ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ОТСТОЙНИК Российский патент 2000 года по МПК B01D21/08 

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц и может быть использовано, например, при обработке природных вод для целей водоснабжения, а также при очистке хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод.

Известен вертикальный отстойник, содержащий корпус из цилиндрической и конической части, центральную трубу для подвода исходной жидкости и отвода осветленной жидкости (см. Яковлев С. В., Карелин Я.А. и др. Канализация. Стройиздат, 1976, стр. 274, рис. 4.33).

Недостатком устройства является малый объем отстойной зоны, используемый для активного осветления сточной воды, что обуславливает его низкую производительность.

Известен также вертикальный отстойник, содержащий корпус, состоящий из верхней цилиндрической и нижней конических частей, размещенную в корпусе центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием и сборный лоток с выходным патрубком (см. Яковлев С.В., Карелин А.Я. и др. Канализация. Стройиздат, 1976 г., стр. 241, рис. 4.29).

Однако в известной конструкции вертикального отстойника очистка сточной воды происходит за счет выхода сточной воды из центральной подводящей трубы, изменения направления движения воды и медленного ее подъема вверх, при этом из сточной воды выпадают только грубодисперсные примеси, что приводит к низкому качеству очистки.

Наиболее близким по совокупности признаков является вертикальный отстойник, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель (см. авторское свидетельство СССР N 1397061, кл. B 01 D 21/02, 1988).

Однако в известной конструкции вертикального отстойника очистка сточной воды происходит за счет выхода сточной воды из центральной подводящей трубы, изменения направления движения воды и медленного ее подъема вверх, при этом из сточной воды выпадают только грубодисперсные примеси, что приводит к низкому качеству очистки и используется малый объем отстойной зоны для осветления сточной воды, что обуславливает низкую производительность.

Задачей изобретения является повышение эффекта осветления и повышение производительности вертикального отстойника.

Задача достигается тем, что в вертикальном отстойнике, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель, отличительными от прототипа признаками является то, что он снабжен размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители.

Целесообразно, чтобы элементы полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, были выполнены в виде конических обечаек и установлены с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры.

Целесообразно также, чтобы элементы полочного осадителя были размещены во внешней отстойной зоне и центральной камере осветления, при этом элементы полочного осадителя, размещенные во внешней отстойной зоне, установлены друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветлителя и выполнены меньшими по высоте, а концы размещенных над переливными окнами наружных отбойных козырьков были расположены ниже переливных окон на 0,2-0,3 м.

Снабжение вертикального осветлителя размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем и переливных окон с наружными отбойными козырьками позволяет включить в работу застойную и водоворотную зоны, обеспечить предварительную очистку через грубодисперсный слой взвешенного осадка в центральной части, создать направленное и равномерное движение восходящего потока к полочному осадителю по всему сечению центральной зоны.

Установка элементов полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры позволяет обеспечить дополнительную очистку восходящего потока воды в тонком слое взвешенного осадка. Установка элементов полочного осадителя, размещенного во внешней отстойной зоне друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, и выполнение их меньшими по высоте позволяет повысить интенсивность очистки во внешней зоне и создать равные гидравлические сопротивления при высокой степени осветления.

На фиг. 1 изображена схема заявляемого отстойника, общий вид сбоку.

На фиг. 2 - вид по сечению 1-1.

Вертикальный отстойник содержит корпус 1 из верхней цилиндрической и нижней конической части, размещенную в корпусе центральную трубу 2 для подвода исходной воды, сборный лоток 3 с отводным патрубком 4 и соосно закрепленный в верхней центральной части корпуса полочный осадитель в виде конических обечаек 5.

Центральная труба 2 с полочным осадителем в виде обечаек 5 размещены в полости, образованной конической расширяющейся кверху стенкой 6 и конусным отражателем 12, установленным под выходным отверстием центральной трубы 2. Большее основание обечаек 5 расположено в верхней части осадителя. Коническая стенка 6 своим нижним торцом соединена с отражателем 12 и образует совместно с ним центральную камеру 7 осветления и внешнюю отстойную зону 8. Коническая стенка 6 в своей нижней части 9 выполнена с отверстиями 13, расположенными по периметру непосредственно над отражателем 12 в месте его соединения с конической стенкой 6. В средней части конической стенки 6 выполнены переливные окна 10, расположенные под обечайками 5 осадителя центральной камеры осветления 7. Над переливными окнами 10 со стороны внешней отстойной зоны 8 установлены наружные отбойные козырьки 11.

В верхней части отстойной зоны 8 установлен соосно корпусу 1 конический полочный осадитель 14. Угол конусности обечаек 5 выполнен переменным, увеличивающимся к периферийной части центральной камеры осветления 7. В расположенном в отстойной зоне 8 полочном осадителе 14 зазор между обечайками должен быть меньше минимального зазора между обечайками 5 полочного осадителя центральной камеры осветления 7 и высота его обечаек также должна быть меньше высоты обечаек 5.

