Изобретение относится к непрерывно и автоматически работающим устройствам для обезвоживания обработанного коагулянтом шлама, в частности, осветленного шлама.
Известно устройство для обезвоживания шлама, включающее приводимые во вращение насаженные на ступенчато возрастающие диаметры вала транспортировочные спирали, образующие в направлении прохождения шлама примыкающие друг к другу зоны прессования. Недостатком известного устройства является малая надежность работы.
Цель изобретения - повышение надежности работы.
На фиг.1 показано устройство для обезвоживания шлама с новым устройством; на фиг.2 - перфорированная стенка нового устройства; на фиг.З - в схематическом виде часть устройства с тремя зонами пр ссования; на фиг.4 - уменьшение объема устройства в направлении пропускания; на фиг.5 - схема обработки шлама; на фиг.6 - следующая форма выполнения нового устройства; на фиг.7 - перфорированная стенка устройства пофиг.6; на фиг.8-сечение по VIH-VIII на фиг.З с преобразованным коническим телом.
На фиг.1 устройство 1 с наклонно расположенной осью изображено в схематическом виде в качестве составленной части установки для обезвоживания шлама, Сначала предусмотрен коагуляционный реактор 2, в котором шлам вводится сверху через линию 3 в соответствии со стрелкой 4. В коагуляционном реакторе расположено тонкое сито 5 с приблизительно цилиндрической формой, внутри которого предусмотрена мешалка 6, приводимая в действие с помощью электродвигателя 7. На обработанный коагулянтом шлам в тонком сите 5
о со о
СА)
о го
w
воздействуют только сила тяжести, а также реализованное мешалкой 6 движение, в результате чего все новые партии шлама входят в контакт со стенками тонкого сита 5. Производится предварительное обезвожи- вание и на основании коагуляционного реактора скапливается фильтрат 8. Через линию 9 предварительно обезвоженный шлам поступает в устройство 1, а именно в первую цилиндрическую область 1(5 с отно- сительно большим диаметром, где осуществляется перемешивание шлама. В данном случае еще не вырабатывается дополнительного давления, а используется только сила тяжести и, следовательно, статистиче- ское давление, которые воздействуют в каждой позиции сообщающейся трубы на шлам. За счет интенсивного перемешивания существенное количество фильтрата П отводится уже в цилиндрической области до входа в коническую часть 12, которая служит для уменьшения диаметра. К конической части 12 примыкают в свою очередь вновь цилиндрическая часть, причем здесь предусмотрено несколько зон 13,14,15 прессо- взний. Внутри устройства 1 предусмотрено шнековый транспортер, содержащий вал 1 б со спиралью 17. которому в отдельных описанных областях придана перфорированная стенка 18. Вал 16 приводится в действие электродвигателем 19с понижающей передачей 20. За счет уменьшения числа оборотов валз 16 может быть увеличено время пребывания шлама в устройстве. Через самотечный желоб 21 обезвоженный шлам с содержанием твердого вещества около 30% поступает в резервуар 22. При помощи нагревательного устройства, выполненного, например, в виде нагреваемого основания в устройстве 1, подлежащий обработке шлам может нагреваться при входе в устройство 1. Такое повышение температуры оказывает благоприятное действие на процесс обезвоживания. Все устройства 1 в целом вместе с валом 16 ц спиралью 17 расположены на- кяонно, в результате чего обрабатываемый в устройстве шлам одновременно транспортируется вверх с достижением необходимой высоты выгрузки.
Предусмотрен растворительный и дози- рующий резервуар 23, в который вводится коагулянт24, растворяющийся либо в технологической воде, которая поступает из линии 25, либо в фильтратной воде, которая поступает из линии 26. В растворительном и дозирующем резервуаре 27 расположена мешалка 27. Через дозирующий насос 28, смеситель 29 и линию 30 дозированный коагулянт 24 поступает в линию 3 и, следовательно, в коагуляционный реактор 2,
Попадающий в коагуляционный реактор 2 фильтрат может выводиться через линию 31, в которую встроен насос 32 для фильтрата, либо в линию 26 к растворительному и дозирующему резервуару 23 или через линию 33 к смесителю 29, Поступающий из линии 26 фильтрат 8 может подводиться в качестве промывочном воды, через линию 34 к устройству 1 и используется для очистки перфорированной стенки 18.
