Установка для очистки природных и сточных вод Советский патент 1985 года по МПК B04C9/00 

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от жидких и твердых включений, в частности нефти, масла, примесей, минеральных взвесей и механических примесей. Установка может применяться для очистки сточных вод различных производств, а также природных вод. Известен гидроциклон для очистки сточных вод, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, песковой и сливной патрубки, фильтропатрон и струенаправляющие лопатки со щетками 1. Однако известный гидроциклон невозможно применять для очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов. Известно также устройство для очистки воды, содержащее узел предварительной очистки, насос для вывода воды, емкости для отбора и отвода загрязнений, гидроциклон со сливной камерой и крыщкой, снабженный баком для реагента, соединенным трубой с центром гидроциклона и имеющим регулирующее расход приспособление в виде диафрагмы 2. Недостатком устройства является малый диапазон применяемости, так как только в режиме без противодавления на сливе в центре образуется воздущная воронка, а на других режимах не обеспечивается стабильное всасывание реагента из бака в гидроциклон. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее цилиндрический гидроциклон с крыщкой, тангенциальный входной патрубок, осевые сливной и песковой патрубки, сливную камеру с фильтрующим элементом и центральную трубу, установленную внутри сливного патрубка с обтекателем перед фильтрующим элементом 3. Недостатки устройства - небольщой диапазон применения и очистка верхнего слива на фильтре только от грубодисперсных частиц. Цель изобретения - расщирение диапазона применения и увеличения эффективности очистки за счет использования намывного фильтрования. Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки природных и сточных вод, содержащей цилиндроконический гидроциклон с крыщкой, тангенциальный входной патрубок, осевые сливной и песковой патрубки, сливную камеру с фильтрующим элементом и центральную трубу, установленную внутри сливного патрубка, гидроциклон снабжен баком для приготовления намывного фильтрующего материала, установленным на крыщке и снабженным регулировочным устройством расхода намывного материала, а центральная труба снабжена крыльчатками на верхнем и нижнем концах и установлена на крышке с возможностью вращения, при этом открытый верхний конец ее расположен в баке под регулировочным устройством, а нижний - в центре конической части гидроциклона. На чертеже представлена установка, общий вид. Установка состоит из узла предварительной очистки в виде водоприемной емкости 1, в верхней части которой находится специальное приспособление 2 для удавливания плавающих нефтепродуктов, сточной трубы 3,верхней резервуарной части 4 для сбора очищаемой исходной воды при промывке фильтра, всасывающей, линии 5 с задвижкой 6, присоединенной к дну конической части водоприемной емкости 1., Узел вспомогательного оборудования и емкостей, включающий центробежный насос 7, подающий трубопровод 8, бак 9 для сбора очищенной воды и забора ее при промывке намывного фильтра, трубопровод 10 с задвижкой для отвода очищенной воды. Гидроциклон окончательной очистки соединен с узлом вспомогательного оборудования входным трубопроводом 11 с регулирующим вентилем 12 и манометром 13. Гидроциклон содержит цилиндрическую часть 14, коническую часть 15, щламовую насадку 16, щламовую камеру 17, задвижку 18 с трубопроводом 19 для отвода щламовой воды на иловые площадки, трубопровод 20 для подачи чистой воды в цилиндроконическую воронку 21 с вентилем для порощка перлита, бак 22 для приготовления суспензии перлита с регулирующим расход устройством 23 с нижней глухой конической частью, центральный вал в виде трубы 24с верхней открытой частью воронкообразной формы для эжектирования суспензии перлита в центр гидроциклона. Труба снабжена верхней крыльчаткой 25для смешения в суспензии перлита в баке 22,которая установлена в подщипнике 26, закрепленном в крыщке сливной камеры 27, и приводится во вращение с помощью нижней крыльчатки 28. Сливная камера 27 соединяется с центральной частью гидроциклона сливным патрубком 29 и содержит установленный в ней концентрично патрон (фильтр) 30,трубу 31 выхода очищенной воды с манометром 32, задвижкой 33 и трубопроводом 34 для отвода очищенной воды в сборный бак 9, патрубок 35 с манометром 36 для замера давления внутри намывного фильтра, всасывающую линию 37 и трубопровод 38 для подачи чистой воды при обратной промывке намывного фильтра. Для отвода промывной воды с перлитом из щламовой камеры 17 служит трубопровод 39 с задвижкой 40. Установка для очистки природных и сточных вод работает следующим образом.

Исходная вода после предварительной очистки от плавающих примесей в емкости 1 забирается центробежным насосом 7 и под напором по трубопроводу 8 подается в гидроциклон через входной трубопровод И, установленный тангенциально к внутренней стенке верхней цилиндрической части гидроциклона 14 и приобретает при этом спирально вращательное движение. Расход и давление очищаемой воды на входе в гидроциклон соответственно регулируется задвижкой 12 и замеряется манометром 13.

Приобретая спирально-вращательное движение, жидкость разделяется на два потока: внешний-нисходящий и внутреннийвосходящий.

