ОТСТОЙНИК ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТЕРНО-МОЕЧНЫХ ВОД Российский патент 2006 года по МПК B01D21/02 C02F1/52 

Изобретение относится к устройствам для осветления воды, преимущественно транспортерно-моечных вод, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известны отстойники, см. «Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов», М., «Химия», 1985 г., раздел 6,3; журнал «Сахарная промышленность», №5, 1976 г. стр.53; «Техника защиты окружающей среды», М., «Химия», 1981 г., стр.148; а.с. SU 1005828 A - отстойник-фильтр, авторское свидетельство SU 488789 A, опубл. 25.10.1975 г. на 5 стр.

Наиболее близким к изобретению по назначению и технической сущности является вертикальный отстойник (а.с. SU 488789), содержащий цилиндрическо-конический корпус с размещенным в центре циклоном, с трубой подвода исходной воды, с верхним выходным раструбом и разделительной обечайкой вокруг циклона, пеносбрасывателем скребкового типа с коробом отвода пены, желобом осветленной воды, расположенным в верхней периферийной части корпуса, с трубой для вывода осветленной воды из желоба, сифоном с конической насадкой для отвода осадка (осуществлено на практике), патрубками для окончательного спуска воды.

Корпус отстойника с циклоном предназначен для осветления от взвесей транспортерно-моечной воды.

Пеносбрасыватель сгребает пену с поверхности внутренней части отстойника и сбрасывает ее в специальную течку и коробом выводится из отстойника. Сифон с конической насадкой служит для отвода воды с осадком и регулировки количества отводимого осадка при помощи сменных насадок.

Желоб осветленной воды находится в периферийной верхней зоне корпуса и служит для сбора и отвода осветленной воды из отстойника на производство.

Лестницы и площадки предназначены для удобства обслуживания.

К коммуникации сифона и к нижней конической части корпуса отстойника подведена чистая вода для промывки любой части сифона и нижней конической части корпуса.

Исходная вода тангенциально поступает по трубе в циклон, в котором происходит разделение потока исходной воды на два потока:

- с крупными тяжелыми частицами, взвесями первый поток направляется вниз по оси отстойника, а затем под слой воды в отстойнике;

- предварительно осветленная вода направляется вверх и через верхний раструб циклона опускается в кольцевом пространстве между циклоном и разделительной обечайкой под слой осветляемой воды в центре отстойника, и вода от центра распределяется в наклонном направлении вверх к периферии корпуса во все стороны равномерно. Но до стенки конуса корпуса в горизонтальной плоскости под отстаивающий слой воды поток исходной воды не доходит на 30-60%.

Вода от центра подымается вверх в наклонном направлении к желобу, осветляясь, переливается через водосливы желоба и собирается в нем, а затем выводится из отстойника. При этом сбор осветленной воды происходит с периферийной части поверхности отстойника, т.е. с 40-50% поверхности.

Осадок вместе с водой удаляется из отстойника через сифон с конической насадкой.

Скребки пеносбрасывателя сгребают пену и легкие мелкие примеси с поверхности отстойника и сбрасывают в пеносборник, и затем пена выводится из отстойника.

Недостатками известного отстойника является:

- неравномерное распределение исходной воды под отстаивающий слой воды, т.е. имеются неиспользованные «мертвые зоны», особенно в периферийной части сечения отстойника;

- неравномерный сбор осветленной воды с поверхности воды в отстойнике, т.е. имеются неиспользованные «мертвые зоны», особенно в центральной части;

- не используется полная высота отстаивающего слоя воды как дополнительного фильтрующего слоя;

- большая удельная металлоемкость.

Цель изобретения - интенсификация процесса осветления (отстаивания) воды, уменьшение удельной металлоемкости. Это достигается тем, что отстойник снабжен отводными трубами из верхнего выходного раструба циклона для периферийного зонального дополнительного ввода исходной воды у стенки конического днища корпуса под слой отстаивающейся воды, а для дополнительного отвода осветленной воды с верхней центральной части отстойника под уровнем воды в отстойнике расположены радиальные трубы с отверстиями, причем один конец каждой трубы соединен с желобом осветленной воды и имеет регулировочный шибер, а другой конец загнут вниз и имеет усеченный конус на входе осветленной воды в трубу.

Отводные трубы из верхнего раструба циклона на входе имеют регулировочные шиберы, а на выходе расположены распределительные полуконусы для зонального равномерного распределения исходной воды и уменьшения скорости восходящего потока воды.