На фиг.2 изображена перфорированная стенка 18 устройства 1, Цилиндрическая область 10, в которой шагспирали 17 является неизменным, разделена на две области 45 и 46. Стенка 18 в области 45 имеет ширину зазора 1 мм. С области 46 ширина зазора составляет 0,5мм. Перфорированная стенка 18 простирается на протяжении всей зоны периметра на 360°, После этого расположена коническая часть 12, в случае которой в соответствии с формой усеченного конуса предусмотрены три распределительных по периметру области с углом около 70°, которые выполнены в виде дырчатых стенок, в то время как остальная часть является закрытой. В этом происходит существенное уменьшение диаметра. Ширина зазора составляет 0,25 мм. После этого следует первая зона 13 прессования, длина которой в два раза больше длины последующих зон 15 и 16 прессования. Зона 13 прессования разделена в свою очередь на участки 47 и. 48. Ширина зазора в области 47 составляет 0,25 мм, а в области 48 предусмотрена ширина зазора 0,2 мм, Само собой разумеется, что в данном случае перфорированная стенка 18 предусмотрена на протяжении всего периметра цилиндрической стенки. В зоне 14 прессования ширина зазора составляет 0,15 мм. В зоне 15 прессования предусмотрена ширина зазора 0,1 мм. Видно, что уменьшающиеся в направлении пропускания величины ширины зазора располагаются ступенчато,
Фиг.З поясняет внутреннюю структуру устройства 1 или ишекового транспортера. Цилиндрическая область 10 изображена лишь частично. Там спираль 17 имеет постоянный шаг. В области примыкающей конической части 12 диаметр уменьшается. Также и диаметр вала 16 несколько уменьшен в конце конической области 12.
В первой зоне 13 прессования зал имеет первый диаметр, а спираль 17 отличается уменьшающимся шагом, в результате чего уже перед коническим о телом 49 возникает эффект уплотнения, посредством которого подлежащий обезвоживанию шлам подвергается воздействию давления. Также и коническое тело 49 функционирует в результате
приложения давления в смысле формирования обратного подпора. Спираль 17 в области конического тела 49 не предусмотрена. Внешний диаметр конического тела 49 согласен с желаемым уплотнительным эффек- том в этой первой зоне 13 прессования. На входе во вторую зону 14 прессования коническое тело 49 образует ступень 50, которая служит для разрежения или уменьшения давления, п результате чего устраняется давление, действующее на частично обезвоженный шлам в первой зоне 13 прессования, и этот шлам поступает во вторую зону 14 прессования. С помощью ступени 50 осуществляется также перемешивание, так что теперь и другие партии шлама водят в прямой контакт с перфорированной стенкой 18, вто время как такие участки шлама, которые ранее располагались в зоне 13 прессования с относительно далеко наружным располо- жением, переслаиваются во все большей степени во внутрь. Также и во второй зоне 14 прессования спираль .17 имеет уменьшающий наклон. Вал 16 имеет здесь уже сравнительно больший диаметр. Коническое тело 51, которое закрывает зону 14 прессования, также имеет внешний диаметр, который больше внешнего диаметра конического тела 49 первый зоны 13 прессования. Согласование выбрано в целесооб- разном случае таким образом, что оно определяется в соответствии с уменьшением обьема посредством фильтратной воды, отводимой в первой зоне 13 прессования. Градация давления в отдельных зонах 13, 14. 15 прессования могут быть идентичными или приблизительно одинаковыми, повышения давления в направлении пропускания в большинстве случаев не требуется.
