УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СБРОСОВ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ Российский патент 2010 года по МПК B01D21/02 

Изобретение относится к безреагентной очистке воды от нерастворимых твердых веществ и может применяться в различных отраслях промышленности.

Известен способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой [1], включающий транспортирование гидросмеси и шахтного притока из забоев, их аккумулирование, гравитационное осаждение взвешенных твердых частиц, механизированную очистку водосборника, выдачу осевшего шлама на обезвоживание, его отгрузку и выдачу осветленной воды на поверхность или для повторного использования, отличающийся тем, что способ осуществляют в три этапа в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц, на первом этапе в зоне пульпоприема производят выделение плавающих посторонних предметов, на следующем этапе интенсифицируют процесс естественного осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса, а на последнем этапе аккумулируют осветленную воду перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования.

На первом этапе отделение крупных частиц и аккумуляцию плавающих предметов, например деревянной щепы, стружки, пленки нефтепродуктов и т.п., производят за счет остановки верхнего слоя воды, например, ограждающими поперечными перегородками, установленными в верхней части водосборника у зеркала воды.

На втором этапе для осаждения частиц средней крупности поток пропускают через тонкослойные осветляющие воду перегородки, на которых твердые частицы аккумулируют и направляют в донную часть водосборника с механизированной очисткой.

На третьем этапе интенсификацию процесса осаждения мелких взвешенных частиц производят за счет перепуска воды через поперечную съемную фильтрующую перегородку кассетного типа с наполнителем, например металлической стружкой.

После осветления поток воды направляют к водозабору, дно которого выполнено с минимальной механизированно неочищаемой донной поверхностью, где устанавливают всасы насосов.

Для интенсификации процесса очистки перегородок от налипших мелких частиц в процессе осаждения перегородки соединяют с вибрирующим механизмом механизированной очистки водосборника.

Недостатком способа и его реализации можно считать большие затраты и способ необходим для очистки больших объемов сбросов 500-1200 м³/ч.

Известно устройство для очистки промышленных сбросов [2], включающее подводящую и отводящую трубы, вертикально расположенные приемную и выпускную камеры, разделенные перегородкой, в которых расположены электроды, имеющие положительный потенциал, а отрицательный подается на нижнюю часть корпуса устройства, соединенные между собой перепускной камерой, в которой расположен успокоитель, а под ней находится камера осаждения шлама с устройством для его выгрузки, соединенные между собой окном выступами по линии пересечения камер перепуска и осаждения, отличающееся тем, что для снижения турбулентности входного и выходного потоков и интенсификации осаждения шлама каждая нижняя пластина успокоителя по длине больше верхней и по его высоте, образуя ступенчатую пирамиду, в которой нижняя пластина успокоителя выполнена шарнирно и снабжена приводом, для перекрытия камеры осаждения при выдаче из нее шлама через перекрываемое нижнее разгрузочное окно, при этом сечение приемной, перепускной и выпускной камер выполнены последовательно большего сечения.

Для запирания камеры осаждения и ликвидации налипания шлама по линии пересечения перепускной и камеры осаждения располагают выступы, имеющие форму прямоугольных треугольников, которые по бортам и прилегающим к ним торцам располагаются сверху прижимаемых пластин, а в центре торцевых сторон устройства и ниже их имеют прорези и скосы, которые служат ограничителями хода шарнирных пластин и обеспечивают плотное прилегание пластин к выступам.

Для интенсификации осаждения шлама на электроды и нижнюю часть корпуса подаются положительные и отрицательные потенциалы постоянного тока, обеспечивающие увеличение или снижение скорости перемещения анионов и катионов растворенных веществ, напряжение которого рассчитывается из условия диссоциации воды с учетом размеров приемной и выпускной камер, времени обработки и скорости прохождения потока воды.

Основными недостатками устройства являются большие затраты и габариты, а также большие объемы очистки сбросов 100-500 м³/ч.

Наиболее близким техническим решением является устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц [3], включающее корпус, перегородку, выполненную в виде параллельных пластин, установленных с зазорами друг к другу под углом к горизонтальной плоскости, причем пластины наклонены верхней кромкой навстречу потоку, а нижняя кромка каждой предыдущей пластины перекрыта верхней кромкой последующей пластины, отличающийся тем, что пластины установлены под углом 40-55° к горизонтальной плоскости, каждая последующая пластина отстоит от предыдущей на расстояние, равное 0,8-1,0 ширины пластины, а нижняя кромка каждой предыдущей пластины перекрыта верхней кромкой последующей пластины по высоте на величину, равную 0,1-0,2 ширины пластины.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат, повышение надежности и эффективности работы устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что корпус устройства выполнен в виде закрытого желоба с круглым или параболическим дном и наклонен под углом 20-35° к горизонтальной плоскости, к верхней плоской стороне корпуса в верхней части установки подключены подводящий трубопровод для подачи сбросов, а в нижней части - отводящий трубопровод для отвода очищенной воды, внутри корпуса последовательно установлены тонкослойные осветлители типа «жалюзи» с углом наклона пластин 40-45° к верхней плоскости корпуса, приемный бункер состыкован с низом корпуса в нижней части устройства, имеет угол наклона бортов 50-55° и выпускной люк, а к приемному бункеру подключены на уровне 1/3 его высоты от люка по касательной на диаметрально расположенных сторонах две ветки трубопровода для смыва шлама, соединенного с подводящим трубопроводом.

