УСТАНОВКА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК C02F11/12 

Изобретение относится к установкам, содержащим гравитационные и мембранные средства с применением реагентов для обезвоживания отстоя сточных вод, шламов, флотошламов и т.п.

Известна установка обезвоживания, содержащая первичную накопительную емкость, подающие насосы, средства гравитационного обезвоживания в виде отстойника, средства мембранного обезвоживания, средства обеспечения циркуляции и регулирования потока загрязненной жидкости, средства подачи реагентов (патент RU № 2305074 от 2006.01.27 «Установка для очистки жидких стоков, содержащих в частности во взвешенном состоянии загрязняющие вещества»).

Недостатки известной установки обезвоживания заключаются в том, что процесс очистки излишне энергоемок, использует избыточное количество реагентов помимо основных средств гравитационного и мембранного обезвоживания, а физические принципы обезвоживания воплощены в конструктивно усложненных, энергозависимых аппаратных средствах.

Задача изобретения состоит в том, чтобы известные средства гравитационного и мембранного обезвоживания были объединены в экономичную конструктивно не сложную технологическую линию с минимальным потреблением реагентов и внешней энергии.

Поставленная задача решается тем, что известная установка обезвоживания, содержащая первичную накопительную емкость, подающие насосы, средства гравитационного обезвоживания в виде отстойника, средства мембранного обезвоживания, средства обеспечения циркуляции и регулирования потока загрязненной жидкости, средства подачи реагентов, согласно изобретению отличается тем, что отстойник выполнен в виде вертикальной емкости, снабженной сливными вентилями, расположенными вертикально в ряд на стенке отстойника и гидравлически связанными с первичной накопительной емкостью и контрольным окном для визуального наблюдения процесса осветления, средства обеспечения циркуляции и регулирования потока очищаемой жидкости выполнены в виде подающего насоса, связанного с гидросмесителем, на выходе снабженным трубопроводом с отводом под 180 градусов, расположенным внутри отстойника вертикально, нижний открытый конец которого расположен у днища отстойника, при этом трубопровод связан с атмосферой отверстием, расположенным на стенке отвода с меньшим радиусом (снизу), средства подачи реагентов выполнены в виде насосов-дозаторов, двухходовых распределительных клапанов, гидравлически связанных с емкостями флокулянта, коагулянта, с гидросмесителем и смесителем, входящим в состав средств мембранного обезвоживания, а последние выполнены в виде мешков из эластичного мембранного полотна, закрепленных по кругу за горловины с возможностью подвешивания и съема на вертикальном остове и имеющих гидравлическую связь со смесителем и дополнительно введенной вторичной накопительной емкостью.

Дополнительные признаки заключаются в следующем:

- объем гравитационного отстойника больше объема смесителя в 4-8 раз, а объем смесителя больше суммарного объема мешков в 3-4 раза;

- средства мембранного обезвоживания дополнительно снабжены напорными баками, подающим насосом и вторичной емкостью;

- отстойник с гидросмесителем расположен с превышением над средствами мембранного обезвоживания.

Выполнение отстойника в виде вертикальной емкости, снабженной сливными вентилями, расположенными вертикально в ряд на стенке отстойника и гидравлически связанными с первичной накопительной емкостью и контрольным окном для визуального наблюдения процесса осветления, позволяет расширить диапазон состава загрязненных жидкостей по содержанию осаждаемых частиц за счет возможности формирования осадка большей толщины в вертикальном направлении, и облегчает контроль и управление сливом осветленной части и осадка.

Выполнение средств обеспечения циркуляции и регулирования потока очищаемой жидкости в виде подающего насоса, связанного с гидросмесителем, на выходе снабженным трубопроводом с отводом под 180 градусов, расположенным внутри отстойника вертикально, нижний открытый конец которого расположен у днища отстойника, при этом трубопровод связан с атмосферой отверстием, расположенным на стенке отвода с меньшим радиусом (снизу), обеспечивает оптимальную циркуляцию и достаточно точное регулирование потока загрязненной жидкости, не допуская переполнения или недостаточного наполнения отстойника.

Выполнение средств подачи реагентов в виде насосов-дозаторов, двухходовых распределительных клапанов, их гидравлические связи с емкостями флокулянта, коагулянта, гидросмесителем и смесителем, средств мембранного обезвоживания дают возможность точно дозировать поступление реагентов на разных этапах очистки, не перенасыщая осветленную жидкость.

