СПОСОБ И КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЛАВУЧИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 2009 года по МПК B01D21/24 C02F1/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу удаления плавучих загрязнений в установке, которая содержит, по меньшей мере, первый поверхностный желоб, расположенный в резервуаре с жидкостью и предназначенный для удаления плавучих загрязнений.

Уровень техники

Традиционное решение для достижения описанной выше цели, особенно в резервуарах прямоугольной формы, используемых в установках по обработке текучей среды, таких как очистительные резервуары или им подобные, обычно включает специальный тип скребкового механизма, который имеет несколько скребков, расположенных один за другим в продольном направлении резервуара, и движущие средства для перемещения этих скребков, такие как две цепи, размещенные параллельно и ведомые посредством узла ведущего колеса и направляющего колеса, к которым скребки прикреплены с возможностью съема, особенно для облегчения обслуживания и текущего ремонта скребкового механизма. Скребковые механизмы вышеупомянутого типа в настоящее время используются, например, в очистительных резервуарах таким способом, что скребок (скребки) перемещается (перемещаются) посредством цепей, движущихся в области противоположных сторон или промежуточных стенок резервуара, или, в качестве альтернативы, на поверхности и около дна резервуара, соскребая осадок, находящийся на дне, в карман для сбора осадка во время своего движения по дну, и соответственно направляя материал, присутствующий на поверхности, в коллекторный желоб, который располагается поперек резервуара, во время движения по поверхности. Существуют скребковые механизмы, в которых скребки перемещаются, например, посредством каретки, движущейся над резервуаром, или, например, при помощи гидравлических устройств. Резервуар на практике может быть практически произвольной формы.

В этом случае плавучие загрязнения (поверхностная пена) традиционно удаляются так называемым "непрямым" способом, в соответствии с которым скребки во время своего прохождения по поверхности направляют материал по поверхности к коллекторному желобу способом так называемого свободного дрейфа. Использующиеся в этом случае коллекторные желоба обычно представляют собой механически управляемые "всасывающие желоба", которые время от времени поворачиваются вокруг продольной оси в положение, в котором поверхностная пена "заглатывается" внутрь желоба для ее последующего выведения из резервуара с жидкостью. С другой стороны, в этом случае также используется всасывающий желоб, который имеет съемную переднюю стенку, принцип работы которого, однако, практически такой же, как описано выше.

Проблемой, свойственной этому типу всасывающих желобов, является то, что они захватывают с поверхности слишком много воды, которая может таким образом перемещаться с поверхностной пеной к выпускному каналу для поверхностной пены. Крепление таких вращающихся всасывающих конструкций к стенкам резервуара конструктивно осуществить сложно, потому что, среди прочего, случаются утечки. В дополнение к вышесказанному всасывающие желоба имеют устойчивую тенденцию к заклиниванию по причине разности температур. Тип механически управляемых желобов, описанных выше, естественно требует наличия средств управления и автоматизации для перемещения желобов, по причине чего он требует очень тщательного обслуживания и текущего ремонта для поддержания работоспособности. Кроме того, на практике существует проблема такого рода решений, связанная с избыточным количеством поверхностной пены, которая скапливается на поверхности резервуара с жидкостью, совместно с которой также могут скапливаться другие загрязнения. Таким образом, очень вероятно наличие в поверхностной пене органических процессов, например роста водорослей.

Раскрытие изобретения

Задачей способа согласно настоящему изобретению является достижение решающего улучшения в решении описанных выше проблем и усовершенствования, таким образом, уровня техники. Для решения этой задачи способ согласно изобретению в основном отличается тем, что плавучие загрязнения удаляются посредством переливного устройства, принадлежащего первому поверхностному желобу, действие которого основано на непрерывном потоке. При помощи этого устройства плавучие загрязнения переливаются, по меньшей мере, в два последовательных этапа. В этом случае необходимо отметить, что поверхностная вода, несущая плавучие загрязнения к желобу, является, по существу, той же водой, которая движется к переливным желобам, размещаемым за всасывающим желобом, или к выпускным трубам, расположенным под поверхностью воды.

