Отстойник Советский патент 1987 года по МПК B01D21/08 C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/00 C02F103/16 

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод от взешенных веществ и может быть применено в черной металлургии, машиностроении, горно-рудной промышленности и др.

Цель изобретения - повышение эффективности работы отстойника путем интенсификации процесса осаждения взвешенных вешеств при одновременномгснижении расхода реагентов.

На фиг. 1 изображен отстойник, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кольцевой козырек с расположенными под ним отверстиями; на фиг. -4 - узел примыкания верхней части камеры флокуляции к нижней; на фиг. 5 - герметичный свод верхней части камеры флокуляции с пластинами и приваренными к ним металлическими стержнями, разрез.

Отстойник состоит из железобетонного цилиндрического корпуса 1 с дниш.ем, вынол10

15

перелива осветляемой воды из зоны отстаивания в лоток.

Между верхней 14 и нижней 15 частями приемной камеры установлен цилиндр 27, а к нижнему концу части 15 прикреплен цилиндр 28. Верхняя часть 17 камеры снабжена герметичным сводом 29, выступаюшим над поверхностью воды.

Отстойник работает следующим образом.

Исходная вода по подающему трубопроводу 8 поступает в верхнюю часть 14 приемной камеры тангенциально через патрубки с соплами, внутрь которых, перед соплами, по трубопроводу 9 подается раствор реагента, где происходит его перемешивание с исходной водой. Далее исходная вода в смеси с реагентом проходит через кольцевое отверстие, ограниченное стенкой нижней части 16 камеры флокуляции и козырьком 11 с расположенными под ним щелевыми отверстиями 12 (фиг. 3). При прохождении воды

ненным в виде усеченного конуса, приямка 2 20 кольцевое отверстие возрастает ее ско

для сбора и удаления осадка, вращающихся скребковых ферм 3 со скребками 4 для сгребания осадка в приямок, электропривода 5, технологического моста 6, центральной опоры в виде железобетонной колонны 7,

рость, вследствие чего под ним образуется зона вакуума и происходит подсос части раствора реагента, вводимого в раструб центральной трубы электропривода 10. На нижней части 15 приемной камеры вода, сметрубопровода 8 для подачи исходной воды, 25 шанная с реагентом, пр оходит через окно 19

трубопроводов 9 для подачи и распределе-

ния флокулянта, центральной трубы 10 электропривода с раструбом, жестко связанной со скребковыми фермами 3, кольцевого козырька 11 с расположенными под ним щелеи поступает в первый сектор камеры 13 флокуляции. Из первого сектора камеры 13 флокуляции по ходу обработки вода последовательно проходит через струенаправляю- щие перегородки 18 и секторы в направвыми отверстиями 12 для ввода флокулянта 30 лении противоп оложном ращению скребко- (фиг. 3), камеры 13 флокуляции, внутри которой расположена приемная, состоящая из двух частей - верхней 14 и нижней 15. Камера флокуляции состоит также из двух частей - нижней 16, жестко связанной со

вых ферм 3 (фиг. 2). При проходе воды через струенаправляющие перегородки 18 за счет уменьщения живого сечения на выходе потоков поддерживаются оптимальные скорости от 0,2 до 0,3 м/с, а в секторах

скребковыми фермами 3, и верхней 17. В 35 поддерживается турбулентность, необходи- месте примыкания частей 16 и 17 камерымая для столкновения частиц твердой фазы

на границах движущихся с различной скофлокуляции взаимно перекрываются с минимальным зазором для отделения зоны флокуляции от зоны отстаивания.