Выполнение средств мембранного обезвоживания в виде мешков из эластичного мембранного полотна, подвешенных по кругу за горловины с возможностью съема на вертикальном остове и имеющих гидравлическую связь со смесителем и дополнительно введенной вторичной накопительной емкостью, дает возможность наилучшим образом организовать обезвоживание шлама с минимальным потреблением внешней энергии.

Дополнительные признаки обеспечивают постоянство циркуляции жидкости за счет неэнергоемких средств.

Автор утверждает, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники и неочевидно по отзывам специалистов в данной области техники, что позволяет квалифицировать его, как техническое решение, соответствующее условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 показаны варианты функциональных схем, а на виде А фиг.1 - структура мембранного полотна.

Установка обезвоживания содержит: первичную накопительную емкость 1; средства гравитационного обезвоживания в виде отстойника - вертикальной емкости 2, снабженной сливными вентилями 3, расположенными вертикально в ряд на стенке отстойника и гидравлически связанными с первичной накопительной емкостью 1, и контрольным окном 4 для визуального наблюдения процесса осветления, средства мембранного обезвоживания, выполненные в виде мешков 5 из эластичного мембранного полотна, закрепленных по кругу за горловины 6 с возможностью подвешивания и съема на вертикальном остове-барабане 7 и имеющих гидравлическую связь с дополнительно введенной вторичной накопительной емкостью 8; средства обеспечения циркуляции и регулирования потока жидкости, выполненные в виде подающего насоса 9, связанного с гидросмесителем 10, на выходе снабженным трубопроводом 11 с отводом 12 под 180 град, расположенным внутри отстойника 2 вертикально, нижний открытый конец которого расположен у днища отстойника 2, при этом трубопровод 11 связан с атмосферой отверстием 13, расположенным на стенке с меньшим радиусом отвода 12; средства подачи реагентов, выполненные в виде двух насосов-дозаторов 14, двухходовых распределительных клапанов 15, гидравлически связанных с емкостями флокулянта 16, коагулянта 17, гидросмесителем 10; насос подачи шлама 18; смеситель мембранного обезвоживания 19, в котором установлена мешалка 20, а также поддон 21, емкость 8, насос 23, трубопровод 24.

Пористость мембранного полотна мешков 5 уменьшается изнутри-наружу (см.вид А фиг.1), например, за счет многослойной структуры с заданной пористостью.

Варианты дополнительно содержат напорные баки 25 (см. фиг.2), вентили 26…29 для управления потоками жидкости и отстойник 2 с гидросмесителем 10, расположенные с превышением над средствами мембранного обезвоживания - мешками 5. (см.фиг.3).

Установка обезвоживания работает следующим образом. Первичное осаждение происходит в отстойнике 2, куда загрязненная жидкость подается из первичной накопительной емкости 1 подающим насосом 9 через гидросмеситель 10, затем вверх по трубопроводу 11, разворачивается под 180 градусов по отводу 12 и изливается у днища отстойника 2, исключая паразитное перемешивание стоков. Поскольку отверстие 13 расположено на стенке отвода 12 с меньшим радиусом, то при подаче ламинарная струя минует отверстие 13, прижимаясь к стенке, по большему радиусу (по наружному радиусу отвода 12). Одновременно включаются насосы-дозаторы 14 и двухходовые распределительные клапаны 15 направляют из емкостей 16, 17 флокулянт и коагулянт в гидросмеситель 10 в заранее установленных дозах в зависимости от состава загрязненной жидкости.

После заполнения отстойника 2 насосы 9, 14 отключаются. Жидкость в отстойнике 2 постепенно осветляется за счет осаждения шлама.

После прекращения подачи жидкости в отстойник 2 через отверстие 13 подсасывается атмосферный воздух, давление в отстойнике 2 и гидросмесителе 10 уравнивается, в результате чего исключается обратный ход жидкости, который мог бы возникнуть за счет неразрывности струи в сообщающихся сосудах.

Наблюдая в контрольное окно 4 за понижением границы осветления, сливают (механизировано или вручную) осветленную часть жидкости последовательно через сливные вентили 3, расположенные вертикально в ряд на стенке отстойника 2, в гидравлически связанную с ними первичную накопительную емкость 1.