Самым важным преимуществом способа согласно изобретению, прежде всего, является тот факт, что посредством переливного устройства, действие которого основано на непрерывном потоке с двумя этапами, можно разрешить все проблемы, относящиеся к подвижным устройствам или имеющие отношение к механически управляемым выпускным желобам, где наиболее важным, таким образом, является возможность минимизировать количество поверхностной воды, перемещающейся вместе с плавучими загрязнениями. В дополнение к вышесказанному площадь поверхности, с которой удаляются плавучие загрязнения, может регулироваться регулировкой высоты первичного объема, принадлежащего переливному устройству, относительно кромки водослива вторичного объема. Это становится возможным с использованием узла выравнивания расхода, который включает одну или более труб, каналов или подобных элементов, соединенных с устройством, удаляющим очищенную жидкость из первичного объема, а также с использованием регулировочных средств для регулирования уровня жидкости в первичном объеме. Кроме того, способ согласно изобретению может быть реализован посредством устройства, которое полностью независимо от уровня жидкости в резервуаре, если обеспечена возможность свободной установки переливного устройства по высоте в зависимости от уровня жидкости в резервуаре, например за счет использования плавучих конструкций.

В зависимых пунктах формулы, относящихся к способу согласно изобретению, охарактеризованы предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению.

Изобретение далее предлагает установку для удаления плавучих загрязнений, работающую согласно указанному способу, охарактеризованную в ограничительной части независимого пункта формулы. Отличительные особенности установки согласно изобретению охарактеризованы в отличительной части независимого пункта.

В качестве самых важных преимуществ установки согласно изобретению могут быть упомянуты простота и эффективность принципов ее работы и использования, благодаря чему возможно избежание проблем, сопутствующих традиционным механическим решениям. Несмотря на непрерывный поток, использующийся в установке, можно исключить удаление избытка жидкости вместе с плавучими загрязнениями. Это становится возможным, прежде всего, благодаря переливному устройству, основанному на двухэтапном переливе, которое содержит первичный объем и вторичный объем. С другой стороны, окончательное удаление плавучих загрязнений из вторичного объема может быть осуществлено полностью управляемым способом с использованием узла выравнивания расхода, посредством которого слив плавучих загрязнений из первичного объема во вторичный объем регулируется для минимизации количества жидкости, перемещающейся вместе с плавучими загрязнениями. Таким образом, можно отрегулировать уровень первичного объема в соответствии с требованиями, например, путем изменения высоты выпуска подающей трубы, принадлежащей узлу выравнивания расхода, или при помощи поворотной заслонки, соединенной с промежуточной стенкой, разграничивающей первичный объем и вторичный объем.

Благодаря установке согласно изобретению можно значительно, по сравнению с традиционными решениями, минимизировать расходы по монтажу, обслуживанию и текущему ремонту, причем установка работает независимо и оптимально таким образом, что излишние плавучие загрязнения не могут скапливаться в резервуаре с жидкостью. С другой стороны, благодаря принципу работы, основанному на непрерывном потоке, плавучие загрязнения находятся в постоянном движении и по этой причине не могут затвердеть. Также предотвращается возникновение, например, роста водорослей.

Предпочтительные варианты осуществления установки согласно изобретению охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.

Краткое описание чертежей

В нижеследующем описании изобретение детально раскрывается со ссылками на приложенные чертежи, где

на фиг.1, 2 и 3 представлен вид в перспективе, вид сбоку и вид с торца одного из предпочтительных вариантов устройства, работающего по способу согласно изобретению;

на фиг.4, 5 и 6 представлен вид в перспективе, вид сбоку и вид спереди одного из альтернативных вариантов осуществления и

на фиг.7 представлен продольный разрез особенно предпочтительного варианта встроенного переливного устройства.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к способу удаления плавучих загрязнений (поверхностной пены) в установке, которая содержит, по меньшей мере, первый поверхностный желоб 2а, располагающийся в резервуаре N с жидкостью, предназначенный для удаления поверхностной пены. Поверхностная пена удаляется посредством переливного устройства 2а1, принадлежащего первому поверхностному желобу 2а, действие которого основано на непрерывном потоке и посредством которого поверхностная пена переливается в два последовательных этапа, представленных, например, на фиг.1, 4 и 7.

