределения воды по сечению отстойника. Перед тонкослойным модулем 2, вплотную к нему установлена наклонная полупогружная перегородка 7 с концевыми вертикальными пластинами 8 и 9, разделяющая отстойник на две камеры - хлопьеобразования 10 и отстойную 11. В корпусе 1 задняя стенка 12 выполнена наклонной, с внутренней стороны к ней примыкает тонкослойный модуль 2, а с наружной сверху по всей ее ширине смонтирован лоток 13 для отвода осветленной воды, причем на соответствующей части стенки 12 выполнены отверстия 14 для сбора осветленной воды в лоток 13 со всего сечения отстойника. В нижней части днища расположен патрубок 15 для отвода осадка под тонкослойным модулем 2 на расстоянии одной трети его длины, что соответствует расположению максимума на кривой осаждения взвешенных частиц, который в случае гидроксидов тяжелых металлов расположен на одной трети длины зоны осаждения частиц.

Отстойник снабжен патрубком 16 для подвода очищаемой воды и патрубком 17 для отвода осветленной воды.

Трубчатые элементы 3 размещены в жестком наклонном каркасе 18, выполненном из металлического уголка с верхней рамкой из металлической полосы. Угол наклона к горизонтали наклонной полупогружной перегородки 7, задней стенки 12, корпуса 1 и каркаса 18 равен углу наклона трубчатых элементов 3 и составляет 50-60^о. Длина тонкослойного модуля 2-L, патрубок 15 расположен от передней стороны модуля 2 на расстоянии a = L . Тонкослойный отстойник работает следующим образом.

Очищаемая вода, например смесь сточной воды с необходимой дозой реагента, по патрубку 16 поступает в лоток 5, через отверстия 6 которого равномерно распределяется по всему сечению камеры хлопьеобразования 10. При этом скорость очищаемой воды снижается и происходит агломерация взвешенных в ней частиц; затем вода проходит под наклонной полупогружной перегородкой 7, концевая вертикальная пластина 9 которой сужает поперечные сечения потока и создает необходимый напор для равномерного распределения потока по трубчатым элементам 3 и промежуткам между ними тонкослойного модуля 2. При этом поток разбивается на множество струй, скорость воды снижается, и в режиме ламинарного течения происходит выпадение осадка и сползание его вниз под действием гравитации по наклонным трубчатым элементам 3. Выпавший осадок собирается в нижней части днища корпуса 1 и отводится через патрубок 15. Осветленная вода собирается над тонкослойным модулем 2 в отстойной камере 11 и через отверстия 14 в задней стенке 12 равномерно по всему поперечному сечению поступает в лоток 13, из которого выводится через патрубок 17.

За счет установки тонкослойного модуля 2 на опорах 4, жестко закрепленных внутри корпуса 1 на заданной высоте, обеспечивается постоянный уровень осветленной воды и создание определенного гидростатического давления, обеспечивающего сбор осадка на наклонном днище.

При этом большая часть осадка выпадает в самой нижней части днища над патрубком 15. Благодаря этому облегчается отвод осадка и обеспечивается более равномерная нагрузка на днище, что сводит к минимуму возможность его деформации. Таким образом, повышается удобство обслуживания при расположении патрубка 15 для отвода осадка под тонкослойным модулем 2 на одной трети его длины в соответствии с расположением максимума на кривой осаждения взвешенных частиц: a = L.

Засорение трубчатых элементов 3 маловероятно, но в случае необходимости с помощью простейших подъемных устройств (тали, тельферы, кран-балки) извлекают из корпуса 1 каркас 18 с трубчатыми элементами 3, который легко скользит по наклонной стенке 12. После прочистки тонкослойного модуля 3 он также быстро и легко устанавливается на опоры 4, это повышает удобство обслуживания.

Выполнение задней стенки 12 наклонной и лотка 5, встроенного внутрь корпуса 1, повышает компактность конструкции, высвобождая часть производственной площади. Установка наклонной полупогружной перегородки 7, примыкающей к тонкослойному модулю 2, и задней стенки 12 с углами наклона, идентичными углу наклона трубчатых элементов 3, исключает образование застойных зон и возможность проскока неосветленной жидкости, минуя тонкослойный модуль 2, что повышает эффективность работы отстойника.

Наличие камеры 10 хлопьеобразования также обеспечивает повышение эффективности за счет того, что предварительная агломерация частиц облегчает дальнейшее разделение сточной воды на твердую и жидкую фазы и выпадение осадка в тонкослойном модуле 2. При этом нижняя вертикальная концевая пластина 9 наклонной перегородки 7 обеспечивает равномерное распределение воды по тонкослойному модулю 2, а верхняя вертикальная пластина 8 вместе с выносным лотком 13 для осветленной жидкости обеспечивают определенный уровень над тонкослойным модулем 2, что положительно влияет на эффективность. При этом обеспечивается одинаковое гидростатическое давление во всех трубчатых элементах 3.

Выполнение последних из легкого полимерного материала, например полиэтилена, снижает нагрузку на корпус 1, облегчает установку и извлечение тонкослойного модуля 2, что повышает удобство обслуживания.

Предлагаемый отстойник является более эффективным и компактным и менее материалоемким, чем известные, тонкослойные модули имеют унифицированные размеры и могут изготавливаться как в заводских условиях, так и на месте монтажа.

Использование: очистка сточных вод от взвешенных веществ. Сущность изобретения: тонкослойный отстойник содержит корпус, тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, лоток для подвода очищаемой воды, наклонную полупогружную перегородку, лоток для осветленной воды, патрубок для отвода осадка, причем трубчатые элементы размещены в наклонном каркасе, а задняя стенка корпуса выполнена наклонной. Наклонная полупогружная перегородка в передней части корпуса образует камеру хлопьеобразования. Очищаемая вода поступает в лоток и далее в камеру хлопьеобразования, в которой происходит агломерация взвешенных частиц, проходит под полупогружной перегородкой и поступает, делясь на ламинарные потоки, в трубчатые элементы, где происходит разделение суспензии на твердую и жидкую фазы. Осадок под действием гравитации собирается на днище, а осветленная вода поступает в лоток. Осадок отводится через патрубок, расположенный под модулем на первой трети его длины. При необходимости каркас с тонкослойным модулем легко извлекается из корпуса с помощью простых подъемников и также устанавливается обратно. Предлагаемое устройство является компактным, несложным в изготовлении, простым и удобным в обслуживании. Может использоваться в химической, металлургической и других отраслях промышленности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК, содержащий корпус с наклонным днищем, тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды, патрубок для отвода осадка, расположенный в нижней части днища, отличающийся тем, что он снабжен установленной перед тонкослойным модулем наклонной полупогружной перегородкой с вертикальными пластинами на концах, образующей в передней части корпуса камеру хлопьеобразования, и наклонным каркасом, установленным на опорах, жестко закрепленных на корпусе, трубчатые элементы размещены в каркасе, задняя стенка корпуса выполнена наклонной, причем угол наклона к горизонтали полупогружной перегородки, задней стенки корпуса и каркаса равен углу наклона трубчатых элементов. 2. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что патрубок для отвода осадка расположен под тонкослойным модулем на первой трети его длины. 3. Отстойник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды выполнены в виде лотков, первый из которых установлен внутри корпуса на верхней части передней стенки по всей ее ширине и выполнен с отверстиями, а второй - снаружи корпуса на задней его стенке, выполненной с отверстиями по всей ее ширине. 4. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что трубчатые элементы выполнены из полимерного материала, например полиэтилена.