РЕГУЛИРУЮЩИЙ РЕЗЕРВУАР Российский патент 1999 года по МПК E03F5/10 C02F1/00 

Изобретение относится к сооружениям канализационных систем и может применяться для усреднения расходов бытовых и производственных сточных вод.

Аналогом является регулирующий резервуар с центральным лотком, применяемой на ливневых сетях [1, стр. 264]. Этот резервуар не имеет специальных устройств, обеспечивающих эффективное удаление осевших в осадок нерастворимых примесей. Применение его для усреднения бытовых и производственных сточных вод приводит к быстрому заилению резервуара.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является регулирующая емкость, содержащая разделенную на части емкость с подающим трубопроводом, трубопроводом опорожнения, системой вентиляции и отводными лотками, к началу которых подведены подающие трубы с насадками [2].

Конструкция резервуара допускает возможность образования осадка по всей значительной площади резервуара. Система промывки резервуара чрезвычайно сложна и не может быть надежной в работе, смыв осадка из лотков большой длины струями неэффективен, поэтому регулирующая емкость будет периодически заилятся.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности системы удаления выпадающего осадка из регулирующего резервуара, исключающей даже периодическое заиление сооружения.

Техническая задача решается тем, что в регулирующем резервуаре, содержащем разделенную на части емкость с подающим трубопроводом, трубопроводом опорожнения, системой вентиляции и отводными лотками, каждая секция емкости снабжена отстойной камерой улавливания нерастворенных примесей, оборудованной трубопроводами для периодического взмучивания и удаления осадка в резервуар насосной станции. Каждая секция также разделена по длине перегородкой с проемом на два отделения: первое из них меньшего размера - длиной от 0,2 до 0,3 частей общей длины резервуара, в котором обеспечивается образование основного количества осадка и которое имеет устройства, обеспечивающие смыв и удаление осадка при опорожнении резервуара, а второе отделение, выполняющее роль основного накопителя воды, составляющее ее основной объем и имеющее длину от 0,7 до 0,8 частей от общей длины всего резервуара. Секции разделены между собой порогами, высота которых равна - между смежными первыми отделениями - 0,1 - 0,3 м, а между смежными вторыми отделениями - на 0,1 - 0,3 м выше, чем высота порогов между первыми отделениями. Днище резервуара выполнено в виде трапецеидальных лотков шириной по днищу B = 0,5 - 1,5 м и уклоном боковых стенок к лотку 0,2 - 0,3, направленных перпендикулярно к отводному лотку резервуара и имеющих уклон к отводному лотку 0,005 - 0,1. Удельная нагрузка на камеры улавливания основной массы нерастворимых примесей принимается q₀ = 20 - 25 м³/м² • ч.

Иначе говоря, в предлагаемой конструкции регулирующего резервуара техническая задача решается за счет управления процессом осаждения взвесей и образования осадка, специально создаются условия для образования осадка в тех частях сооружения, которые оборудованы системами или устройствами, обеспечивающими эффективное удаление осадка или смыв их с водой в период опорожнения.

Новая конструкция резервуара состоит не менее, чем из двух секций. Каждая секция имеет камеру для улавливания основной массы нерастворенных примесей. В ней осадок концентрируется в пирамидальном или коническом бункере и удаляется по трубопроводу под гидростатическим напором. Кроме того, каждая секция состоит из двух отделений. В первом из них возможно образование легкого осадка, который удаляется потоком воды, поступающим из соседней секции в начальный период заполнения резервуара. Во втором отделении, которое составляет основной объем сооружения, образование осадка практически невозможно, так как в поступающей в него воде уже не содержатся оседающие вещества.

Регулирующий резервуар имеет простую конструкцию и заиление его исключено, его работа характеризуется высокой надежностью.

На фиг. 1 показан план регулирующего резервуара, на фиг. 2 - разрез по 1-1, на фиг. 3 - разрез по 2-2, на фиг. 4 - разрез по 3-3, на фиг. 5 - разрез по 4-4, на фиг. 6 - разрез по 5-5.

Регулирующий резервуар 5, прямоугольный в плане, разделен по длине перегородкой, не доходящей до боковых сторон, на два отделения. По продольной оси каждого отделения имеются пороги, разделяющие их на две секции. Высота порога 8 в первом отделении равна 0,1 - 0,3 м, а высота порога 10 на 0,1 - 0,3 метра больше, чем высота порога 8.

В начале каждой секции расположена отстойная камера 6, выполненная по типу вертикального отстойника (или открытых гидроциклонов) и предназначенная для осаждения основной массы нерастворимых примесей из сточных вод.