Затем, когда осветленная часть жидкости слита, включается насос 18 подачи шлама и насосы 14 с распределительными клапанами 15, которые переключают подачу реагентов по второму ходу в смеситель 19 через соответствующие трубопроводы и штуцера. Смеситель 19 заполняется предварительно сгущенным шламом из отстойника 2, включается мешалка 20, реагенты перемешиваются с шламом. Подача шлама и реагентов в смеситель прекращается и смесь подается в мешки 5, жидкая фаза просачивается через поры мешков 5 (мембраны) и сливается в поддон 21 и затем переливается в емкость 8. При этом уменьшение пор мембраны изнутри наружу задерживает загрязнения на большее время, что позволяет отделить большую часть жидкой фазы.

Более тяжелые загрязнения, прореагировавшие с флокулянтом и коагулянтом, образуют хлопья и задерживаются в мешках 5, шлам при этом обезвоживается и периодически удаляется из мешков 5, а гидросмеситель 10 и смеситель 19 последовательно заполняются новыми объемами шлама и реагентов. Жидкая фаза удаляется из емкости 8 насосом 23 через трубопровод 24 в первичную емкость 1. Согласованность объемов гравитационного отстойника 2, смесителя 19, суммарного объема мешков 5 обеспечивает ритмичность и непрерывность работы установки.

Промышленное использование установки не вызывает сомнений, т.к. техническое решение содержит признаки, которые могут быть растиражированы на основе известных технологий, что соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к установкам, содержащим гравитационные и мембранные средства с применением реагентов для обезвоживания отстоя сточных вод, шламов и флотошламов. Установка содержит первичную накопительную емкость, подающие насосы, средства мембранного обезвоживания и средства подачи реагентов, отстойник, который выполнен в виде вертикальной емкости, снабженной сливными вентилями, расположенными вертикально в ряд на стенке отстойника и гидравлически связанными с первичной накопительной емкостью. Установка содержит гидросмеситель, расположенный внутри отстойника вертикально, при этом он снабжен трубопроводом с отводом под 180 градусов, нижний открытый конец которого расположен у днища отстойника. Трубопровод связан с атмосферой отверстием, расположенным на стенке отвода с меньшим радиусом. Средства мембранного обезвоживания выполнены в виде мешков из эластичного мембранного полотна, закрепленных по кругу за горловины с возможностью подвешивания и съема на вертикальном остове и имеющих гидравлическую связь со смесителем и вторичной накопительной емкостью. Технический результат: формирование осадка большей толщины в вертикальном направлении, оптимальная циркуляция и точное регулирование потока загрязненной жидкости, недопущение переполнения или недостаточного наполнения отстойника, минимальное потребление внешней энергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка обезвоживания, содержащая первичную накопительную емкость, подающие насосы, средства гравитационного обезвоживания в виде отстойника, средства мембранного обезвоживания, средства обеспечения циркуляции и регулирования потока загрязненной жидкости, средства подачи реагентов, отличающаяся тем, что отстойник выполнен в виде вертикальной емкости, снабженной сливными вентилями, расположенными вертикально в ряд на стенке отстойника и гидравлически связанными с первичной накопительной емкостью, и контрольным окном для визуального наблюдения процесса осветления, средства обеспечения циркуляции и регулирования потока очищаемой жидкости выполнены в виде подающего насоса, связанного с гидросмесителем, на выходе снабженным трубопроводом с отводом под 180°, расположенным внутри отстойника вертикально, нижний открытый конец которого расположен у днища отстойника, при этом трубопровод связан с атмосферой отверстием, расположенным на стенке отвода с меньшим радиусом (снизу), средства подачи реагентов выполнены в виде насосов-дозаторов, двухходовых распределительных клапанов, гидравлически связанных с емкостями флокулянта, коагулянта, с гидросмесителем и смесителем, входящим в состав средств мембранного обезвоживания, а последние выполнены в виде мешков из эластичного мембранного полотна, закрепленных по кругу за горловины с возможностью подвешивания и съема на вертикальном остове и имеющих гидравлическую связь со смесителем и дополнительно введенной вторичной накопительной емкостью.

2. Установка обезвоживания по п.1, отличающаяся тем, что объем гравитационного отстойника больше объема смесителя средств мембранной очистки в 4-8 раз, а объем смесителя больше суммарного объема мешков в 3-4 раза.

3. Установка обезвоживания по п.1, отличающаяся тем, что средства мембранного обезвоживания дополнительно снабжены напорными баками, подающим насосом и вторичной емкостью.

4. Установка обезвоживания по п.1, отличающаяся тем, что отстойник с гидросмесителем расположен с превышением над средствами мембранной очистки.