Третья зона 15 прессования выполнена соответствующим образом. Вал 16 имеет здесь еще больший диаметр. Также и спираль 17 имеет уменьшающийся шаг. а коническое тело 52 имеет внешний диаметр, который превышает внешний диаметр кони- ческого тела 51. Также и на конических телах 51 и 52 предусмотрены или образованы ступени 53 и 54, которые выполняют ту же функцию, что и ступень 50. Каждая зона 13, 14, 15 прессования закрывается, таким об- разом, с уменьшением давления, то есть с относительными устранением давления и перемешиванием шлама. Цель этих зон 13, 14,15 прессования, количество которых может изменяться, заключается в постоянном подводе шлама из состояния пониженного давления к ступени обезвоживания, в достижении относительного повышения давления и в обеспечении возможности отвода дальнейшей доли фильтратной воды. Через
самотечный желоб 21 шлам с долей содер- жания твердого вещества около 30% выходит из устройства. Он может направляться на хранение, сжигаться или компостироваться.
Фиг,4 показывает уменьшение обьема внутри устройства 1, начиная с перехода от цилиндрической части 10 к конической части 12, то есть там, где проходная поверхность заполняется первоначально полностью. Видно, что в конической части 12 уже происходит существенное уменьшение обьема приблизительно на одну треть. В последующих зонах 13, 14. 15 прессования уменьшение объема уже не является столь выраженным, что само по себе понятно, поскольку доля содержания твердого вещества возрастает и извлечение дальнейшего фильтрата из шлама становится все более затруднительной операцией.
Фиг.5 показывает схему обработки шлама, в случае которой поочередно расположено большое количество агрегатов для обработки шлама. Обработка может осуществляться в этой последовательности. Само собой разумеется, специальные виды шлама могут пропускаться лишь через часть агрегатов. В основном, однако, подлежащий обработке шлам проходит сначала через решетку 36 и отстойник 37 для песка, в результате чего из сточной воды удаляются крупные инородные предметы и песок. После этого сточная вода поступает в предварительный отстойник 38, в наиболее глубоком месте которого может отводиться первичный шлам. Из предварительного отстойника смесь сточной воды и шлама может направляться также, однако, и далее в азрационный танк 39 и дополнительный отстойник 40, причем за счет этого возникает отводной шлам и избыточный шлам.
Различные виды шлама могут просеиваться либо по отдельности, либо в качестве смешанного шлама. Это просеивание шлама осуществляется в ситовом шнеке 41. Просеивание шлама является целесообразной операцией, так как большая часть расходов на техническое обслуживание расположенных далее агрегатов, например, коагуляци- онных реакторов 2, 2, сапропелевых башень 42, соответствующих насосов и линий для подачи шлама обусловлена тем, что грубые вещества, например, пластиковая пленка, волокна и т.п. ведут к закупорке насосов, золотников, теплообменников и трубопроводов. Использование ситовых шнеков или аналогичных установок для просеивания шлама позволяет предотвратить возникновение этой проблемы и облегчает манипуляции со шламом на дальнейших.
стадиях обработки, например, в сапропелевой башне (лучшая плавучая крышка), и при утилизации, например, сжигании, компостировании или при использовании в сельском хозяйстве.