Камеры могут иметь круглую или прямоугольную форму в плане с соответственно коническим или призматическим днищем, образующим емкость для накопления осадка. В нижней части днища камер 6 проложен трубопровод 11, отводящий под гидростатическим напором осадок в приемный резервуар канализационной насосной станции 2. Трубопроводы 4 предназначены для подачи в верхнюю часть распределительного канала 15 камер 6 регулирующего резервуара 5 сточных вод от напорных трубопроводов 3.

При необходимости осадок может взмучиваться водой через трубопроводы 14, присоединенных к трубопроводу 3 через трубопровод 4.

Вдоль наружных сторон у днища регулирующего резервуара расположены отводные продольные лотки 7 с приямками 16. Уклон лотков к приямкам составляет 0,005 - 0,1. Днище регулирующего резервуара по всей площади выполнено ребристым, образуя поперечные трапецеидальные лотки, имеющие уклон в сторону сборных (отводящих) лотков 7, равный 0,005 - 0,01. Уклон боковых стенок к лоткам составляет 0,2 - 0,3. Ширина лотков по дну составляет B = 0,5 - 1,5 м, а по верху равна (3 - 4)В.

Вдоль длинных наружных сторон каждой секции регулирующего резервуара 5 расположены сборные (отводные) лотки 7 с приямками 16. Каждый приямок 16 трубопроводом 12 соединен с самотечными коллекторами 1, подводящими сточные воды к канализационной насосной станции 2. В верхней части сборного (отводного) лотка 7 (на 200 мм ниже борта регулирующего резервуара) располагаются приемные воронки переливного трубопровода 13, соединенного с самотечными подводящими коллекторами 1.

Регулирующий резервуар работает следующим образом.

При расходе сточных вод в самотечной сети перед насосной станцией выше среднего часть расхода сточной воды по трубопроводу 4 отводится в отстойные камеры 5 регулирующего резервуара 5. После осаждения основной части взвешенных веществ вода переливается через водосливные кромки отстойных камер 6 в первые отделения регулирующего резервуара. Осадок из донной части отстойных камер 6 по трубопроводам 11 периодически удаляется в приемный резервуар насосной станции 2. При необходимости осадок может взмучиваться сточной водой, подаваемой по трубопроводам 14 в донную часть отстойных камер. В процессе пребывания сточных вод в первом отделении (до перегородки 9) возможно дальнейшее осветление воды и, как следствие, накопление осадка в этой части регулирующего резервуара.

Из первого отделения регулирующего резервуара сточная вода через свободные пространства между наружными боковыми стенками регулирующего резервуара и торцами перегородки 9 поступает во второе отделение регулирующего резервуара. Если в процессе пребывания сточных вод в этом отделении выпадает осадок, то он будет столь текуч, что смоется в лоток 7 стекающей сточной водой при опорожнении регулирующего резервуара. Этому способствует форма днища, выполненная также в виде поперечных лотков трапецеидальной формы.

Опорожнение резервуара производят в период минимального притока сточных вод по трубопроводам 12 в подводящий к насосной станции самотечный коллектор.

При необходимости первое отделение может быть промыто. В этом случае наполнение резервуара производят через одну отстойную камеру 6 (например, правую). При достижении уровня воды в правой секции выше кромки порога 8 сточная вода начнет переливаться через порог 8 в первое отделение левой секции и, двигаясь по трапецеидальным поперечным лоткам к продольному лотку 7, смывает с них осадок. Осадок вместе со сточной водой удаляется через приямок 16 и трубопровод 12 в подводящий коллектор. После завершения смыва осадка перекрывают соответствующий трубопровод 12 и заполняют регулирующий резервуар через обе отстойные камеры 6.

Смыв осадка в первом отделении правой секции производят при подаче сточной воды в левую отстойную камеру 6.

Объем регулирующего резервуара рекомендуется определять по эмпирической формуле:
W_р = 0,42 (K_gen.max - 1) • Q,
где Q - среднесуточный расход сточных вод, поступающих на насосную станцию, м³/сут;
K_gen.max - общий максимальный коэффициент неравномерности [3].

Общая площадь отстойных камер 6 в плане рекомендуется определять по формуле:
F_к = B • L = q_р / q_о,
где F_к - общая площадь отстойных камер, кв.м;
B - ширина регулирующего резервуара, м;
L - длина регулирующего резервуара, м;
q_р - минимальный расход воды, поступающий в камеру, равный
q_р = q_maz - q_mid;
где q_mid = Q/24 - средний расход в час;
q_max = q_mid • K_gen.max;
q_о - удельная нагрузка по воде, которую рекомендуют принимать равной 20 - 25 м³/м² • ч, что обеспечит улавливание частиц с гидравлической крупностью 5 мм/с (для расчета песколовок она принимается равной 70 - 130 м³/м² • ч).