Струенаправляющие металлические пере- Q городки 18 в виде суживающихся пластин расположены перпендикулярно и под углом к радиальной оси отстойника и разделяют камеру флокуляции (в плане) на четыре сектора (фиг. 2), причем струенаростью макро- и микропотоков, возникающих в перемешиваемом объеме воды, это способствует градиентной и турбулентной коагуляции скребками 4 и поступает в приямок 2 для сборка и удаления осадка через зазор, образованый между стенкой приямка 2 и нижней частью 16 камеры флокуляции. Из последнего по ходу движения жидправляющие перегородки 18, расположенные 45 в камере флокуляции (четвертого)

сектора часть воды тангенциально выходит из камеры 13 флокуляции в рабочую зону отстойника через улиткообразный выпуск 23, а оставшаяся часть через струенаправляю- ш,ую перегородку 18 поступает в первый 50 сектор, обеспечивая тем самым непрерывную рециркуляцию сформировавшихся флокул. Равномерное распределение воды в рабочей зоне отстойника обеспечивается непрерывным вращением корпуса камеры флокуляции. В рабочей зоне отстойника воды, двигаясь

под углом к радиальной оси отстойника, одновременно выполняют роль скребков.

В нижней части 15 приемной камеры выполнено окно 19 для поступления в камеру флокуляции очищаемой воды из нижней части 15 приемной камеры.

Кроме того, в отстойнике имеются каналы технологических трубопроводов 20, перепускные трубы 21 для выпуска осадка, лоток 22 осветленной воды, улиткообразный выпуск 23 воды из камеры 13 флокуляции

сектора часть воды тангенциально выходит из камеры 13 флокуляции в рабочую зону отстойника через улиткообразный выпуск 23, а оставшаяся часть через струенаправляю- ш,ую перегородку 18 поступает в первый 50 сектор, обеспечивая тем самым непрерывную рециркуляцию сформировавшихся флокул. Равномерное распределение воды в рабочей зоне отстойника обеспечивается непрерывным вращением корпуса камеры флокуляции. В рабочей зоне отстойника воды, двигаясь

в рабочую зону отстойника, пластинь 24, 55 от центра к периферии, осветляется и посту- являющиеся ребрами жесткости верхней час-пает в лоток 22 осветленной воды через

перепускные патрубки 26, расположенные в его стенке. Изменяя скорость вращения

ти 17 камеры флокуляции с приваренными к ним металлическими стержнями 25 (фиг. 5), перепускные патрубки 26 для свободного

скребковых ферм 3 посредством редуктора

0

перелива осветляемой воды из зоны отстаивания в лоток.

Между верхней 14 и нижней 15 частями приемной камеры установлен цилиндр 27, а к нижнему концу части 15 прикреплен цилиндр 28. Верхняя часть 17 камеры снабжена герметичным сводом 29, выступаюшим над поверхностью воды.

Отстойник работает следующим образом.

Исходная вода по подающему трубопроводу 8 поступает в верхнюю часть 14 приемной камеры тангенциально через патрубки с соплами, внутрь которых, перед соплами, по трубопроводу 9 подается раствор реагента, где происходит его перемешивание с исходной водой. Далее исходная вода в смеси с реагентом проходит через кольцевое отверстие, ограниченное стенкой нижней части 16 камеры флокуляции и козырьком 11 с расположенными под ним щелевыми отверстиями 12 (фиг. 3). При прохождении воды

кольцевое отверстие возрастает ее ско

рость, вследствие чего под ним образуется зона вакуума и происходит подсос части раствора реагента, вводимого в раструб центральной трубы электропривода 10. На нижней части 15 приемной камеры вода, смешанная с реагентом, пр оходит через окно 19

шанная с реагентом, пр оходит через окно 19

и поступает в первый сектор камеры 13 флокуляции. Из первого сектора камеры 13 флокуляции по ходу обработки вода последовательно проходит через струенаправляю- щие перегородки 18 и секторы в направлении противоп оложном ращению скребко-

лении противоп оложном ращению скребко-

вых ферм 3 (фиг. 2). При проходе воды через струенаправляющие перегородки 18 за счет уменьщения живого сечения на выходе потоков поддерживаются оптимальные скорости от 0,2 до 0,3 м/с, а в секторах

поддерживается турбулентность, необходи- мая для столкновения частиц твердой фазы

ростью макро- и микропотоков, возникающих в перемешиваемом объеме воды, это способствует градиентной и турбулентной коагуляции скребками 4 и поступает в приямок 2 для сборка и удаления осадка через зазор, образованый между стенкой приямка 2 и нижней частью 16 камеры флокуляции. Из последнего по ходу движения жид «сти в камере флокуляции (четвертого)