На выход ситового шнека поступает шлам с содержанием твердого вещества 2%. С целью обеспечения возможности сравнительного указания тех или иных остаточных количеств в литрах и отображения доли остаточного количества в процентах в качестве подлежащего обработке количества в данном случае предполагается количество 1000 литров. После просеивания шлам поступает в коагуляционный реактор 2, в котором осуществляется предварительное сгущение. При этом не только добавляется коагулянт, но и производится обезвоживание с помощью тонкого сита 5. Первичные шламы и прежде всего избыточные шламы с весьма низким подержанием доли твердого вещества должны сгущаться непрерывно с целью поддержания работы насосов, теплообменников и прежде всего размеров ба- шень и циркуляционных насосов и рентабельных пределах. На выходе коагуля- ционного реактора 2 присутствует шлам с долей содержания твердого вещества 5%. Поскольку 60 % воды уже было удалено, подлежащее обработке остаточное количество составляет 400 л или 40% исходного шлама. Расположенная далее башня гниения (метантенк) 42 нагружается таким образом лишь этим остаточным количеством. В ней осуществляется гниение шлама. Эта анаэробная стабилизация шлама и гниение представляет собой наиболее часто использующийся способ стабилизации. С его помощью достигается преимущество, выражающееся в выработке энергии из газа. Принцип работы и конструкция башни 42 является по себе известными.
К башне 42 может быть подключен следующий коагуляционный реактор 2, который выполнен по себе аналогично коагуляционному раствору 2. Установленное в нем сито 5 имеет ширину зазора, которая больше ширины зазора сита 5 коа- гуляционного реактора 2. Здесь производится дополнительное сгущение. После удаления органических составных частей шлама в процессе стабилизации (гниения) шлам вновь становится более водянистым и возникает необходимость в дополнительном сгущении шлама с дополнительным обезвоживанием. На выходе коагуляцион- мого реактора 2 присутствует шлам с содержанием твердого вещества 10%. Подлежащее обработке количество уменьшилось до 20%. Таким образом, расположенное далее устройство 1 нагружается лишь этим небольшим остаточным количеством, В устройстве 1 осуществляется дальнейшее обезвоживание. Доля твердого
вещества на выходе устройства 1 составляет около 25% и может колебаться в зависимости от вида шлама. Возможно достижение содержания твердого вещества до 30%. Оставшееся остаточное количество
0 составляет 8% от первоначального количества или 80 л. Эта высокая степень обезвоживания оказывает предпочтительное действие как на возможно возникающие транспортные расходы, так и на расходы,
5 связанные с дальнейшей утилизацией шлама на складе, в сельском хозяйстве, путем сжигания или компостирования. При помощи непрерывно работающего устройства 1 и в случае необходимости других назван0 ных, расположенных до устройства 1 агрегатов можно добиться существенной экономии площади и времени по сравнению с другими известными способами подготовки шлама. Поступающий на выход устройст5 ва 1 шлам может также первоначально подвергаться о смесителе 43 обработке известью. За счет этого достигается то преимущество, что шлам гигиенизируется путем подмешивания обоженой извести и
0 после этого мшет незамедлительно использоваться в сельском хозяйстве. С другой стороны, в результате этого доля содержания твердого вещества повышается до приблизительно 35-40% и тем самым
5 достигается достаточная для хранения прочности.
В случае устройства 1, которое изображено на фиг. 1-3, шиековый транспортер расположен под наклоном. В совокупности
0 с коагуляционным реактором 2 возникает сообщающаяся труба, в результате чего сточная вода/смесь шлама обрабатывается с дополнительным воздействием соответствующего статистического давления. Вслед5 ствие наклонного расположения устройства 1 величина статистического давления в отдельных областях является различной. В первой цилиндрической области 10 устройства действует наибольшее статистическое
0 давление. Внутреннее пространство этой области 10 является полностью заполненным, равно как и прочие области. В направлении обработки шлама при прохождении через устройство 1 доля статистического
5 давления уменьшается от ступени к ступени, так как шлам поднимается на более высокий уровень. На эту долю статистического давления накладывается доля давления, которая обусловлена исполнением последующих областей. Примыкающая коническая
часть 12, которая может быть либо оснащена выполненными в виде сита областями, либо полностью закрытой без каких-либо проходных поверхностей, не только обуславливает уменьшение диаметра в направлении пропускания, но и обеспечивает создание обратного подпора в отношении предшествующей цилиндрической области 10, В последующих зонах 13, 14, 15 прессования за счет наличия соответствующих конических тел 49, 51, 52 осуществляется относительное снижение давления, причем в общей сложности, то есть с учетом статистической доли давления, несмотря на это в конце каждой ступени 50, 53, 54 еще может действовать пусть даже пониженное избыточное давление. Важно то, что на каждой ступени 50,53,54 происходит относительно уменьшение давления, в результате чего шлам может переслаиваться и перемешиваться, и за счет этого обеспечивается, с одной стороны, равномерное распределение содержания воды по поперечному сечению, и, с другой стороны, все новые порции шлама прилегают в наружном направлении к перфорированной стенке 10 и в отдельных зонах 13, 14, 15 прессования вновь м вновь протекает процесс сжатия.