Длина первого отделения резервуара должна составлять 0,2 - 0,4 части от вей длины сооружения. Эта длина установлена из необходимости условия глубокого осветления воды в первом отделении и обеспечения минимальной нагрузки по воде на единицу длины порога 8 при смыве осадка в первом отделении.

Длина второго отделения (после перегородки 3) составляет 0,6 - 0,8 от общей длины резервуара.

Предлагаемая конструкция регулирующего резервуара для усреднения расхода бытовых и производственных сточных вод обеспечивает длительную бесперебойную работу сооружения.

Источники информации.

1) Калицун В. И. Водоотводящие системы и сооружения. - М.: Стройиздат, 1987.

2) Патент SU 18080048 A3, E 03 F 5/10, 07.04.93.

3) СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

4) Ласков Ю. М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. - М.: Стройиздат, 1987.

Изобретение относится к сооружениям канализационных систем и может применяться для усреднения расходов бытовых и производственных сточных вод. Техническим результатом является повышение эффективности системы удаления выпадающего осадка из регулирующего резервуара, исключающей даже периодическое заиление сооружения. Регулирующий резервуар содержит разделенную на части емкость с подающим трубопроводом, трубопроводом опорожнения, системой вентиляции и отводными лотками. Каждая секция емкости снабжена отстойной камерой улавливания нерастворенных примесей, оборудованной трубопроводами для периодического взмучивания и удаления осадка в резервуар насосной станции, и разделена по длине перегородкой с проемом на два отделения. Первое из них меньшего размера - длиной от 0,2 до 0,3 частей общей длины резервуара, в котором обеспечивается образование основного количества осадка и которое имеет устройства, обеспечивающие смыв и удаление осадка при опорожнении резервуара. Второе отделение, выполняющее роль основного накопителя воды, составляет основной объем секции и имеет длину от 0,7 до 0,8 частей от общей длины всего резервуара. Секции разделены между собой порогами, высота которых равна между смежными первыми отделениями 0,1 - 0,3 м, а между смежными вторыми отделениями на 0,1 - 0,3 м выше, чем высота порогов между первыми отделениями. Днище резервуара выполнено в виде трапецеидальных лотков шириной по днищу В = 0,5 - 1,5 м и уклоном боковых стенок к лотку 0,2 - 0,3, направленных перпендикулярно к отводному лотку резервуара и имеющих уклон к отводному лотку 0,005 - 0,1. Удельная нагрузка на камеры улавливания основной массы нерастворенных примесей принимается q = 20 - 25 м/м • ч. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Регулирующий резервуар, содержащий разделенную на части емкость с подающим трубопроводом, трубопроводом опорожнения, системой вентиляции и отводными лотками, отличающийся тем, что каждая секция емкости снабжена отстойной камерой улавливания нерастворенных примесей, оборудованной трубопроводами для периодического взмучивания и удаления осадка в резервуар насосной станции. 2. Регулирующий резервуар по п.1, отличающийся тем, что каждая секция разделена по длине перегородкой с проемом на два отделения: первое из них меньшего размера длиной 0,2 - 0,3 части от общей длины резервуара, в котором обеспечивается образование основного количества осадка и которое имеет устройства, обеспечивающие смыв и удаление осадка при опорожнении резервуара, а второе отделение, выполняющее роль основного накопителя воды, составляет ее основной объем и имеет длину 0,7 - 0,8 части от общей длины всего резервуара. 3. Регулирующий резервуар по п.2, отличающийся тем, что секции разделены между собой порогами, высота которых равна между смежными первыми отделениями 0,1 - 0,3 м, а между смежными вторыми отделениями на 0,1 - 0,3 м выше, чем высота порогов между первыми отделениями. 4. Регулирующий резервуар по п.1, отличающийся тем, что днище резервуара выполнено в виде трапецеидальных лотков шириной по днищу B = 0,5 - 1,5 м и уклоном боковых стенок к лотку 0,2 - 0,3, направленных перпендикулярно к отводному лотку резервуара и имеющих уклон к отводному лотку 0,005 - 0,1. 5. Регулирующий резервуар по п.1, отличающийся тем, что удельная нагрузка на камеры улавливания основной массы нерастворенных примесей принимается q₀ = 20 - 25 м³/м² • ч.