Как показано на фиг.4-6, установка содержит скребковый механизм, который перемещается в резервуаре с жидкостью, таком как отстойный резервуар или ему подобный, и который предназначен для соскабливания материала, присутствующего в резервуаре с жидкостью, в выпускное устройство 2, расположенное в резервуаре с жидкостью и содержащее в дополнение к первому поверхностному желобу 2а, расположенному, по существу, в поперечном направлении относительно продольного направления S резервуара с жидкостью, донный желоб, расположенный в области дна резервуара с жидкостью, который предназначен для удаления донного осадка или ила, и, кроме того, второй поверхностный желоб 2с для удаления жидкости, обрабатываемой в резервуаре с жидкостью, такой как очищенная вода. В качестве предпочтительного варианта осуществления изобретения скребковый механизм 1 образован одним или более скребками 1а, расположенными один за другим в продольном направлении S, приводимыми в движение посредством ведущих элементов 1b, таких как одна или более цепей передачи 1b2 или подобных устройств, ведомых посредством механизма ведущего колеса и направляющего колеса 1b1 или подобным способом, к которым прикреплен (прикреплены) скребок (скребки). Как представлено, например, на фиг.1 и 4, поверхностная пена удаляется посредством переливного устройства 2а1 таким образом, что пена с поверхности резервуара с жидкостью переливается из резервуара N с жидкостью на первом этапе посредством наклоненной вниз направляющей поверхности V в первичный объем I, из которого поверхностная пена затем переливается на следующем этапе во вторичный объем II, откуда она окончательно удаляется из резервуара N с жидкостью посредством выпускного узла Р для поверхностной пены, такого как одна или более выпускные трубы, каналы или подобные элементы. Назначением наклоненной вниз направляющей поверхности является поддержание потока, проходящего по ней, поверхностной пены настолько ламинарным, насколько это возможно, чтобы пена оставалась на поверхности жидкости в первичном объеме I.

В качестве следующего предпочтительного варианта осуществления перелив поверхностной пены из первичного объема I во вторичный объем II регулируется для обеспечения минимизации количества воды, перемещающейся вместе с пеной, посредством узла 2а2 выравнивания расхода, который содержит одну или более подающих труб 2а2а, каналов 2а2а' или подобных элементов, соединенных с устройством, удаляющим очищенную жидкость из первичного объема I, таким как второй поверхностный желоб 2с, а также при помощи регулирующих средств 2а2b для регулирования уровня h1 жидкости в первичном объеме I посредством регулировочного устройства LL, которое установлено в стенке, разграничивающей первичный объем I и вторичный объем II, или посредством регулирующего рукава, расположенного на конце указанной подающей трубы, канала или подобного элемента, который изменяет высоту выпуска hv указанной трубы, канала или подобного элемента. Таким образом можно слить перемещенную поверхностную жидкость из резервуара с жидкостью прямо в устройство для удаления очищенной жидкости.

Изобретение относится также к устройству для удаления плавучих загрязнений (поверхностной пены) в установках описанного выше типа, первый поверхностный желоб 2а которого содержит переливное устройство 2а1, действие которого основано на непрерывном потоке, для удаления поверхностной пены, обеспечивающее переливание пены в два последовательных этапа.

В предпочтительных вариантах осуществления, представленных на фиг.1, 4 и 7, переливное устройство 2а1 содержит первичный объем I с наклонной направляющей поверхностью V для сбора пены с поверхности резервуара с жидкостью на первом этапе и вторичный объем II для выпуска поверхностной пены, в который пена переливается на втором этапе из первичного объема I, то есть для окончательного удаления пены из резервуара N с жидкостью посредством выпускного узла Р для поверхностной пены, такого как одна или более труб, каналов или подобных элементов.

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления установка содержит узел 2а2 выравнивания расхода для управления переливом поверхностной пены из первичного объема I во вторичный объем II, особенно для минимизации количества воды, перемещающейся вместе с пеной, который, например, согласно фиг.2, 5 и 7 содержит одну или более подающих труб 2а2а, каналов 2а2а' или подобных элементов, соединенных с устройством, удаляющим очищенную воду из первичного объема I, таким как второй поверхностный желоб 2с, и регулирующие средства 2а2b для регулировки высоты h1 уровня жидкости в первичном объеме I при помощи регулировочного устройства LL, установленного в стенке, которая разграничивает первичный объем и вторичный объем, или при помощи регулировочного рукава, расположенного на конце указанной подающей трубы, канала или подобного элемента. В этом случае можно использовать, например, согласно фиг.2, фильтрующие устройства SS, например, в подающей трубе 2а2а, посредством чего будет исключено попадание твердых материалов на так называемую сторону чистой воды.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, представленном на фиг.7, первичный объем I, вторичный объем II, узел 2а2 выравнивания расхода и, по меньшей мере, часть второго поверхностного желоба 2с, принадлежащие переливному устройству 2а1, выполнены в виде единого целого, в котором первичный объем I, вторичный объем II, указанная часть второго поверхностного желоба 2с и канал 2а2а', принадлежащий узлу выравнивания расхода, размещенные один за другим в продольном направлении S, отделены один от другого общими стенками W.