На фиг.1 схематически изображен разрез отстойника; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 разрез Г-Г фиг.2; на фиг.4 - место В фиг.1; на фиг.5 - разрез Д-Д фиг.3; на фиг.6 - место Б фиг.1; на фиг.7 - вид Е фиг.6.

Отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод имеет цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2 и размещенным в центре циклоном 3 с трубой 4 для подвода воды. Вокруг циклона 3 установлена разделительная обечайка 5, а верхний выход из циклона выполнен в виде верхнего раструба 6.

Отстойник снабжен отводными трубами 7 из верхнего выходного раструба циклона для периферийного зонального дополнительного ввода исходной воды у стенки конического днища корпуса под слой отстаивающейся воды.

Отводные трубы из верхнего раструба циклона на входе имеют регулировочные шиберы 8, а на выходе отводных труб расположены распределительные полуконусы 9 для зонального равномерного распределения исходной воды и уменьшения скорости восходящего потока воды.

Нижний выход циклона выполнен в виде раструба 10 с отбойником 11.

В верхней части корпуса имеется кольцевой желоб 12 для сбора осветленной воды с регулировочными трехугольными водосливами 13, с тонкой стенкой и трубой 14 для выхода воды из отстойника.

Перед желобом установлен кольцевой разделительный лист 15.

Для дополнительного отвода осветленной воды с верхней центральной части отстойника под уровнем воды в отстойнике расположены радиальные трубы 16 с отверстиями 17, причем один конец каждой трубы соединен с желобом и имеет регулировочный шибер 18, а другой конец каждой трубы загнут вниз и имеет усеченный конус 19 на входе осветленной воды в трубу.

Над «зеркалом» воды установлен пеносбрасыватель 20 со скребками 21 и приводом 22.

На уровне «зеркала» воды имеется радиально расположенный пеносборник 23 с трубой 24 для вывода пены и мельчайших легких примесей из отстойника.

На нижнем патрубке 25 конусного днища имеется сифон 26 с вентилями и с конической насадкой 27 для вывода осадка из отстойника.

В нижней части конуса имеется устройство 28 для промывки осадка и люк 29, труба 30 с вентилем для окончательного спуска осадка, воды.

Отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод работает следующим образом.

Вода, подлежащая очищению (осветлению), поступает через трубу 4 в циклон 3, в котором разделяется на две фракции.

Большая часть воды без крупных механических примесей направляется вверх по центру и в верхнем выходном раструбе 6 вода разделяется на два потока. Основная часть переливается через верхнюю часть раструба 6 и направляется вниз в кольцевом пространстве между циклоном 3 и с разделительной обечайкой 5.

Затем поток воды огибает нижнюю кромку обечайки 5 и направляется вверх в пространство между обечайкой 6 и стенкой корпуса 1. При повороте воды на 180° крупные тяжелые частички направляются вниз в конусную часть 2 корпуса 1, а основная часть воды выходит в зону отстаивания под отстаивающий слой воды в центральной части корпуса, при этом скорость потока воды уменьшается до скорости осаждения.

Вторая часть воды из верхнего выходного раструба 6 направляется через отводные трубы 7 с шиберами 8 на периферию конического днища под фильтрующий слой воды на полуконус 9, и исходная вода зонально распределяется в горизонтальном и объемном направлениях, при этом уменьшается скорость потока до скорости осаждения и используется периферийная часть площади под отстаивающим слоем воды.

Меньшая часть воды с крупными тяжелыми механическими примесями направляется в циклоне 3 вниз, через раструб 10 и с помощью конусного отбойника 11 распределяется равномерно под отстаивающий слой воды. При этом тяжелые частички оседают вниз в конус 2.

Таким образом исходная вода распределена в нижней части равномерно по всему сечению корпуса и подымается вверх со скоростью, меньшей или равной скорости осаждения через отстаивающий слой воды. При подъеме вода осветляется (отстаивается). Кроме отстаивания в вертикальном потоке осуществляется и фильтрация исходной воды через слой осаждающихся частичек. При этом эффект очистки воды повышается.

Тяжелые примеси осаждаются вниз в конусную часть 2 корпуса 1, а осветленная вода подымается вверх и через регулируемые по высоте водосливы 13 попадает в кольцевой желоб 12. При этом происходит сбор осветленной воды только с периферийной части поверхности воды.