сектора часть воды тангенциально выходит из камеры 13 флокуляции в рабочую зону отстойника через улиткообразный выпуск 23, а оставшаяся часть через струенаправляю- ш,ую перегородку 18 поступает в первый сектор, обеспечивая тем самым непрерывную рециркуляцию сформировавшихся флокул. Равномерное распределение воды в рабочей зоне отстойника обеспечивается непрерывным вращением корпуса камеры флокуляции. В рабочей зоне отстойника воды, двигаясь

перепускные патрубки 26, расположенные в его стенке. Изменяя скорость вращения

скребковых ферм 3 посредством редуктора

электропривода 5, можно корректировать скорость прохождения воды в камере флоку- ляции через струенаправляющие перегородки 18 в зависимости от хода процесса флокуляции или при изменении расхода воды.

При относительно медленном перешива- нии (при наличии вспенивающихся веществ в воде) в верхней части 17 камеры 13 флокуляции на границе раздела фаз воздух- вода концентрируется пенный продукт. За счет избыточного давления воздуха в верхней герметично закрытой части 17 корпуса камеры флокуляции и постоянного ее вращения вместе со стержнями 25 (фиг. 5) происходит уплотнение и разрушение пенного продукта с дальнейшим осаждением его и выносом через улиткообразный выпуск 23 в рабочую зону отстойника. Осадок, выпавший в рабочей зоне отстойника и частично в камере 13 флокуляции, сгребается от периферии к центру отстойника скребками 4 и поступает в приямок 2 для сбора и удаления осадка через зазор, образованный между стенкой приямка 2 и нижней частью 16 камеры флокуляции. Нижняя кромка нижней части 16 камеры флокуляции погружена в слой осадка и образуют минимальный зазор с донной частью корпуса 1 отстойника и приямка 2. Очищаемая вода, поступающая в камеру флокуляции через окно 19, находящееся в постоянном круговом движении вместе с обеими частями 16 и 17 камеры флокуляции, частично вымывает осадок из кольцевого зазора между стенкой приямка 2 и нижней частью 16 камеры флокуляции, что способствует его рециркуляции в камере 13 флоркуляции и одновременно предотвращает возможное засорение кольцевого зазора.

По мере накопления осадка в приямке 2 он удаляется через перепускные трубы 21 и каналы технологических трубопроводов 20. При первоначальном заполнении отстойника исходной водой под сводом верхней части 17 камер« флокуляции образуется слой воздуха с избыточным давлением, который поддерживает ее в плавающем состоянии. Избыточное давление воздуха создается его сжатием за счет веса верхней части 17 камеры флокуляции. Сопряжение верхней 17 и нижней 16 частей камерф флокуляции в месте их пересечения (фиг. 4) выполнено таким образом, что верхняя часть 17 камеры флокуляции может свободно перемещаться вертикально вдоль нижней части 16 камеры флокуляции, а горизонтальное перемещение соответствующих частей корпуса камеры флокуляции ограничено скребковыми фермами 3.

Таким образом, предлагаемая конструкция отстойника в сравнении с известными конструкциями позволяет .дробить объем очищаемой воды в камере флокуляции на потоки за счет ее последовательного прохождения через струенаправляющие перегородки, тем самым увеличивая число столкновений частиц твердой фазы на границах этих

