СПОСОБ ОТКАЧКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ИЗ ПЕРВИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ Российский патент 2002 года по МПК F04D7/04 F04D15/00 

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано при откачке осадков сточных вод из отстойников.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является "Способ управления насосной станцией и устройство для его осуществления" по заявке (RU) 98100564/06 от 1998.01.14, опубликованной 1999.09.20, основной индекс MПК - F 04 D 15/00.

Известный способ управления насосной станцией заключается в регулировании технологического параметра на выходе станции путем изменения частоты вращения электродвигателей насосов и количества работающих насосов. При этом предварительно по характеристикам одного насоса определяют граничные значения мощности для всех вариантов возможного сочетания насосов, работающих при номинальной частоте вращения, измеряют частоту вращения насоса, вычисляют для данного сочетания работающих насосов приведенные граничные значения мощности путем умножения предварительно полученных граничных значений на отношение в кубе измеренной частоты вращения к номинальной, измеряют мощность, потребляемую электродвигателем одного насоса, сравнивают эту мощность с полученными приведенными граничными значениями и при выходе ее за пределы этих значений включают или выключают один насос.

Существенным недостатком известного способа являются высокие затраты на дальнейшую обработку осадков при применении его для откачки осадков из первичных отстойников. Последнее объясняется тем, что в известном способе в качестве регулируемого может применяться только один параметр, например производительность насоса. Однако при откачке осадков из первичных отстойников наряду с производительностью важно обеспечить, чтобы влажность осадков не оказалась выше предельно допустимой (или концентрация сухих веществ ниже предельно допустимой), при которой стоимость их дальнейшей обработки (уплотнения, обезвоживания) существенно возрастет. Известный способ этого не обеспечивает.

Задачей изобретения является снижение эксплуатационных затрат на дальнейшую обработку осадков при откачке осадков из первичных отстойников.

Задача решена так, что в известном способе, включающем регулирование технологического параметра на выходе станции путем изменения частоты вращения электродвигателя насоса, согласно нашему изобретению в качестве насоса применяют динамический центробежно-вихревой насос с не засоряемой осадками сточных вод проточной частью, в качестве регулируемого технологического параметра - производительность насоса, а осадки забирают насосом по крайней мере из одного сектора нижней части первичных отстойников с постоянным уровнем воды и перекачивают в резервуар со свободным изливом. При этом на этапе наладки экспериментально устанавливают для данных осадков зависимость нижних граничных значений частоты вращения электродвигателя от производительности насоса, а на этапе повседневной эксплуатации вычисляют по установленной зависимости и заданной производительности нижнее граничное значение частоты вращения, сравнивают частоту вращения насоса с полученными приведенными граничными значениями и при выходе ее за пределы этих значений выключают насос или переходят на откачку осадков из других секторов или других отстойников. Зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса на этапе наладки определяют из условий, при которых концентрация сухих веществ в осадке станет ниже допустимых граничных значений.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:
1. Применение в качестве насоса для откачки осадков из первичного отстойника динамического насоса с не засоряемой осадками сточных вод проточной частью центробежно-вихревого типа.

2. Выбор в качестве регулируемого технологического параметра производительности насоса.

3. Забор осадков из нижней части первичных отстойников с постоянным уровнем воды и перекачка в резервуар со свободным изливом.

4. Экспериментальное определение на этапе наладки зависимости нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса.

5. Зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса определяют из условий, при которых концентрация сухих веществ в осадке станет ниже допустимых граничных значений.

6. Вычисление для заданной производительности нижнего граничного значения частоты вращения.

7. Сравнение частоты вращения насоса с полученными граничными значениями.

8. Отключение насоса или переход на откачку осадков из других секторов или из других первичных отстойников при выходе фактической частоты его вращения за граничные значения.

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки 2 и 3 в технической литературе широко известны, а остальные - нет. Однако совместное их применение в заявляемом способе позволяет получить новый эффект, заключающийся в том, что снижаются затраты на дальнейшую обработку осадков, что в известных способах не наблюдается. Последнее достигается тем, что осадки откачиваются из первичных отстойников и поступают на обработку с концентрациями сухих веществ не ниже предельно допустимых, после которых их обработка (уплотнение, обезвоживание) становятся затратными.

Таким образом, заявляемый способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников отвечает критерию "изобретательский уровень".

Практическая применимость заявляемого способа иллюстрируется на примере работы системы, представленной на фиг.1. Она включает в себя по крайней мере один первичный отстойник 1 по крайней мере с одним сектором в нижней части для откачки осадков 2, всасывающих трубопроводов 3 для подвода осадков к динамическому насосу 4 центробежно-вихревого типа с электродвигателем 5, питание, регулировка и измерение частоты вращения которого осуществляется при помощи статического преобразователя частоты 6. На напорной линии 7 насоса, соединенной с резервуаром 8 через свободный излив, установлен измеритель 9 производительности насоса. Между измерителем 9 производительности насоса и электродвигателем 5 установлена обратная связь по линии 10.