Работа устройства поясняется чертежами.

Фиг.1 - общий вид устройства.

Фиг.2 - сечение закрытого желоба по А-А.

Фиг.3 - подвод труб ветвей трубопровода для смыва шлама к приемному бункеру.

Общий вид устройства представлен на фиг.1, где приняты следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - приемный бункер, 3 - тонкослойные осветлители типа «жалюзи», 4 - подводящий трубопровод, 5 - отводящий трубопровод, 6 - трубопровод для смыва шлама, 7 - выпускной люк, α - угол наклона корпуса к горизонтальной плоскости, α=20-35°, β - угол наклона пластин осветлителя относительно корпуса, β=40-45°, γ - угол наклона бортов приемного бункера, γ=50-55°, h - высота приемного бункера с внешней его стороны.

Устройство работает следующим образом.

Через подводящий трубопровод 4 подают сбросы, которые необходимо очистить от взвешенных частиц. Вода стекает внутри корпуса вниз со скоростью V, наталкивается на пластины осветлителей 3. Твердые частицы с плотностью р_m>р_в, где р_в - плотность воды, ударяясь об пластины, получают импульс скорости, направленный ко дну корпуса. Направление обосновано углом наклона пластины β, выбираемым в диапазоне 40-45° относительно направления движения потока воды или верхней плоскости корпуса. Корпус наклонен на угол α к горизонтальной плоскости, который выбирают в диапазоне 20-35°, который обеспечивает при малых расходах сброса воды дополнительную гравитационную скорость и текучесть осажденного шлама по центру днища корпуса. Выбор формы сечения корпуса (полукруг или парабола) обусловлен необходимостью поддержания текучести осадка по дну при самом малом количестве сбросов, сгущая осаждаемый шлам. Осветленная вода выдается через отводящий трубопровод 5, а выгрузка шлама производится из приемного бункера 2 через люк 7. Самоочистке приемного бункера от шлама способствуют углы наклона его бортов γ, которые выбирается в диапазоне γ=50-55° из условия самотечного транспорта частиц угля и породы.

При слипании и зависании шлама в приемном бункере для его смыва используется вода сброса, которая поступает по трубопроводу 6 для смыва шлама и его ветвям 8, которые подают струи по касательной и на диаметрально противоположных бортах приемного бункера.

Литература

1. Патент РФ №2162004. Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой. / Сенкус В.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичев К.С. В01D 21/00. Заявл. 06.11.1998. Опубл. 20.01.2001. Бюл.№2.

2. Патент РФ №2257251. Устройство для очистки промышленных сбросов. / Вас.В. Сенкус, В.В.Сенкус, Сенкус Вал. В. В01D 21/02 от 04.09.2003. Опубл. 27.07.2005. Бюл. №21.

3. Положительное решение №2006102739 от 04.07.2008 по заявке 2006102739/15(002994), Российская Федерация, МКИ В01D 21/02. Устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц. Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.: заявитель авторы. - №2006102739; заявл. 31.01.2006; опубл. 20.09.2008.

Изобретение относится к безреагентной очистке воды от нерастворимых твердых веществ и может применяться в различных отраслях промышленности. Устройство включает корпус, выполненный в виде закрытого желоба с круглым или параболическим дном и наклоненный под углом 20-35° к горизонтальной плоскости. На верхней плоской стороне корпуса в верхней части установки подключен подводящий трубопровод для подачи сбросов, а в нижней части - отводящий трубопровод для отвода очищенной воды. Внутри корпуса последовательно установлены тонкослойные осветлители типа «жалюзи» с углом наклона пластин 40-45° к верхней плоскости корпуса. Приемный бункер состыкован с низом корпуса в нижней части устройства, имеет угол наклона бортов 50-55° и выпускной люк. К приемному бункеру подключены на уровне 1/3 его высоты от люка по касательной на диаметрально расположенных сторонах две ветки трубопровода для смыва шлама, соединенного с подводящим трубопроводом. Технический результат состоит в повышении надежности и эффективности работы устройства. 3 ил.

Устройство для очистки сбросов от взвешенных частиц, включающее корпус, приемный бункер, тонкослойные осветлители типа «жалюзи», подводящий, отводящий трубопроводы и трубопровод для смыва шлама, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен в виде закрытого желоба с круглым или параболическим дном и наклонен под углом 20-35° к горизонтальной плоскости, к верхней плоской стороне корпуса в верхней части установки подключен подводящий трубопровод для подачи сбросов, а в нижней части - отводящий трубопровод для отвода очищенной воды, внутри корпуса последовательно установлены тонкослойные осветлители типа «жалюзи» с углом наклона пластин 40-45° к верхней плоскости корпуса, приемный бункер состыкован с низом корпуса в нижней части устройства, имеет угол наклона бортов 50-55° и выпускной люк, а к приемному бункеру подключены на уровне 1/3 его высоты от люка по касательной на диаметрально расположенных сторонах две ветки трубопровода для смыва шлама, соединенного с подводящим трубопроводом.