ОСВЕТЛИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2021 года по МПК B01D21/08 

Изобретение относится к устройствам для очистки как природных, так и сточных вод и может найти применение в водоподготовке питьевой воды и очистке сточных вод различного происхождения.

Известны осветлители со взвешенным слоем осадка и с тонкослойными модулями эффективность осветления воды которых недостаточно велика вследствие того, что камера укрупнения взвеси и камера отстаивания не разделены и влияют друг на друга, что снижает качество осветления и вынуждает прерывать технологический цикл при сбросе образующегося осадка.

Наиболее близким аналогом выбрана известная установка для осветления воды (RU 2151627), содержащая корпус, узлы подвода и отвода воды и осадка размещенные в корпусе тонкослойного отстойника и конический сборник осадка. Согласно данному изобретению, новым в установке является разделение перегородками емкости корпуса установки на камеры. Первая камера взвешенного слоя, ниже которой у днища установки установлена пластина, выполненная в виде усеченного конуса, верхнее основание которого направлено в сторону камеры взвешенного слоя, а в центре корпуса имеется отверстие, над которым расположен с зазором конический колпачок, выполняющий функцию дефлектора, при этом между днищем и усеченным конусом установлен патрубок для тангенциального ввода очищаемой воды. Над первой камерой взвешенного слоя, во второй камере расположен первичный тонкослойный отстойник, работающий по принципу центробежного отстаивания, выполненный в форме вертикальной спиральной ленты, установленной на перфорированной пластине, при этом на оси спиральной ленты установлена труба с продольным зазором, равным высоте спиральной ленты и сообщенная с камерой взвешенного слоя. Между поверхностями спиральной ленты, по осям центробежного тонкослойного отстойника установлены тонкослойные модули, полки которых установлены под регулируемым углом наклона относительно горизонтальной поверхности к перфорированной пластине прикреплен конический сборник осадка, сообщенный с отводящим патрубком.

Недостатком этой установки является то, что данная установка в своем технологическом наборе не содержит узел флотации. В результате работы, относительно быстро зарастают осадком отверстия в перфорированной пластине, а также сравнительно высокая скорость потока воды в спиральной ленте снижает эффект осаждения осадка на тонкослойных модулях. Конический сборник осадка прикрепленный к перфорированной пластине значительно уменьшает рабочую высоту камеры взвешенного слоя, что ухудшает процесс коагуляции загрязнений.

В основу работы осветлителей с узлом флотации, со взвешенным слоем осадка и тонкослойным многоступенчатым отстаиванием положено явление контактной коагуляции с активным образованием флотошлама во флотаторе и хлопьеобразования протекающего при воздействии гидроокиси металла алюминия или железа. В осветлителях с применением узлов флотации, камеры взвешенного слоя и узлов тонкослойного отстаивания осветление воды происходит на уровне не менее 80-90%.

Заявляемый осветлитель лишен таких недостатков, так как камеры флотации, камеры взвешенного слоя и камеры тонкослойного отстаивания конструктивно разделены, при сбросе осадка от камеры тонкослойных модулей, наработанный объем взвешенного слоя остается технологически постоянным, сброс осадка производится из камеры тонкослойного отстаивания, без прерывания технологического цикла по подаче исходной воды или стоков.

Технический результат - повышение эффективности осветления воды перед фильтрованием.

Технический результат достигается за счет осветлителя для очистки воды, состоящего из корпуса, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, основания отделяющего камеру взвешенного слоя от камеры тонкослойного отстаивания, тонкослойных горизонтальных или вертикальных модулей камер тонкослойного отстаивания, узла сбора и отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, системы электромагнитной обработки размещенной на трубопроводе подачи исходной воды, прямоугольных разделителей потоков воды и шахты для перехода воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, при этом корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и горизонтальными или вертикальными тонкослойными модулями, при этом они конструктивно разделены основанием в общем корпусе и снабжены системой электромагнитной обработки.

В другом варианте технический результат достигается за счет осветлителя для очистки воды, состоящего из корпуса камеры взвешенного слоя, корпуса камеры флотации, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, узла подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, корпуса камер тонкослойного отстаивания с прямоугольными разделителями потока и вертикальными модулями тонкослойного отстаивания, узла отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, корпуса емкости буферной осветленной воды, системы электромагнитной обработки размещенной на трубопроводе подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, при этом корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и вертикальными тонкослойными модулями, при этом они конструктивно разнесены в отдельные корпуса и снабжены системой электромагнитной обработки.

Осветлитель для очистки воды выполнен в виде сварной конструкции, и состоящий из корпуса, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, узла сбора и отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания и шахты для перехода воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания. В конструкцию введены узел камеры флотации, тонкослойные горизонтальные или вертикальные модули камер тонкослойного отстаивания, система электромагнитной обработки размещенная на трубопроводе подачи исходной воды, причем корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и горизонтальными или вертикальными тонкослойными модулями, при этом для устранения влияния работы камер друг на друга, они конструктивно разделены основанием в общем корпусе.