Во внешнем (восходящем) потоке жидкость по пространственной спирали движется вниз, увлекая за собой грубодисперсные взвешенные частицы, которые под действием центробежной силы перемещаются к стенке конической части 15 аппарата и затем через щламовую насадку 16 собираются в шламовую камеру 17, и через задвижки 18 самотеком по трубопроводу 19 поступает на иловые площадки. Расход шламовой воды может регулироваться с помощью задвижки 18.

Основная часть жидкости в виде внутреннего (восходящего) потока, приток которой ограничивается с внутренней стороны воздушной воронкой, где давление ниже атмосферного, увлекая за собой легкие примеси,движется вверх по спирали.

Суспензия перлита из воронки 21 подается в бак 22, где перемешивается крыльчаткой 25 и поступает через трубу 24 в центральную часть гидроциклона за счет создания в ней воздушной воронки.

Дозировка суспензии перлита осуществляется регулировкой зазора, создаваемого между внещней стенкой верхнего глухого конуса регулировочного устройства и внутренней стенкой открытой воронки трубы 2, и установлением заданной величины расхода, которая контролируется в зависимости от уровня суспензии в баке 22.

Внутренний (восходящий) поток, к которому эжектированием подается суспензия порошка перлита через сливной патрубок 29,поступает во внутрь патрона 30, при этом на внутренней поверхности патрона 30 образуется тонкая пленка из суспензии порошка перлита, имеющая большую фильтрационно-сорбционную способность, на которой задерживаются коллоидный и эмульгированные частицы загрязнения. Фильтруясь через пленки образующихся поверхностей перлита, сточная жидкость через поры керамической трубы переходит в сливную камеру 27 и далее по патрубку 31 удаляется из гидроциклона. При этом давление воды на выходной (осветленной) линии замеряется манометром 32, а ее расход регулируется задвижкой 33. Доочищенная намывным фильтрованием вода по трубопроводу 34 собирается В сборный бак 9 чистой воды и по трубопроводу 10 возвращается в оборотную систему водоснабжения. Давление воды внутри намывного фильтра замеряется с помощью патрубка 35 и манометра 36. Вследствие задержания загрязнения и возрастания толщины пленки на поверхности патрона постепенно увеличивается сопротивление в намывном фильтре, приводящее работу гидроциклона к режиму с противодавлением на выходе осветленной воды, которая отрицательно влияет на образование воздущной воронки внутри аппарата, без чего исключается возможность эжектирования суспензии перлита из бака 22. Исключение отрицательного влияния противодавления, создаваемого в намывном фильтре, которое мешает гидравлическому образованию воздущной воронки, необходимой для эжектирования суспензии перлита, обеспечивается вращением пропеллера 28 во внутреннем (восходящем) потоке, который помогает механическому образованию воздушной воронки с компенсацией значения противодавления примерно до 20 кг/см . Этим же обеспечивается возможность эжектирования суспензии порощка перлита из бака 22 при работе гидроциклона с противодавлением. При этом подача суспензии перлита может осуществляться постоянно или же периодически с необходимыми расчетными дозами в зависимости от концентрации загрязнений и режима работы намывного фильтра.

После забивки фильтра производится его регенерация следующим образом.

Закрываются задвижки на всасывающей линии 5, на подающей линии 12 rf на щламовой камере 17. Открывается задвижка на всасывающей линии 37; из бака 9 вода забирается насосом 7 и по трубопроводам 8 и 38 через патрубок 31 подается в сливную камеру 27. Вода из сливной камеры обратнь1м током промывает поры фильтра и снимает пленку перлита с загрязнениями с внутренней его поверхности, затем через сливной патрубок 29 поступает в гидроциклон. Далее промывочная вода через шламовую насадку 16 собирается в шламовую камеру 17 и с помощью задвижки 40 по трубопроводу 39 самотеком поступает в специальнхю емкость для улавливания перлита с целью дальнейшего его восстановления и повторного использования.

Для регенерации (промывки) на.мывного фильтра требуется всего 2-4 мин времени.

Длительность процесса очистки в предлагаемой установке зависит от исходного содержания коллоидных и эмульгированных

5 1161189

частиц примесей в очищаемой воде и мо-Кроме того, создается возможность жет продлиться до 10 ч и более.эжектирования суспензии порошка перлита Таким образом, в предлагаемой уста-внутрь воздушного столба гидроциклона на иовке достигается возможность проведе-любых режимах его работы с противодавления последовательно процессов центробеж-s нием намывного фильтра, что расширяет ного отделения механических примесей и тон-диапазон применения установки и улучшает кой доочистки на намывном фильтре, чтокачество очистки, повышает эффективность очистки воды.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД, содер жащая цилиндроконический гидроцикло с крышкой, тангенциальный входной патру бок, осевые сливной и песковой патрубки, сливную камеру с фильтрующим элементом и центральную трубу, установленную внутри сливного патрубка, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона применения и увеличения эффективности очистки за счет .использования . намывного фильтрования, гидроциклон снабжен баком для приготовления намывного фильтрующего материала,установленным на крышке и снабженным регулировочным устройством расхода намывного материала, a центральная труба снабжена крыльчатками на верхнем и нижнем концах и установлена на крышке с возможностью вращения, при этом открытый верхний конец ее расположен в баке под регулировочным устройством, a нижний - в центре конической части гидроциклона.