Установка работает следующим образом, реализуя заявляемый способ. Осадок по крайней мере из одного из секторов 2 одного из первичных отстойников 1 по всасывающей линии 3 забирают насосом 4, а от него по напорной линии 7 через свободный излив подают в резервуар 8. Этим достигается то, что гидравлическая характеристика сети, на которую работает насос в течение всего периода эксплуатации, остается неизменной (обеспечивается постоянная разница между уровнями воды в первичных отстойниках 1 и резервуаром 8). Регулирование производительности (например, поддержание на заданном уровне) насоса 4 осуществляют непрерывно путем изменения частоты вращения электродвигателя 5 при помощи статического преобразователя частоты 6 и линии обратной связи 10 в зависимости от показаний значений измерителя производительности 9. Этим достигают того, что осадок из первичных отстойников на обработку подают в оптимальных объемах. При этом в процессе откачки уровень осадков в первичном отстойнике 1 в зоне прокачиваемого сектора 2 постепенно уменьшается и наступает момент, когда во всасывающую линию 3 наряду с осадками поступает сточная вода. При этом одновременно имеют место две тенденции.

Первая тенденция заключается в том, что по мере продолжения откачки концентрация сухих веществ в осадке постепенно снижается. В определенный момент она достигает граничного значения, после которого стоимость их дальнейшей обработки существенно увеличивается.

Вторая тенденция заключается в том, что при применении в качестве насоса для откачки осадков из первичного отстойника динамического насоса с незасоряемой осадками сточных вод проточной частью центробежно-вихревого типа по мере снижения концентрации сухих веществ в осадке и поддержании заданной производительности значение числа оборотов двигателя 5 также постепенно снижается. Последнее происходит из-за того, что при уменьшении концентрации сухих веществ в перекачиваемой среде мощность вихря в проточной части для обеспечения одной и той же производительности требуется меньшей. Кроме того, этому способствует уменьшение гидравлического сопротивления в линиях 3 и 7.

Таким образом, при фиксированной производительности динамического центробежно-вихревого насоса 4 граничное значение его частоты вращения соответствует граничному значению концентрации сухих веществ в осадках. При этом, чем выше фиксированная производительность, тем выше и граничное значение частоты вращения. Кроме того, на зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса оказывают влияние вид осадков, характеристика линий 3 и 7, характеристика динамического центробежно-вихревого насоса 4. Поэтому ее определяют экспериментально на этапе наладки. В качестве примера на фиг. 2 представлена экспериментально определенная на этапе наладки зависимость нижних граничных значений частоты вращения двигателя от требуемой производительности насоса при граничных значениях концентрации сухих веществ в осадке, равной 5%.

На этапе последующей постоянной работы регулирование процесса осуществляют в следующей последовательности:
1. Вычисляют (при заданной производительности и заданных граничных значениях концентрации сухих веществ в осадке) нежнее граничное значение частоты вращения двигателя насоса. Например, при заданной производительности Q= 40 м³/ч и заданных граничных значениях концентрации сухих веществ в осадке С_ос= 5% граничное значение частоты вращения двигателя насоса составляет 1200 об/мин, см. фиг.2;
2. Сравнивают фактическую частоту вращения двигателя динамического центробежно-вихревого насоса 4 с полученными расчетным путем граничными значениями;
3. Выключают насос или переходят на откачку осадков из других секторов или других отстойников при выходе фактической частоты вращения двигателя за пределы этих значений, например, если частота вращения двигателя стала меньше 1200 об/мин.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа снижают затраты на дальнейшую обработку осадков, поскольку их откачивают из первичных отстойников и подают на обработку с концентрациями сухих веществ не ниже предельно допустимых, после которых обработка (уплотнение, обезвоживание) становятся затратными.

Изобретение относится к санитарной технике. Способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников включает регулирование технологического параметра на выходе станции путем изменения частоты вращения электродвигателя насоса. В качестве насоса применяют динамический, например центробежно-вихревой, насос, а в качестве регулируемого технологического параметра - производительность насоса. Осадки забирают насосом по крайней мере из одного сектора нижней части первичных отстойников с постоянным уровнем воды и перекачивают в резервуар со свободным изливом. На этапе наладки экспериментально устанавливают для данных осадков зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса, вычисляют по установленной зависимости и заданной производительности нижнее граничное значение частоты вращения. Сравнивают частоту вращения насоса с полученными приведенными граничными значениями и при выходе ее за пределы этих значений выключают насос или переходят на откачку осадков из других секторов или других отстойников. Изобретение направлено на снижение эксплуатационных затрат на дальнейшую обработку осадков. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников, включающий регулирование технологического параметра на выходе станции путем изменения частоты вращения электродвигателя насоса, отличающийся тем, что в качестве насоса применяют динамический насос, в качестве регулируемого технологического параметра - производительность насоса, осадки забирают насосом по крайней мере из одного сектора нижней части первичных отстойников с постоянным уровнем воды и перекачивают в резервуар со свободным изливом, на этапе наладки экспериментально устанавливают для данных осадков зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса, вычисляют по установленной зависимости и заданной производительности нижнее граничное значение частоты вращения, сравнивают частоту вращения насоса с полученными приведенными граничными значениями и при выходе ее за пределы этих значений выключают насос или переходят на откачку осадков из других секторов или других отстойников. 2. Способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников по п. 1, отличающийся тем, что применяют динамический насос с не засоряемой осадками сточных вод проточной частью. 3. Способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников по п. 1, отличающийся тем, что в качестве динамического насоса применяют центробежно-вихревой насос. 4. Способ откачки осадков сточных вод из первичных отстойников по п. 1, отличающийся тем, что зависимость нижних граничных значений частоты вращения от производительности насоса определяют из условий, при которых концентрация сухих веществ в осадке станет ниже допустимых граничных значений.