Также следует добавить, что осветлитель для очистки воды может быть выполнен в виде сварной конструкции и состоящий из корпуса камеры взвешенного слоя, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, узла подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, корпуса камер тонкослойного отстаивания, узла отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, корпуса емкости буферной осветленной воды. В конструкцию введены корпус камеры флотации и система электромагнитной обработки размещенная на трубопроводе подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, причем корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и вертикальными тонкослойными модулями.

Осветлители для очистки воды выполнены в виде сварной конструкции и содержат камеры взвешенного слоя и камеры тонкослойного отстаивания разделенные либо основанием в общем корпусе (фиг.1, 2), либо разнесенные в отдельные корпуса и связанные трубопроводами (фиг.3).

Осветлитель для очистки воды фиг.1 содержит корпус 1, узел камеры флотации 2, трубопровод подачи исходной воды, днище 4 с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя 5, основание 6 отделяющее камеру взвешенного слоя от камеры тонкослойного отстаивания, тонкослойные горизонтальные модули 7 камеры тонкослойного отстаивания, узел сбора и отвода осветленной воды 8, узел сброса осадка 9 из камеры тонкослойного отстаивания, систему электромагнитной обработки 10 размещенную на трубопроводе подачи исходной воды, прямоугольные разделители потоков воды 11 и шахту 12 для перехода воды из камеры взвешенного слоя в камеру тонкослойного отстаивания.

Вода поступает в узел камеры флотации 2 где происходит отделение легких соединений, которые флотируясь всплывают на поверхность образуя слой флотошлама и уменьшают по осадку нагрузку в камере взвешенного слоя, куда затем направляется вода по трубопроводу 3 через узел распределения 5. В камеру взвешенного слоя поступают более тяжелые фракции соединений и благодаря конструктивно подобранной гидродинамике образуют взвешенный слой из хлопьев гидроокиси металла и примесей, в котором происходит более эффективная сорбция загрязнений. Скоагулировавшаяся взвесь в виде крупных хлопьев поступает через шахту 12 на тонкослойные модули 7 в камеру тонкослойного отстаивания. Осаждение хлопьев в тонком слое жидкости происходит на 80% быстрее обычного гравитационного отстаивания. Ламинарное движение осветляемой жидкости между наклонными, близко (8-10 мм) расположенными пластинами-ламелями тонкослойных модулей 7, также увеличивает скорость осаждения хлопьев. Кроме этого на выходе из шахты 12 вода движется через горизонтальные тонкослойные модули 7 вниз, а затем, огибая разделитель потоков 11 вода движется через тонкослойные модули 7 вверх. На выходе камеры тонкослойного отстаивания осветленная вода поступающая в узел сбора и отвода осветленной воды 8 и периодически сбрасываемый осадок поступающий в узел сброса осадка 9. Система электромагнитной обработки 10 размещенная на трубопроводе подачи исходной воды служит для дополнительной обработки потока воды переменным электромагнитным полем с частотой 35-120 кГц, что также дает эффект укрупнения хлопьев и усиливает обеззараживающий эффект при предварительной электрокоагуляционной обработке воды.

Осветлитель для очистки воды фиг.2 содержит корпус 1, трубопровод подачи исходной воды 2, днище с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя 4, основание 5 отделяющее камеры тонкослойного отстаивания от камеры взвешенного слоя, прямоугольные разделители потока 10, тонкослойные вертикальные элементы 6 камер тонкослойного отстаивания, узел сбора и отвода осветленной воды 7, узел сброса осадка 8 из камер тонкослойного отстаивания и систему электромагнитной обработки 9 размещенную на трубопроводе подачи исходной воды.

Ламинарное движение осветляемой жидкости между наклонными, близко расположенными, пластинами-ламелями тонкослойных элементов 6, также увеличивает скорость осаждения хлопьев. На выходе камер тонкослойного отстаивания осветленная вода поступающая в узел сбора и отвода осветленной воды 7 и периодически сбрасываемый осадок поступающий в узел сброса осадка 8. Система электромагнитной обработки 9 размещенная на трубопроводе подачи исходной воды 2 служит для дополнительной обработки потока воды переменным электромагнитным полем с частотой 35-180 кГц, что также дает эффект укрупнения хлопьев и усиливает обеззараживающий эффект при предварительной электрокоагуляционной обработке воды.

