РАДИАЛЬНЫЙ ОСВЕТЛИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК B01D21/02 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей от взвешенных веществ и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например для очистки природных и сточных вод.

Известен радиальный отстойник, содержащий цилиндрический резервуар с нижним центральным входным патрубком и сборным лотком для осветленной воды (см. Яковлев С.В. и др. Канализация. М.: Стройиздат, 1976, с. 246).

Недостатком отстойника является его малая эффективность работы из-за неравномерности распределения поступающей воды по всей зоне отстаивания.

Наиболее близким известным техническим решением по совокупности признаков является радиальный отстойник-осветлитель, содержащий цилиндрический резервуар с входным патрубком, укрепленным в нижней центральной части корпуса и снабженным центральной трубой с распределителем воды в виде поярусно размещенных струенаправляющих элементов, и сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара (см. а.с. 1126310, кл. В 01 D 21/00, 1984 г.), прототип.

Наличие струенаправляющих элементов в известном устройстве в виде горизонтальных дисков несколько повышает эффективность осаждения, однако из-за того, что плоскость дисков расположена горизонтально, на ней скапливается осадок, который изменяет гидродинамику струй воды, приводит к повышенной турбулентности потока, что неблагоприятно сказывается на условиях осаждения осадка.

Кроме того, в известном отстойнике в периферийной части образуются застойные зоны, не обеспечивающие активного осаждения взвешенных веществ.

Это приводит к низкой производительности отстойника и не обеспечивает достаточной эффективности освещения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности и эффективности осветления воды.

Поставленная задача достигается тем, что в радиальном осветлителе, содержащем цилиндрический резервуар с размещенным в своей нижней центральной части входным патрубком, сообщенным с центральной трубой, над которой поярусно расположены струенаправляюшие элементы распределителя потока жидкости, а также размещенный в периферийной зоне резервуара сборный лоток для осветленной воды, отличительными от прототипа признаками является то, что поярусно расположенные струенаправляющие элементы, образующие распределитель потока жидкости, выполнены в виде телескопически установленного на центральной трубе и снабженного средством для регенерации пакета конических воронок, расположенных с зазором относительно друг друга и выполненных с отбойными козырьками на своих верхних наружных краях и внутренними разновеликими отверстиями, увеличивающимися в сторону центральной трубы, в полости которой укреплен закручиватель потока жидкости.

Целесообразно, чтобы средство для регенерации пакета конических воронок было выполнено в виде вибратора, закрепленного на подпружиненном относительно опорной площадки пакете конических воронок и соединенного с источником тока через контактный прерыватель, укрепленный на опорной площадке и выполненный со штоком, контактирующим с пакетом конических воронок.

Целесообразно также, чтобы радиальный осветлитель был снабжен расположенной в периферийной зоне резервуара кольцеобразном камерой сечением U-образной формы, внутренняя стенка которой снабжена окном с коническим полочным осадителем, наружная стенка имеет снабженные козырьком перепускные окна для отвода осадка и образует со стенкой резервуара полость для уплотнения осадка, причем внутри кольцеобразной камеры параллельно внутренней стенке размещена перегородка с окном в нижней части, образующая перепускной канал и полость для осветления воды во взвешенном слое осадка, в которой размещен сборный лоток для осветленной воды.

Предпочтительно, чтобы в верхней части перепускного канала был размещен конический полочный осадитель.

Выполнение распределителя потока жидкости в виде пакета конических воронок, расположенных с зазором относительно друг друга, с отбойными козырьками на своих верхних наружных краях позволяет повысить эффективность осветления, что обеспечивается предварительным осаждением части взвесей из исходящего из центральной трубы закрученного потока загрязненной жидкости на поверхностях воронок, направляющих своими козырьками наиболее загрязненные струи жидкости в нижние слои, а часть осветленной жидкости - в верхние, при этом происходит автоматическое сбрасывание осадка с поверхностей воронок, а также размещение кольцеобразной камеры U-образной формы в резервуаре позволяет включить в работу для активного осаждения взвешенных веществ периферийную зону резервуара.

На фиг.1 изображена схема заявляемого радиального осветлителя.

На фиг.2 - узел А.

На фиг.3 - узел Б.

Радиальный осветлитель содержит цилиндрический резервуар 1 с входным патрубком 2, укрепленным в нижней центральной части корпуса и снабженным центральной трубой 3 с распределителем воды в виде поярусного размещения струенаправляющих элементов в форме воронок 4.

