Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1992 года по МПК B01D21/00 G05D27/00 

СО

С

Область использования: горнодобывающая, нефтехимическая, целлюлозно- бумажная промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, в котором помещен уплотнитель 7 с эластичным элементом 8 в виде.тонкой упругой мембраны, расположенной в днище уплотнителя и соединенной с генератором 9. В корпусе 1 шламоуплотнителя размещены трубы 13, соединенные с кольцевым перфорированным распределителем суспензии 14. 2 ил., 2 табл.

ел ел

00

о о

.i

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к устройствам, предназначенным для разделения суспензий и уплотнения осадка, и может быть использовано для уплотнения осадка на предприяти- ях любых отраслей промышленности, например, в горнодобывающей, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и др.

Известен сгуститель, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, загрузочное устройство и патрубок выгрузки осадка. В конической части корпуса сгустителя размещена диафраг- ма, соединенная с помощью тяги с приводом возвратно-поступательного перемещения. На цилиндрической части сгустителя находится патрубок для слива жидкости.

Недостатком данного сгустителя является низкая эффективность работы устройства, так как осветление суспензии осуществляется только за счет сил гравитации, и импульсы генерируемые при этом диафрагмой, способствуют лишь выгрузке осадка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является конструкция илоуплотнителя, содержащего корпус, выполненный в средней части с расширением двух соосно расположенных усеченных конусов, соединенных с большими основаниями, подводящий и отводящий патрубки, шток с диафрагмой, выполненной из уплотняющей шайбы и эластичного клапана с диаметром, большим диаметра корпуса.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность осветления суспензии, т.к. при движениях диафрагмы происходят не только уплотнение осадка, но и взмучивание его с последующим прорывом взвеси в сборник осветленной воды. Целью изобретения является интенсификация процессов разделения суспензии и уплоГнения осадка.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве для очистки сточных вод, состоящем из корпуса, подводящих и отводящих патрубков исходной и осветленной суспензии, патрубка выгрузки осадка, уплотнителя с эластичным элементом, смонтированного с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, уплотнитель выполнен в виде стакана с эластичным элементом, расположенным в днище, при этом устройство содержит перфорированный распределитель суспензии, подсоединенный трубами к подводящему патрубку, клапаны на подводящем патрубке исходной суспензии и патрубке выгрузки осадка В устройстве для очистки сточных вод расположены также генератор колебаний, соединенный с эластичным элементом уплотнителя, блок

управления, оптический датчик плотности, расположенный под уплотнителем и соединенный через блок управления с клапанами и уплотнителем.

На фиг.1 изображен общий вид устройстоа; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1.

Устройство для очистки сточных вод состоит из корпуса 1 с патрубками 2, 3 и 4 соответственно для подачи суспензии, отвода осветленной жидкости и выгрузки осадка, из разделительной камеры 5 и шламонакопителя 6. В корпусе 1 помещен уплотнитель 7 в виде стакана с эластичным элементом 8 в виде мембраны, которая расположена в днище уплотнителя 7 и соединена с генератором колебаний 9. Уплотнитель 7 подвешен с помощью эластичной тяги 10 к приводу 11 возвратно-поступательного перемещения в разделительной камере 5 и

снабжен оптическим датчиком 12 плотности жидкости. В корпусе 1 с внутренней его i стороны расположены перепускные трубы 13 для подачи исходной суспензии, оканчивающиеся в нижней части разделительной

камеры 5 кольцевым перфорированным распределителем 14. В верхней части корпуса 1 расположен желоб 15 осветленной жидкости с патрубками 2. Устройство для очистки сточных вод включает блок 16 управления датчиками аппаратуры автоматизации: датчики верхнего уровня осадка (ВУО) и нижнего уровня осадка (НУО), расположенные в шламонакопителе 6 и электрически связанные с затвором 17 через

привод 18 патрубка 4, и с затвором 19 входного патрубка 2 через привод 20, оптический датчик 12 плотности жидкости, контролирующей заданные пределы содержания твердой фазы в осветленной жидкости и электрически связан с приводом 11 и приводом 20 подачи суспензии, Оптический датчик 12 плотности размещается в осветленной суспензии между устройством 7 и слоем взвешенной контактной среды 21.

Устройство для очистки сточных вод работает следующим образом.

Через патрубок 2 по перепускным трубам 13 суспензию подают в кольцевой перфорированный распределитель 14, из

которого через успокоитель структуры потока (на фиг.1 не показано) суспензия поступает в разделительную камеру 5. В верхней части разделительной камеры 5 на определенном расстоянии ниже устройства 7 под влиянием колебаний, генерируемых упругой мембраной 0 и гидродинамического давления восходящего потока суспензии образуется слой взвешенной контактной среды. Твердые частички в слое находятся в постоянном хаотическом движении, а в целом слой находится в состоянии динамического равновесия, т.к. скорости восходящего потока и осаждения частичек равны. При прохождении суспензии через взвешенный слой происходит осветление воды. Укрупнившиеся и увеличившиеся в весе твердые частицы выпадают в осадок и собираются в нижней части корпуса шламонакопителя 6. Часть энергии упругих колебаний, генерируемых мембраной 8, достигает поверхности осадка, тем самым способствует уплотнению его. Осветленная жидкость под воздействием напора поднимается вверх и переливается за боковую стенку корпуса 1 в желоб 15 и далее через патрубок 3 выводится за пределы устройства, твердая фаза выпадает в осадок, который оседая в шла- монакопителе 6 накапливается и под воздействием сил гравитации и колебаний интенсивно уплотняется. При накоплении осадка до уровня датчика ВУО, дается команда приводу 20 на открытие затвора патрубка 4. Происходит выпуск осадка из шламонакопителя 6. При снижении уровня шлама до уровня НУО дается команда приводу на закрытие затвора патрубка 4 и выпуск осадка прекращается, После закрытия затвора происходит заполнение корпуса 1 суспензией и процесс повторяется в описанном порядке.