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления, фиг.1-3, вторичный объем II проходит, если смотреть в продольном направлении S резервуара с жидкостью, поперечно за первичным объемом I, так что оно понижается, например, как показано на фиг.1 и 3, к выпускному узлу Р для поверхностной пены в указанном продольном направлении, то есть если смотреть в направлении, поперечном резервуару с жидкостью.

В альтернативном варианте осуществления, представленном на фиг.4-6, вторичный объем II размещается, например, согласно фиг.6, в конце первичного объема I, если смотреть в направлении, поперечном резервуару с жидкостью.

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления переливное устройство 2а1 для поверхностной пены устанавливается, например, по принципу, представленному на фиг.1, 2, 4 и 5, с возможностью свободной установки по высоте h в зависимости от уровня поверхности жидкости в резервуаре при помощи плавучих конструкций KR или подобных устройств.

Отклоняясь от вариантов осуществления, представленных на прилагаемых чертежах, естественным образом можно соединить подающую трубу 2а2а, канал 2а2а' или подобные элементы, принадлежащие узлу выравнивания расхода, с коллекторным каналом/туннелем или подобным устройством, которое удаляет очищенную воду из резервуара с жидкостью централизованным способом.

Понятно, что изобретение не ограничено вариантами осуществления, представленными или описанными выше, но может быть изменено в рамках базовой идеи изобретения многими способами в зависимости от потребностей в конкретное время. Изобретение в широком смысле применимо к резервуарам, которые не обязательно должны иметь какую-либо скребковую конструкцию и/или в которых плавучие загрязнения перемещаются к всасывающему желобу при помощи любого приспособления. Естественно, существует большое количество различных видов конструкций скребков, которые могут быть дополнены наполнителями, например, на основе полиуретана или подобных материалов. Кроме того, что касается переливного устройства, наклоненную вниз направляющую поверхность можно выполнить в виде периодически погружающихся прямых поверхностей или, например, в виде постоянно выгнутой поверхности, которая может быть или выпуклой, или вогнутой. Что касается ответной поверхности, можно использовать определенные виды устройств для управления потоком, таких как, например, перфорированная или рифленая направляющая пластина, посредством которой поверхностная пена по касательной направляется на поверхность первичного объема. Поверхностная пена может быть удалена из вторичного объема посредством, например, насоса или при помощи отдельной продувки, или любым другим способом, в соответствии с качеством или количеством поверхностной пены.