Фиг.6 показывает возможность конструкции устройства 1 со включенным перед ним коагуляционным реактором 2, причем ось устройства 1 расположена горизонтально. При этом дырчатая стенка 18 выполнена с возможностью вращения из 360° я области первой цилиндрической Ьбласти, в результате чего также и о этом случае можзт действовать давление подпора. В конце устройства 1 перфорированная стенка 18, равно как и внешняя стенка 44, переходит Б наклонно расположенную трубу 55, на верхнем конце которой предусмотрен самотечный желоб 21 для сбрасывания обезвоженного шлама в резервуар 22. Устройство 1 образует в совокупности с коагуляционным реактором 2 и наклонной трубой 55 сообщающуюся трубу, в результате чего уровень 56 заполнения может действовать в устройстве 1 с соответствующим статисте ческим давлением. Вследствие горизонтального расположения оси устройства 1 статистическая доля давления в отдельных областях 10, 12, 13, 14 имеет одинаковую величину. Видно, что за счет всриации наклонного положения в направлении подачи вверх или вниз может быть реализована уменьшающая или увеличивающая доля статистического давления в направлении пропускания. Также и в этом случае величины ширины зазора в отдельных областях 10, 13, 14 расположены ступенчато и, например, аналогично тому, как это описано на основании формы исполнения по фиг.1-3. Статистическое давление действует, однако, не только в устройстве 2, но и в коагуля- 5 ционном реакторе 2, так что на выходе коагуляционного реактора 2 на переходе к устройству 1 присутствует шлам с содержанием твердого вещества 10-12%, если используется устройство 1 в соответствии с
0 фиг.6 и 7 с горизонтальной осью в соответствии со схемой нэ фиг.5. Подлежащее обработке количество шлама при вхождении в устройство 1 после коагуляционного реактора Т уменьшалось приблизительно до 20%,
5 На выходе устройства 1 шлам может иметь содержание твердого вещества до 35%. Остаточное количество составляет 7% от первоначального количества или 70 л. Возможно даже увеличение содержания
0 твердого вещества приблизительно до 40- 45%, что является весьма благоприятной мерой для последующего сжигания шлама. С другой стороны достигается повышенная прочность шлама при его хранении. Вал 16
5 и/или спираль 17 могут быть оснащены не изображенными шлицами, отверстиями или т.п., которые служат для дальнейшего обезвоживания или перемешивания шлама. Фиг,7 повторно поясняет выполнение
0 перфорированной стенки 18 в отдельных областях. Первая цилиндрическая область 10 подразделена на две области 45 и 46, Перфорированная стенка 18 также и в этом случае выполнена с возможностью араще5 ния на ЗбО6. Свободная проходная поверхность, то есть щели или отверстия в стенке 18 в областях 45 и 46, реализована различным образом, а именно с уменьшением. Коническая область 12 выполнена полностью
0 закрытой, то есть не содержит никакой необходимой проходной поверхности в области своей перфорированной стенки 18. Далее расположены обе зоны 13 и 14 прессования, в которых щели или отверстия со5 ответствующих областей стенки 18 имеют продолжающие уменьшаться размеры. Как видно из сравнению фиг.2 и 7, также и угол конической части 12 выбран иным образом с тем, чтобы обеспечить возможность ис0 пользования большей поверхности в последующих зонах 13 и 14 прессования (фиг.2). 8 результате этого за счет конической части 12 действующей в направлении цилиндрической области 10 обратной подпор не5 сколько уменьшается. С другой стороны, этой тенденции противодействует статистическая доля давления.