Кроме этого, при помощи радиальных труб 16 через отверстия 17 и с помощью усеченных конусов 19 осветленная вода собирается с центральной части верхнего слоя воды в отстойнике и направляется также в кольцевой желоб 12. Из кольцевого желоба 12 осветленная вода через трубу 14 выводится из отстойника и возвращается в производство. Таким образом происходит распределение исходной воды под весь слой отстаивающей воды и сбор осветленной воды со всей поверхности воды в отстойнике.

Интенсивность потоков исходной и осветленной воды регулируется шиберами 8, водосливами 13, шиберами 18.

Легкие примеси и пена собираются на поверхности «зеркала» воды, между кольцевым разделительным щитом 15 и разделительной обечайкой 5.

При помощи скребков 21 пеноосбрасывателя 20 мельчайшие легкие примеси и пена собираются с поверхности зеркала воды и сбрасываются в пеносборник 23, а затем через трубу 24 выводятся из отстойника.

Осадок опускается в конусное днище 2 и через патрубок 25, сифон 26, коническую насадку 27 выводится из отстойника.

При помощи замены насадки 27 (разного диаметра) можно регулировать влажность осадка.

При сильном уплотнении осадка в конусе 2 используют устройство для промывки осадка. Люк 29 используется для осмотра и ремонта.

Окончательный спуск воды из отстойника проводится через трубу 30.

В верхнем раструбе 6 циклона 3 и при переливе воды из раструба в пространство между циклоном 3 и разделительной обечайки 5 из исходной воды выделяется воздух, что способствует улучшению условий отстаивания воды.

Исходная вода в отстойнике одновременно с отстаиванием фильтруется через слой взвешенного осадка.

Предлагаемый отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод позволит:

- увеличить производительность отстойника в 1,3-1,5 раза;

- уменьшить удельную металлоемкость, т.е. относительная масса отстойника, приходящаяся на 1 м³ очищенной воды в час (например, существующая масса отстойника на 50 т, а производительность по очищенной воде 525 м³/ч, а по предлагаемому отстойнику - на 51 т массы отстойника производительность будет 800 м³/ч); таким образом удельная металлоемкость уменьшится с 0,1 т/м³ до 0,064 т/м³;

- эффект осветления повысится с 70% до 80%.

Отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод предназначен для осветления воды и может быть использован в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Отстойник снабжен отводными трубами (7) из верхнего выходного раструба (6) циклона (3) для периферийного зонального дополнительного ввода исходной воды у стенки конического днища (2) корпуса (1) под слой отстаивающейся воды, для дополнительного отвода осветленной воды с верхней центральной части отстойника под уровнем воды в нем расположены радиальные трубы (16) с отверстиями (17). Один конец каждой трубы соединен с желобом осветленной воды (12) и имеет регулировочный шибер (18), а другой конец каждой трубы загнут вниз и имеет усеченный конус (19) на входе осветленной воды в трубу. Отводные трубы из верхнего раструба циклона на входе имеют регулировочные шиберы (8), а на выходе расположены распределительные полуконусы (9) для зонального равномерного распределения исходной воды и уменьшения скорости восходящего потока воды. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс осветления воды, увеличить производительность и уменьшить удельную металлоемкость конструкции отстойника. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод, включающий цилиндрический корпус с коническим днищем, циклон с верхним выходным раструбом и разделительной обечайкой, пеносбрасыватель скребкового типа, сифон с конической насадкой, желоб осветленной воды и трубы, патрубки для вывода осветленной воды, пены и легких примесей, осадка из отстойника, отличающийся тем, что он снабжен отводными трубами из верхнего выходного раструба циклона для периферийного зонального дополнительного ввода исходной воды у стенки конического днища корпуса под слой отстаивающейся воды, а для дополнительного отвода осветленной воды с верхней центральной части отстойника под уровнем воды в отстойнике расположены радиальные трубы с отверстиями, причем один конец каждой трубы соединен с желобом осветленной воды и имеет регулировочный шибер, а другой конец каждой трубы загнут вниз и имеет усеченный конус на входе осветленной воды в трубу.2. Отстойник вертикальный для транспортерно-моечных вод по п.1, отличающийся тем, что отводные трубы из верхнего раструба циклона на входе имеют регулировочные шиберы, а на выходе расположены распределительные полуконусы для зонального равномерного распределения исходной воды и уменьшения скорости восходящего потока воды.