УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/52 B01D21/08 

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод и может быть использовано в отстойниках, осветлителях.

Известно устройство по очистке воды с рециркуляцией осадка с помощью эжекторной системы, использующее энергию исходной воды и увеличивающее производительность и качество очистки [1]
Недостатком данного устройства является ограниченная возможность повышения производительности и качества очистки из-за:
относительно малого количества рециркулируемого осадка, что имеет особое значение при обработке воды с низкой температурой, высокой цветностью, малой мутностью, где вяло идет процесс хлопьеобразования;
отсутствия интенсификации процесса хлопьеобразования за счет дополнительного взаимодействия частиц, значительно отличающихся своими размерами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является вертикальный отстойник для очистки воды, включающий в себя корпус, внутри которого расположены камера хлопьеобразования, смеситель, образующий с соплом эжектор. Смеситель в верхней части снабжен раструбом, направленным вверх, к которому подведен дополнительный трубопровод исходной воды для интенсификации процесса очистки. Улучшение хлопьеобразования достигается посредством дополнительного взаимодействия и слипания в верхней части смесителя частиц, значительно различающихся своими размерами [2]
Данное устройство имеет следующие недостатки.

Относительно небольшая производительность и качество очистки. Это объясняется сравнительно небольшим количеством рециркулируемого осадка. Интенсификация процесса хлопьеобразования за счет дополнительного взаимодействия разнородных частиц происходит в верхней части смесителя, использовать весь объем смесителя не позволяет идентичность частиц в воде, поступающей из сопла и дополнительного трубопровода в верхней части смесителя.

Цель изобретения повышение производительности и качества очистки за счет улучшения процесса хлопьеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что сопло имеет соосно расположенный стакан, имеющий сообщение посредством гибкого трубопровода с зоной осветления.

На чертеже приведен поперечный разрез предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1, трубопровод подачи исходной воды 2 с соплом, состоящим из насадка Вентури 3, переходящим в конически сходящийся насадок 4, внутри которых расположен цилиндрический стакан 5 с патрубком 6 и гибким трубопроводом 7. Соосно соплу расположены смеситель, состоящий из конфузора 8, цилиндрической части 9 и диффузора 10. Устройство имеет камеру хлопьеобразования 11, систему удаления осадка в виде трубопровода 12, желоб сбора осветленной воды 13 с трубопроводом осветленной воды 14.

Устройство работает следующим образом.

Вода с введенными реагентами поступает по трубопроводу 2 в пространство между цилиндрическим стаканом 5, насадком Вентури 3, переходящим в конический насадок 4.

Ядро струи, выходящей из сопла, представляет собой конус полый внутри, при этом работает как наружная, так и внутренняя часть ядра струи. В результате получены два круга рециркуляции очищаемой воды с хлопьями. По первому рециркулируют наиболее крупные хлопья, эжектируемые увеличенной наружной поверхностью ядра струи. Увеличенная наружная поверхность струи, взаимодействующая с окружающей средой, приводит к увеличению рециркуляции осадка, оседаемого на дно. По второму через гибкий трубопровод эжектируемые внутренней поверхностью ядра струи рециркулируют вместе с осветленной водой наиболее мелкие хлопья. Обрабатываемая вода, прошедшая сопло, интенсивно перемешивается в смесителе с эжектируемым осадком, выпавшим на дно корпуса 1, и осветленной водой с мелкими хлопьями. Смесь хлопьев очищаемой и осветленной воды, пройдя смеситель, поступает в камеру хлопьеобразования, где происходит интенсивное образование прочных гидравлически крупных хлопьев, оседаемых на дно корпуса. Оттуда удаляются по трубопроводу в осадкоуплотнитель или канализацию, а частично вновь эжектируются. Осветленная вода собирается желобом 13 и удаляется по трубопроводу 14 на дальнейшую обработку.

Отличительными особенностями процесса является:
а) увеличение количества центров кристаллизации в смесителе и камере хлопьеобразования за счет увеличенного количества рециркулируемого осадка, что ускоряет процессы хлопьеобразования, увеличивает концентрацию, скорость осаждения хлопьев;
б) рециркуляция мелких хлопьев осуществляется вместе с осветленной водой, а перемешивание и взаимодействие с крупными частицами осуществляется во всем объеме смесителя, что дополнительно интенсифицирует процесс извлечения мелких частиц крупными, увеличивает их прочность и гидравлическую крупность,
в) изменяя вертикальные отметки верха гибкого трубопровода, можно регулировать степень очистки, изменяя количество осветленной среды с мелкими хлопьями в зависимости от качества исходной воды.

Испытания предложенного устройства проводились в производственных условиях на действующей станции. Обработке подвергалась вода со следующими показателями: температура +1^oC, цветность 80 С, мутность 2,7 мг/л, щелочность 3,7 мг экв/л.

Результаты сведены в таблицу.

Возможное в дальнейшем увеличение скорости восходящего потока обрабатываемой воды сдерживалось состоянием фильтров. При повышении мутности осветленной воды резко сокращался фильтроцикл.

Устройство повышает производительность обработки воды и в сравнении с прототипом на 20% степень очистки, позволяет с малыми затратами реконструировать существующие осветлители и отстойники, экономить значительные средства при строительстве новых очистных сооружений.

Использование: для очистки воды. Сущность изобретения: устройство, содержащее корпус, камеру хлопьеобразования, смеситель, имеет сопло, содержащее цилиндрический стакан, сообщающийся гибким трубопроводом с зоной осветления. Рециркуляция мелких хлопьев осуществляется вместе с осветленной водой, а перемешивание и взаимодействие с крупными частицами осуществляется во всем объеме смесителя, что интенсифицирует процесс извлечения мелких частиц крупными, увеличивает их прочность и гидравлическую крупность. 1 табл., 1 ил.

Устройство для очистки воды, включающее корпус, камеру хлопьеобразования, смеситель и сопло, установленное на трубопроводе подачи исходной воды и образующее со смесителем эжектор, отличающееся тем, что оно снабжено стаканом, соосно расположенным внутри сопла и сообщающимся посредством трубопровода с зоной осветления.