Пример. Испытания устройства для очистки шахтных вод проведены на УШ горизонте шахты Ключевская ПО Кизелу- голь. Для проведения исследований использовалась в одном случае грязная шахтная вода, отобранная из водопотока на погрузочном пункте в момент погрузки угля в шахтные вагонетки, содержание веществ в исходной воде достигало 2500-5000 мг/дм3. В другом случае использовали воду из водосборников главного водоотлива, содержание взвешенных веществ в исходной воде было 250-600 мг/дм . Гранулометрический состав механических примесей в шахтной воде представлен в табл. 1.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что эффективность ос- ветл.ения суспензии уменьшается с уменьшением концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии. Влажность уплотненного осадка зависит от продолжительности его уплотнения.

Оптическая система датчика 12 настраивается на определенный уровень концентрации взвешенных веществ в осветленной суспензии (не более 30 мг/дм3). Для обеспечения заданной глубины осветления исходIной суспензии необходимо обеспечить 5 нормальные условия для образования и

поддержания па еТ оТслбТ в5ҐеШенной контактной среды, что достигается под совместным воздействием упругих колебаний, генерируемых с определенной

10 частотой (12-15 Гц) мембраной 8, и гидродинамического давления (скоростью) восходящего потока суспензии;

Например, в процессе работы шл&юна- копителя 6 возросли объемная скорость по15 ступления и концентрация взвешенных веществ в исходной суспензии, изменился дисперсный состав твердой фазы (уменьшилась гидравлическая крупность частиц). Слой взвешенной контактной среды не

20 обеспечивает заданную глубину осветления суспензии. Концентрация взвешенных ве- ществ в осветленной суспензии, где находится датчик 12, превышает 30 мг/дм3. В этом случае датчик 12 подает команду блоку

25 16 управления датчиков аппаратуры автоматизации на включение приводов 11 и 20, первым производится очень Медленное (соизмеримое с гидравлической крупностью частиц) опускание устройства 7, а вторым 0 частичное перекрытие входного сечения патрубка 2 клапаном 19 с целью уменьшения объемной скорости поступающей в шла- моуплотнитель суспензии. Работа приводов

IIи 20 прекращается по команде датчика 5 12, когда концентрация взвешенных веществ в осветленной суспензии снизится до 30 мг/дм . В аналогичной последовательности происходит работа датчика 12, блока автоматизации 16, приводов 11 и 20 и кла0 панов 19, когда концентрация взвешенных веществ в осветленной суспензии будет ниже 30 мг/дм (например, при увеличении гидравлической крупности твердых ч астиц). Только в этом случае происходит медленное

5 открытие клапанов 19 и очень медленный подъем устройства.

Работа датчиков ВУО и НУО, блока 16 автоматизации управления, клапан 17 и привода 18 осуществляется в следующем

0 порядке. В момент, когда верхним уровнем уплотненного осадка достигается уровень датчика ВУО, последний подает команду блоку 16 автоматизации управления на включение привода 18, которым клапан 17

5 переводится в нормальное открытое состояние (происходит выгрузка осадка). По мере выгрузки осадка верхний уровень уплотненного осадка постепенно снижает и достигает уровня датчика НУО, который

срабатывает и подает команду блоку 16 на

включение привода 18 с целью перевода клапана 19 из нормально открытого положения в положение нормально закрытое. Заявляемое устройство по сравнению с известными имеет следующие преимущества: простота конструкции и надежность в эксплуатации, доступность в обслуживании и ремонте, использование простой и надежной системы автоматизации; высокая степень уплотнения и обезвоживания осадка; простота и надежность механизма выгрузки уплотненного осадка.

Формула изобретения Устройство для очистки сточных вод, содержащее корпус, подводящие и отводящие патрубки исходной и осветленной суспензии, патрубок выгрузки осадка, уплотнитель

с эластичным элементом, смонтированный с возможностью вертикального возвратно- поступательного перемещения, о т л и ч a tout e e с я тем, что, с целью интенсификации

процессов разделения суспензии и уплотнения осадка, уплотнитель выполнен о виде стакана с эластичным элементом, расположенным в днище, устройство содержит перфорированный распределитель суспензии,

подсоединенный трубами к подводящему патрубку, клапаны на подводящем патрубке исходной суспензии и патрубке выгрузки осадка, генератор колебаний, соединенный с эластичным элементом уплотнителя, блок

управления, оптический датчик плотности, расположенный под уплотнителем и соединенный через блок управления с клапанами и уплотнителем.

Таблица 1

JLJ.

ib

физ.2