Осветлитель для очистки воды фиг.3 содержит корпус камеры взвешенного слоя 1, корпус камеры флотации 2, трубопровод подачи исходной воды 3, днище 4 с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя 5, корпус камер тонкослойного отстаивания 6, прямоугольные разделители потока 13, тонкослойные вертикальные элементы 7 камер тонкослойного отстаивания, узел отвода осветленной воды 8, узел сброса осадка 9 из камер тонкослойного отстаивания, корпус емкости буферной осветленной воды 10, узел подачи воды 11 из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания и систему электромагнитной обработки 12 размещенную на трубопроводе 11.

Вода поступает в корпус камеры флотации 2 где происходит отделение легких соединений, которые флотируясь всплывают на поверхность образуя слой флотошлама и уменьшают по осаду нагрузку в камере взвешенного слоя, куда затем направляется вода по трубопроводу 3 через узел распределения 5. В камеру взвешенного слоя поступают более тяжелые фракции соединений и благодаря конструктивно подобранной гидродинамике образуют взвешенный слой из хлопьев гидроокиси металла и примесей, в котором происходит более эффективная сорбция загрязнений. Скоагулировавшаяся взвесь в виде крупных хлопьев по узлу подачи воды 11 поступает через разделители потока 13 на вертикальные тонкослойные элементы 7 расположенные в камерах тонкослойного отстаивания. Поток очищаемой воды движется горизонтально и при выходе из прямоугольных разделителей потока 13 делится на два потока и далее движется через три лабиринта с тонкослойными модулями 7. Три лабиринта ограничены вертикальными прямоугольными разделителями потока 13 и стенками верхней части корпуса 6. В следствие такого решения осаждение хлопьев в тонкослойных элементах происходит на 80% быстрее обычного гравитационного отстаивания и на 35% быстрее чем в прототипе. Ламинарное движение осветляемой жидкости между наклонными, близко расположенными, пластинами-ламелями тонкослойных элементов 7, также увеличивает скорость осаждения хлопьев. На выходе камер тонкослойного отстаивания - осветленная вода поступающая в узел сбора и отвода осветленной воды 8 и периодически сбрасываемый осадок поступающий в узел сброса осадка 9. Осветленная вода накапливается в буферной емкости 10. Система электромагнитной обработки 12 размещенная на трубопроводе подачи воды 11 служит для дополнительной обработки потока воды переменным электромагнитным полем с частотой 35-180 кГц, что также дает эффект укрупнения хлопьев и усиливает обеззараживающий эффект при предварительной электрокоагуляционной обработке воды.

Изобретение относится к устройствам для очистки как природных, так и сточных вод и может найти применение в водоподготовке питьевой воды и очистке сточных вод различного происхождения. Осветлители для очистки воды состоят из корпуса, узла камеры флотации или без нее, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, основания, отделяющего камеру взвешенного слоя от камеры тонкослойного отстаивания или отдельных корпусов камеры взвешенного слоя и камер тонкослойного отстаивания, прямоугольных разделителей потока и тонкослойных горизонтальных или вертикальных модулей камер тонкослойного отстаивания, узла сбора и отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, системы электромагнитной обработки, размещенной на трубопроводе подачи исходной воды или подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, при этом для устранения влияния работы камер друг на друга, они конструктивно разделены либо основанием в общем корпусе, либо разнесены в отдельные корпуса и для усиления эффектов укрупнения хлопьев и обеззараживания снабжены системой электромагнитной обработки. Группа изобретений обеспечивает повышение эффективности осветления воды перед фильтрованием. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Осветлитель для очистки воды, характеризующийся тем, что состоит из корпуса, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, основания отделяющего камеру взвешенного слоя от камеры тонкослойного отстаивания, тонкослойных горизонтальных или вертикальных модулей камер тонкослойного отстаивания, узла сбора и отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, системы электромагнитной обработки, размещенной на трубопроводе подачи исходной воды, прямоугольных разделителей потоков воды и шахты для перехода воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, при этом корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и горизонтальными или вертикальными тонкослойными модулями, при этом они конструктивно разделены основанием в общем корпусе и снабжены системой электромагнитной обработки.

2. Осветлитель для очистки воды, характеризующийся тем, что состоит из корпуса камеры взвешенного слоя, корпуса камеры флотации, трубопровода подачи исходной воды, днища с узлом распределения воды в камеру взвешенного слоя, узла подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, корпуса камер тонкослойного отстаивания с прямоугольными разделителями потока и вертикальными модулями тонкослойного отстаивания, узла отвода осветленной воды, узла сброса осадка из камер тонкослойного отстаивания, корпуса емкости буферной осветленной воды, системы электромагнитной обработки, размещенной на трубопроводе подачи воды из камеры взвешенного слоя в камеры тонкослойного отстаивания, при этом корпуса камер тонкослойного отстаивания выполнены с прямоугольными разделителями потока и вертикальными тонкослойными модулями, при этом они конструктивно разнесены в отдельные корпуса и снабжены системой электромагнитной обработки.