Изобретение предназначено для очистки сточных вод. Установка содержит резервуар N с жидкостью, первый поверхностный желоб 2а с переливным устройством 2а1, выпускной узел Р для плавучих загрязнений и второй поверхностный желоб 2с для удаления очищенной жидкости. Плавучие загрязнения в непрерывном потоке переливаются в два последовательных этапа: сначала в первичный объем I, затем - во вторичный объем II. Плавучие загрязнения из первичного объема I во вторичный объем II переливают управляемым образом посредством регулирования уровня h1 жидкости в первичном объеме узлом 2а2 выравнивания расхода и/или посредством использования регулировочного устройства, установленного в стенке, разграничивающей первичный объем I и вторичный объем II. Это способствует отделению плавучих загрязнений от жидкой фазы и их удалению из резервуара. Очищенная вода удаляется посредством второго поверхностного желоба 2с. Технический результат: упрощение конструкции устройства, усовершенствование процесса отделения плавучих загрязнений от жидкой фазы. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ удаления плавучих загрязнений посредством выпускного устройства (2), которое расположено в резервуаре (N) с жидкостью, таком, как отстойный бак или подобный резервуар, и содержит первый поверхностный желоб (2а), установленный по существу в поперечном направлении относительно продольного направления (S) резервуара с жидкостью и предназначенный для удаления плавучих загрязнений посредством принадлежащего ему переливного устройства (2а1), действие которого основано на непрерывном потоке, предусматривающий переливание плавучих загрязнений, по меньшей мере, в два последовательных этапа, сначала из резервуара с жидкостью в первичный объем (I), расположенный в резервуаре с жидкостью, и затем из указанного первичного объема во вторичный объем (II), расположенный в резервуаре с жидкостью, и выпуск плавучих загрязнений из вторичного объема резервуара с жидкостью посредством выпускного узла (Р) для плавучих загрязнений, такого, как одна или более выпускных труб, каналов или подобных элементов, причем выпускное устройство содержит второй поверхностный желоб (2с) для удаления жидкости, обрабатываемой в резервуаре с жидкостью, такой, как очищенная вода, отличающийся тем, что плавучие загрязнения, находящиеся в первичном объеме (I), переливают во вторичный объем (II) управляемым образом для минимизации количества воды, перемещающейся вместе с плавучими загрязнениями, посредством регулирования уровня (h1) жидкости в первичном объеме (I), осуществляемого узлом (2а2) выравнивания расхода, который соединяет первичный объем (I) и второй поверхностный желоб (2с), и/или посредством использования регулировочного устройства (LL), которое установлено в стенке, разграничивающей первичный объем (I) и вторичный объем (II).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плавучие загрязнения переливают из первичного объема (I) во вторичный объем (II) управляемым образом посредством регулирования высоты выпуска (hv) одной или более подающих труб (2а2а), каналов (2а2а') или подобных элементов, принадлежащих узлу (2а2) выравнивания расхода, осуществляемого средствами регулирования (2а2b), такими, как регулирующий рукав, расположенный на конце указанных одной или более труб, каналов или подобных элементов.

3. Установка для удаления плавучих загрязнений посредством выпускного устройства (2), которое расположено в резервуаре (N) с жидкостью, таком, как отстойный бак или подобный резервуар, и содержит первый поверхностный желоб (2а), установленный по существу в поперечном направлении относительно продольного направления (S) резервуара с жидкостью и предназначенный для удаления плавучих загрязнений посредством принадлежащего ему переливного устройства (2а1), действие которого основано на непрерывном потоке, выполненного с возможностью переливания плавучих загрязнений, по меньшей мере, в два последовательных этапа, сначала из резервуара с жидкостью в первичный объем (I), расположенный в резервуаре с жидкостью, и затем из указанного первичного объема во вторичный объем (II), расположенный в резервуаре с жидкостью, причем плавучие загрязнения из вторичного объема резервуара с жидкостью окончательно выпускаются посредством выпускного узла (Р) для плавучих загрязнений, такого, как одна или более выпускных труб, каналов или подобных элементов, при этом выпускное устройство содержит второй поверхностный желоб (2с) для удаления жидкости, обрабатываемой в резервуаре с жидкостью, такой, как очищенная вода, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью управления переливанием плавучих загрязнений из первичного объема (I) во вторичный объем (II) для минимизации количества воды, перемещающейся вместе с плавучими загрязнениями, посредством регулирования уровня (h1) жидкости в первичном объеме (I), причем установка содержит узел (2а2) выравнивания расхода, который соединяет первичный объем (I) и второй поверхностный желоб (2с), и/или регулировочное устройство (LL), которое установлено в стенке, разграничивающей первичный объем (I) и вторичный объем (II).

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что на конце одной или более подающих труб (2а2а), каналов (2а2а') или подобных элементов, принадлежащих узлу (2а2) выравнивания расхода, предусмотрены регулирующие средства (2а2b), такие, как регулирующий рукав или подобный элемент, для регулирования высоты выпуска (hv) указанных труб, каналов или подобных элементов.

5. Установка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что вторичный объем (II) проходит в направлении, поперечном продольному направлению (S) резервуара с жидкостью, за первичным объемом (I) и понижается в указанном продольном направлении к выпускному узлу (Р) для плавучих загрязнений.

6. Установка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что вторичный объем (II) предусмотрен с одного или обоих концов первичного объема (I) в продольном направлении резервуара с жидкостью.

7. Установка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что переливное устройство (2а1) для плавучих загрязнений выполнено с возможностью свободной установки по высоте (h) в зависимости от уровня поверхности жидкости в резервуаре при помощи плавучих конструкций или подобных элементов.