Воронки 4 поярусно установлены относительно друг друга и образуют пакет, телескопически установленный на центральной трубе 3. Воронки 4 имеют разновеликие отверстия 5, диаметр которых увеличивается в сторону центральной трубы 3.

Воронки 4 на своих верхних наружных краях выполнены с отбойными козырьками 6. В центральной трубе 3 укреплен закручиватель 7 потока.

Целесообразно, чтобы пакет из воронок 4 был подвешен на пружинах 8 к опорной площадке 9, снабжен вибратором 10, подсоединенном к источнику тока через контактный прерыватель 11. Прерыватель 11 прикреплен к опорной площадке 9 и снабжен штоком 12, контактирующим с заглушкой 13 верхней воронки 4.

Целесообразно также, чтобы периферийная часть резервуара 1 была снабжена кольцевой камерой 14 сечением U-образной формы. Внутренняя стенка 15 этой камеры снабжена окном 16 с коническим полочным осадителем 17. Наружная стенка 18 камеры 14 имеет перепускные окна 19 для отвода осадка, снабженные козырьком 20. Стенка 18 образует со стенкой резервуара 1 полость 21 для сбора и уплотнения осадка.

Внутри камеры 14 параллельно внутренней стенке 15 размещена перегородка 22 с окном 23 в нижней части, образующая перепускной канал 24 и полость 25 для осветления воды во взвешенном слое осадка. В полости 25 размещен сборный лоток 26 для осветленной воды.

Предпочтительно, чтобы в верхней части перепускного канала 24 был размещен конический полочный осадитель 27.

Опорная площадка 9 прикреплена к опорным стойкам 28.

Верхняя часть перепускного канала 24 снабжена перфорированным коллектором 29 для сбора осветленной воды с радиальными патрубками 30, прикрепленными к лотку 26.

Верхняя часть полости 21 снабжена перфорированным коллектором 31 с патрубками 32 для подачи осветленной воды в лоток 26.

Днище резервуара 1 снабжено центральным приямком 33 с патрубком 34.

Нижняя часть полости 21 имеет патрубок 35 для отвода осадка.

Нижняя часть пакета воронок 4 снабжена конической перегородкой 36, телескопически соединенной с центральной трубой 3.

Радиальный осветлитель работает следующим образом.

Исходная вода по патрубку 2 поступает в центральную трубу 3, где она приобретает вращательное движение закручивателем 7, в результате чего под действием центробежных сил взвешенные вещества, плотность которых выше плотности воды, будут отбрасываться к внутренней поверхности центральной трубы 3 и при выходе из нее будет образовываться наиболее загрязненная часть воды в периферийном вращающемся потоке. Центральная, наиболее чистая, часть потока будет подниматься вверх.

Далее восходящий вращающийся поток воды поднимается вверх и движется в радиальном направлении через зазоры между воронками 4. Из-за того что отверстия 5 воронок 4 увеличиваются вниз, а наиболее загрязненная вода находится на периферии вращающегося восходящего потока, наиболее загрязненная часть жидкости направляется нижними воронками в нижние слои резервуара 1, осветленная вода проходит через верхние зазоры между воронками и попадает в верхние слои резервуара 1. Наличие отбойных козырьков 6 обеспечивает направление потока в сторону днища резервуара 1, что способствует более интенсивному осаждению взвешенных веществ.

При прохождении исходной воды через зазоры между воронками взвешенные вещества выпадают в осадок на наклонную часть воронок и сползают в центральную часть, где подхватываются уже коагулированным восходящим потоком исходной воды и направляются в зазоры между нижними воронками 4.

Дальнейшее осаждение взвесей из сточной воды осуществляется в отстойной зоне резервуара 1, после чего очищенная вода направляется в сборный лоток 26 и далее транспортируется на дальнейшую более глубокую очистку.

В случае установки дополнительной камеры 14 вода поступает в полочный осадитель 17, где дополнительно очищается от мелких взвешенных веществ. В перепускном канале 24 часть воды поднимается вверх и через коллектор 29 и патрубки 30 направляется в сборный лоток 26, а часть воды опускается вниз, через окна 23 входит в камеру 25, проходит вверх через слой взвешенного осадка и, осветленная, направляется в сборный лоток 26. Избыток взвешенного осадка через окна 19 с помощью козырька 20 направляется в нижнюю часть полости 21, где уплотняется и через патрубок 35 выводится на дальнейшую переработку.