15

потоков, что соответствует процессу турбулентной коагуляции и, следовательно, повышению производительности отстойника;организовать рециркуляцию части сточной воды с ранее сформировавшимися хлопьями при прохождении ее через струенаправляющую перегородку, разделяющую сектор ввода воды от сектора выпуска воды камеры хло- пьеобразования, тем самым увеличивая скорость коагуляции; организовать циркуляцию 10 осадка за счет «мягкой турбулентной подачи воды в нижнюю приемную камеру, совмещенную с приямком для сбора и периодического удаления осадка, тем самым увеличивая количество хлопьев сформировавшихся ранее, и также способствует увеличению скорости коагуляции; снизить расход флокулянта за счет организации дробно- рассредоточенного ввода его в обрабатываемую воду при наличии двух приемных камер, в которых обеспечивается рассредоточенный Q ввод и перемешивание растворов флокулянта, не строить отдельно стоящих смесителей от отстойника с коммуникациями для транспортирования воды между этми сооружениями, при этом необходимо отметить, что в случае использования флокулянта для ос- 5 нетления воды, сразу после смесителя могут образовываться хлопья, которые при транспортировке могут разрушаться и приводить к уменьшению эффекта осветления; сократить или исключить поступление пены в зону отстаивания и тем самым улучшить 0 условия отстаивания взвеси, концентрируя пенный продукт на разделе фаз жидкость - вода в герметичном своде верхней камеры флокуляции; создать избыточное давление под герметичным сводом, образующееся спамз, за счет веса верхней части камеры 5 флокуляции, находящейся в плавающем состоянии, и постоянное перемешивание стержнями способствует уплотнению и разрушению сконцентрированной пены и осаждению ее в объеме камеры флокуляции; умень- „ шить конструктивный вес камеры флокуляции за счет воздушной прослойки в герметичном своде верхней части камеры флокуляции, поддерживающей ее в плавающем состоянии, и тем самым позволяет уменьшить металлоемкость конструкций отстойни- 5 ка в целом, а также снизить мощность электропривода редуктора, так как снижение веса способствует уменьшению как статических, так и динамических нагрузок на скребковую ферму; производить реконструкцию уже эксплуатируемых отстойников с мини- 0 мальными затратами и повышать их производительность.

Формула изобретения 1. Отстойник, включающий корпус с расположенной в нем камерой флокуляции, 5 трубопроводы подачи и распределения исходной воды и флокулянта, скребковые фермы для сбора и удаления осадка, технологический мост, узлы отвода осветленной жидкости и осадка, центральную трубу

электропривода с раструбом и электропривод, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы отстойника, он снабжен закрепленными на скребковых фермах сужающимися перегородками, расположенными перпендикулярно и под углом к радиусу отстойника, и разделяющими отстойник на четыре сектора, приемной камерой, установленной в камере флокуляции коак- сиально центральной трубе и выполненной из двух усеченных конусов, обращенных друг к другу меньшими основаниями, между которыми расположен цилиндр, нижний усеченный конус снабжен цилиндром, прикрепленный к ее большему основанию, а нижняя часть приемной камеры выполнена с окном для впуска воды в первый по ходу движения жидкости сектор, а нижняя часть камеры флокуляции снабжена улиткообразным выпуском воды из последнего по ходу движения жидкости сектора.

2.Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что центральная труба выполнена с щелевыми отверстиями в месте сопряжения усеченных конусов приемной камеры и снабжена кольцевым козырьком, установленным над щелевыми отверстиями.

3.Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что камера флокуляции выполнена из двух взаимно перекрывающихся в месте сопряжения частей, нижней, и верхней, причем нижняя, часть жестко связана со скребковыми фермами, а верхняя свободно размещена над ней и снабжена герметичным сводом, выступающим над поверхностью воды.

4.Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен размещенными под сводом радиальными пластинами с вертикальными стержнями, заглубленными под уровень воды.

выпуск воды из К.Щ

Направление

бращени

ферм

Изобретение относится к очистным сооружениям и может быть применено в черной металлургии и машиностроении для очистки сточных вод от взвешенных веществ. Цель изобретения - повышение эффективности работы отстойника путем интенсификации процесса осаждения взвешенных веществ при одновременном снижении расхода реагентов. Устройство содержит корпус 1, камеру 13 флокуляции с размешенной в ней приемной камерой, состоящей из двух частей: верхней 14 и нижней 15, скребковые фермы 3 со скребками 4. Благодаря наличию струенаправляющих перегородок 18, делящих камеру флокуляции на четыре сектора, а также впускного окна 19 в камеру 13 флокуляции и улиткообразного выпуска достигается оптимизация гидродинамического режима коагуляции взвеси и последующего ее осаждения. 3 з.п.ф-лы. 5 ил. 8 3 со

ФигМ

Редактор Н. Бобкова Заказ 1829/7

Составитель О. Калякина

Техред И. ВересКорректор М. Шароши

Тираж 657Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иолиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 5