КОАГУЛЯТОР-ОТСТОЙНИК Советский патент 1994 года по МПК C02F1/52 B01D21/00 

Изобретение относится к очистке воды с применением коагулятов и может быть использовано в системах хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также на станциях очистки сточных вод.

Целью изобретения является увеличение удельной производительности и снижения энергозатрат коагулятора-отстойника.

На фиг. 1 показан коагулятор-отстойник, в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг. 5 - коагулятор-отстойник в блочном варианте расположения очистных секций, в плане.

Коагулятор-отстойник представляет собой резервуар 1, состоящий из камеры перемешивания 2 и примыкающей к ней очистной секции 3.

Камера перемешивания 2 оснащена трубопроводом 4 для подачи исходной воды. Внутри камеры перемешивания 2 к трубопроводу 4 прикреплен цилиндр 5, выполненный с отверстиями 6 в верхней части, в котором расположен распределитель раствора 7, снабженный реагентопроводом 8, на верхнем конце которого установлен приемный сосуд 9. Цилиндр 5 с выходной стороны снабжен турбулизатором 10, состоящим из экранирующей съемной крышки 11 и равномерно рассредоточенными по ее периметру створками 12, перекрывающими отверстия 6, расположенные также равномерно на боковой поверхности цилиндра 5 в его верхней части. Створки 12 установлены по отношению к цилиндру 5 с зазором, достаточным для их центровки. Количество створок 12 равно числу отверстий 6. Крышка 11 центрируется закреплением к реагентопроводу 8 и вместе со створками 12 может поворачиваться вокруг цилиндра 5.

Внутри камеры перемешивания 2 находится турбулизатор 13, выполненный в виде жалюзийной решетки 14, состоящий из неподвижного каркаса 15 с равномерно расположенными проемами 16 и подвижных створок 17, шарнирно укрепленных на траверсах 18, соединенных с одной стороны шарнирами 19 с каркасом 15, а с другой - с тягой 20.

Очистная секция 3 содержит осадкоуплотнитель 21, в придонной части которого уложен трубопровод 22 для сброса осадка, распределитель 23 коагулированной воды, выполненный в виде перфорированного трубопровода, зону хлопьеобразования 24, блок 25 тонкослойного разделения и трубопровод 26 для отвода осветленной воды из коагулятора-отстойника. Распределитель 23 коагулированной воды расположен между зоной хлопьеобразования 24 и осадкоуплотнителем 21, с входной стороны примыкает к камере перемешивания 2, а с противоположной заглушен.

При варианте выполнения коагулятора-отстойника большой производительности он представляет собой блок-резервуар 1, состоящий из камеры перемешивания 2 и примыкающего к ней комплекса параллельных очистных секций 3 (см. фиг. 5). В этом варианте камера перемешивания 2 снабжена вертикальной перегородкой 27, образующей канал 28 для раздачи воды между очистными секциями 3, а входные концы распределителей 23 коагулированной воды оснащены затворами 29, установлены два турбулизатора 13.

Коагулятор-отстойник работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 4 поступает в цилиндр 5, в который по реагентопроводу 8 подается раствор коагулянта. На выходе из цилиндра 5 коагулированная вода проходит через отверстия 6, благодаря чему осуществляется первый импульс перемешивания. Интенсивность перемешивания в цилиндре 5 регулируется поворотом крышки 11 со створками 12, сужающими или расширяющими живое сечение отверстий 6. Таким образом, первый импульс перемешивания осуществляется за счет энергии, расходуемой в цилиндре 5, работающем в напорном режиме, и, следовательно, из технологической высоты камеры перемешивания 2 исключается величина, соответствующая перепаду давлений в отверстиях 6, т.е. увеличивается компактность конструкции.

Пройдя турбулизатор 13, коагулированная вода получает следующий импульс перемешивания. Интенсивность перемешивания в турбулизаторе 13 регулируется перемещением тяги 20, в результате которого сужается или расширяется живое сечение проемов 16.

Благодаря равномерному расположению отверстий 6 и проемов 16 относительно живого сечения потока обрабатываемой воды турбулизаторы 10 и 13 обеспечивают однородный характер перемешивания по всему его объему и одинаковые условия для столкновения и укрупнения частиц, находящихся в воде загрязнений, т. е. более совершенный режим коагулирования. Кроме того, благодаря возможности сужения или расширения сечений в отверстиях 6 и проемах 16 величины импульсов перемешивания в турбулизаторах 10 и 13 могут поддерживаться постоянными (на требуемом уровне) при изменении расхода обрабатываемой воды.

Из камеры перемешивания 2 поток поступает в очистные секции 3 через распределитель 23 коагулированной воды, с помощью которого она равномерно распределяется в зоне хлопьеобразования 24. Благодаря тому, что распределитель 23 коагулированной воды выполнен в виде перфорированного трубчатого турбулизатора, вода вытекает из его отверстий отдельными струями, кинетическая энергия которых обеспечивает последний импульс перемешивания в зоне хлопьеобразования 24. Распределитель коагулированной воды является нерегулируемым турбулизатором и рассчитывается из условий обеспечения заданных значений степени равномерности распределения и интенсивности перемешивания.

Благодаря тому, что турбулизаторы 10 и 13 позволяют регулировать интенсивность перемешивания во всем практическом диапазоне ее значений, оцениваемых градиентом скорости, а распределитель 23 рассчитывается по заданным показателям и при этом все они работают за счет энергии самого потока, то, во-первых, при любом изменении внешних условий обработки воды могут быть установлены значения градиентов скорости, при которых обеспечивается наиболее совершенный режим коагулирования и целость микрохлопьев, образующихся по тракту обработки воды до момента поступления их в зону хлопьеобразования 24, во-вторых, расход энергии, затрачиваемой на коагулирование воды, является минимальным.

Поступившая в зону хлопьеобразования 24 коагулированная вода проходит ее снизу вверх, здесь продолжается соединение микрохлопьев загрязнений в более крупные агрегаты за счет медленного перемешивания, возбуждаемого струями, выходящими из распределителя 23 коагулированной воды, и сопутствующее ему осветление воды между хлопьями. Пройдя зону хлопьеобразования 24, вода с хлопьями взвеси направляется в блок 25 тонкослойного разделения, где происходит их разделение, а пройдя этот блок, вода собирается трубопроводом 26 и выводится из коагулятора-отстойника. Хлопья, задержанные в блоке 25 тонкослойного осаждения, скапливаются в виде конгломератов, сползающих вниз в зону хлопьеобразования 24, пройдя которую (вследствие большой гидравлической крупности), поступают в осадкоуплотнитель 21 для накопления. Уплотненный осадок выводится из коагулятора-отстойника по трубопроводу 22.

1. КОАГУЛЯТОР-ОТСТОЙНИК, содержащий камеру перемешивания, примыкающую к ней очистную секцию, состоящую из расположенных последовательно по высоте осадкоуплотнителя зоны хлопьеобразования и блока тонкослойного разделения, трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной производительности и снижения энергозатрат коагулятора-отстойника, он снабжен установленными в камере перемешивания цилиндром с отверстиями в верхней части и жалюзийной решеткой, при этом один конец цилиндра снабжен установленной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси крышкой с закрепленными на ней створками, а другой соединен с трубопроводом подачи исходной воды. 2. Коагулятор-отстойник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расположенным между осадкоуплотнителем и зоной хлопьеобразования распределителем коагулированной воды в виде перфорированного трубопровода.