Фиг.8 показывает сечение б соответствии с линией VHI-Vlfj на фмг.З, з именно через выполненное несколько иным образом коническое тело 49. Коническое тело 49°, в ыполненр в виде спирали с возрастающим диаметром и насажено на вал 16, с которым оно соединено крутильно жестко. Также и в результате этого возникает суже- ние поперечного сечения, а именно в радиальном направлении по периметру, если вал 16 приводится ео вращение. Спиральное исполнение конического тела 49 относится в данном случае к диапазону 360° и также и в этом случае завершается нгГступени, которая служит для относительного снижения давления или перемешивания или переслоения шлама. Это радикальное уменьшение поперечного сечения может использоваться также в комбинации с изображенным на фиг.З осевым сужением поперечного сечения. В этом случае также и другие конические тела 51 и 52 различных зон прессования могут быть выполнены с соот- ветствующим согласованием.
Формула изобретения 1. Непрерывной автоматически работающее устройство для обезвоживания обработанного коагулянтом осветленного шлама, включающее приводимые во вращение насаженные на ступенчато возрастающие диаметры вала транспортировочные спирали, образующие в направлении прохождения шлама примыкающие одна к дру- г ой зоны прессования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено первой цилиндрической зоной, имеющей диаметр, превыша- щий диаметр зон прессования, и примыкающей к цилиндрической зоне конической зоной со сплошными стенками, за которой расположены зоны прессования, перфорированной стенкой, охватывающей все зоны и имеющей перфорацию, уменьшающуюся от зоны к зоне в направлении от первой цилиндрической зоны, а также насаженными на вал цилиндроконическими телами, при этом шаг транспортировочной спирали уменьшается ступенчато в каждой зоне прессования, а цилиндроконические тела в зонах прессования выполнены с наружными диаметрами цилиндров, ступенчато возрастающими в направлении обрабатываемого потока,
2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что оно установлено наклонно.
3.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- С я тем, что перфорации в цилиндрической зоне составляют 1-0,5 мм, а в примыкающих зонах прессования 0,25-0,1 мм.
4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено нагревательным устройством для чистки перфорированной стенки.
5.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено коагуляционным реактором с тонким ситом для предварительного сгущенмл и дополнительным коагуляционным реактором, расположенным между первым коагуляционным устройством и устройством для дополнительного сгу- щения шлама, оснащенным ситом и с большей величиной отверстий.
Приоритет по пунктам: 22.08.89 по п.1, 22.12.89-по пп.2-5.
В устройстве предусмотрены первая цилиндрическая зона (10), примыкающая к ней коническая зона (12) со сплошной стенкой и зоны прессования (13,14,15), расположенные за конической зоной. Диаметр первой цилиндрической зоны превышает диаметр зон прессования. На вал насажены цилиндрические тела (49.51,52). В каждой зоне прессования расположена транспортировочная спираль
W
«NJ
Я
N
X
,W 12
13
-згз:
ММ-СРч
-v-r-v-Vl
t
17
X
950
К 5153
1
H L 1
ор
А L-L tt
15 52 54
Ш
4-A-i-ez2
IL
II I I I I
19
J
11
фиг.З
Zl
V,
1S
фи5.4
Abwasser zitlauf
Primarschlamm
Mischschtamm
Oberschufiscblamm Ruckftihrschtamm
SchtGromsiebung
btauf
fFeststoff- / Rest- j Verbteibenckr gehalt . / menge f Restmengeny
C2%TS/100Ql /100°/)
фог.5
10 19
12
/
45
46
13
14 55
фиг.7
18
| Патент СШA ISfc4380496 | |||
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