Сборный лоток 3 размещен на верхней части конической стенки 6.

Над центральной трубой 2 размещен трубопровод для подачи исходной жидкости.

Вертикальный отстойник работает следующим образом.

Исходная жидкость поступает через трубопровод 15 в центральную трубу 2, по которой опускается вниз до конического отражателя 12, где совершает поворотное движение снизу вверх в центральной камере 7. При этом поток пересекает взвешенный слой осадка. Крупные частицы взвеси, которые оседают на дне камеры 7, служащем отражательным экраном, сползают по конусу 12 вниз и через отверстия 13 направляются в днище корпуса.

По мере увеличения слоя взвешенного осадка в камере 7 часть его объема отводится через переливные окна 10 вместе с частью объема осветленной воды (не более 50% от общего объема очищаемой жидкости во взвешенном слое осадка центральной камеры 7) во внешнюю отстойную зону 8. Отбойные козырьки 11 обеспечивают направленную подачу потока взвеси с частично осветленной жидкостью. Свободные концы козырьков должны быть ниже переливных окон на 0,2-0,3 м.

Во внешней отстойной зоне 8 из-за малых скоростей восходящего потока жидкости взвешенные вещества, поступающие через окна 10 из центральной камеры 7, оседают в нижнюю часть корпуса, а часть осветленной жидкости во взвешенном слое осадка центральной камеры 7 (не более 50% от общего объема очищаемой воды) поступает в полочный осадитель 14, где дополнительно очищается от осадка и через внешнюю сторону водослива сливается в сборный лоток 3, откуда через патрубок 4 направляется потребителю.

Остальная большая часть воды (до 60% от общего объема очищаемой жидкости) после прохождения основного слоя взвешенного осадка в центральной камере 7 поступает в каналы между обечайками 5 полочного осадителя.

Из-за того, что каналы имеют переменное сечение с увеличением этого сечения к верхней части, скорость прохождения жидкости к выходной части этих каналов снижается, что создает условия для дополнительной очистки жидкости через взвешенный слой мелкодиспергированного осадка, проходя через который осветленная вода в центральной катере 7 подвергается глубокому осветлению. С учетом того, что объемы зон осветления между обечайками 5 различны, скорость восходящих потоков уменьшается в каждой осветляемой зоне от центральной трубы 2 до периферии. Это обеспечивает примерно одинаковую длину пути прохождения осветленной жидкости к внутреннему водосливу лотка 3. Выполнение высоты обечаек полочного осадителя 14 во внешней зоне 8 меньше высоты обечаек 5 осадителя в центральной зоне, а также выполнение зазора между обечайками полочного осадителя 14 отстойной зоны меньше минимального зазора между обечайками 5 осадителя центральной камеры 7 позволяет обеспечить одинаковое гидравлическое сопротивление при высоком качестве, осветления и требуемом соотношении осветляемой жидкости в центральной камере 7 и внешней зоне 8.

Технико-экономическая эффективность предложенного отстойника по сравнению с прототипом заключается в повышении производительности на 50-60% за счет более полного использования объема отстойной зоны путем включения в работу застойных и водоворотных зон. При этом до 20-50% повышается эффективность осветления из-за пропускания осветленной воды через двойной слой грубо- и мелкодисперсной взвеси.

Применение устройства позволяет получить высокий экологический эффект не только на вновь строящихся станциях очистки сточных вод, но и на реконструируемых сооружениях ныне действующих станций.

Изобретение предназначено для очистки природных и сточных вод отстаиванием. Вертикальный отстойник содержит корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, коническую, расширяющуюся кверху стенку с отражателем, разделяющие полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители. Достигается высокое качество осветления и повышение производительности. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Вертикальный отстойник, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической верхней и конической нижней частей, центральную подводящую трубу с коническим отражателем, расположенным под ее выходным отверстием, сборный лоток с выходным патрубком и полочный осадитель, отличающийся тем, что он снабжен размещенной в цилиндрической части корпуса конической, расширяющейся кверху стенкой, соединенной своим нижним торцом с отражателем и разделяющей совместно с ним полость корпуса на центральную камеру осветления и внешнюю отстойную зону, сообщенные между собой посредством отверстий, выполненных в нижней части стенки над отражателем, и переливных окон с наружными отбойными козырьками, над которыми в центральной камере осветления и внешней отстойной зоне размещены конические полочные осадители. 2. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что элементы полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, выполнены в виде конических обечаек и установлены с переменным углом конусности, увеличивающимся к периферийной части камеры. 3. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что элементы полочного осадителя размещены во внешней отстойной зоне и центральной камере осветления, при этом размещенные во внешней отстойной зоне установлены друг относительно друга с зазором, меньшим минимального зазора полочного осадителя, размещенного в центральной камере осветления, и выполнены меньшими по высоте. 4. Вертикальный отстойник по п.1, отличающийся тем, что концы размещенных над переливными окнами наружных отбойных козырьков расположены ниже переливных окон на 0,2 - 0,3 м.