Взвешенные вещества, которые оседают в центральной отстойной зоне резервуара 1 собираются в центральном приямке 33, откуда по патрубку 34 удаляются на дальнейшую обработку.

Осветленная вода из полости 21 поднимается вверх и через коллектор 31 и патрубки 32 направляется в сборный лоток 26.

В случае установки полочного осадителя 27 в перепускном канале 24 поднимающаяся вода дополнительно осветляется прохождением через зазоры полочного осадителя 27, а осадок падает с пластин осадителя 27 вниз и направляется в камеру 25.

В случае подвески пакета воронок 4 на пружинах 8 при повышении толщины слоя осадка на воронках 4 увеличивается общий вес пакета. Пружины 8 растягиваются, заглушка 13 опускается, шток 12 выдвигается вниз и включает в действие контактный прерыватель 11, который включает в цепь вибратор 10. Под действием вибрации осадок сползает с поверхности воронок 4, пакет воронок облегчается и поднимается вверх. Шток 12 толкается вверх заглушкой 13, что приводит к отключению вибратора 10.

Технико-экономическая эффективность предложенного радиального осветлителя по сравнению с прототипом (a.c. 1126310) заключается в повышении его производительности до 15-20 % за счет обеспечения четырехступенчатого осветления воды: в распределительном центральном пакете воронок, в центральной отстойной зоне, в кольцевом тонкослойном осадителе и при прохождении через слой взвешенного осадка в камере U-образной формы.

При этом исключаются застойные зоны в периферийной части резервуара.

Обеспечение оптимальной скорости движения воды и создания благоприятных условий для осаждения взвеси по всему объему радиального осветлителя позволяет повысить эффективность осветления на 30-35 % при равных гидравлических нагрузках с прототипом.

Наличие полости для сбора осадка в периферийной части резервуара позволяет обеспечить отвод осадка с пониженной влажностью, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы на дальнейшую обработку осадка.

Изобретение предназначено для очистки природных и сточных вод. Радиальный осветлитель содержит резервуар с входным патрубком, центральную трубу с пакетом воронок, образующих конический полочный осадитель. Воронки имеют отверстия, диаметр которых увеличивается в сторону центральной трубы, и снабжены отбойными козырьками. В трубе укреплен закручиватель. Целесообразно пакет воронок подвесить на пружинах к опорной площадке и снабдить его вибратором, подсоединенным к источнику тока через контактный прерыватель, снабженный штоком, контактирующим с заглушкой воронок. Целесообразно также снабдить периферийную часть резервуара кольцеобразной камерой сечением U-образной формы. Технический результат состоит в повышении производительности и качества осветления. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Радиальный осветлитель, содержащий цилиндрический резервуар с размещенным в своей нижней центральной части входным патрубком, сообщенным с центральной трубой, над которой поярусно расположены струенаправляющие элементы распределителя потока жидкости, а также размещенный в периферийной зоне резервуара сборный лоток для осветленной воды, отличающийся тем, что поярусно расположенные струенаправляющие элементы, образующие распределитель потока жидкости, выполнены в виде телескопически установленного на центральной трубе и снабженного средством для регенерации пакета конических воронок, расположенных с зазором друг относительно друга и выполненных с отбойными козырьками на своих верхних наружных краях и внутренними разновеликими центральными отверстиями, увеличивающимися в сторону центральной трубы, в полости которой укреплен закручиватель потока жидкости. 2. Радиальный осветлитель по п.1, отличающийся тем, что средство для регенерации выполнено в виде вибратора, закрепленного на подпружиненном относительно опорной площадки пакета конических воронок и соединенного с источником тока через контактный прерыватель, укрепленный на опорной площадке и выполненный со штоком, контактирующим с пакетом конических воронок. 3. Радиальный осветитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расположенной в периферийной зоне резервуара кольцеобразной камерой U-образной формы, внутренняя стенка которой снабжена окном с коническим полочным осадителем, наружная стенка имеет снабженные козырьком перепускные окна для отвода осадка и образует со стенкой резервуара полость для сбора и уплотнения осадка, причем внутри кольцеобразной камеры параллельно внутренней стенке размещена перегородка с окном в нижней части, образующая перепускной канал и полость для осветления воды во взвешенном слое осадка, в которой размещен сборный лоток для осветленной воды. 4. Радиальный осветлитель по п.3, отличающийся тем, что в верхней части перепускного канала размещен конический полочный осадитель.