Горизонтальный отстойник Советский патент 1980 года по МПК C02F1/52 B01D21/02 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/02 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для осветления воды осаждением со-, держащейся в ней предварительно- скоагулированной взвеси, преимущественно для подготовки природной воды для питьевых и производственных целей. Известен горизонтальный отстойник в виде -прямоугольного резервуара с устройствами для распределения и сбора воды с вьшускной трубой у днища, уклон которого 0,005-0,02 направлен к этой.трубе 11. Недостаток, этого отстойника - разбавлени осадка всей находящейся в нем водой при его удалении, причем кратность разбавления состав ляет 3,0-3,5. Другим недостатком является значительное количество осадка, остающегося на дне после опорожнения отстойника, что вызьшает потребность в дополнительном количест ве воды для его смьша. Известен горизонтальный отстойник в виде продолговатого резервуара с распределительносборными устройствами для воды, оснащенный приямком с вьшускной трубой и системой уло женных на дно коллекторов с соплами, струями из которых разруигают придонный слой осадка и сгоняют его к прилмку, откуда его сбрасывают через вьшускную трубу. Днище отстойника имеет уклон 0,01 в сторону приямка 2. Недостатком данного отстойника являются большая потеря воды и значительное разбавление осадка, которое происходит за счет смещения с водой из сопел и с водой из отстойника, поступающей, в приямок к вьшускной трубе во время сброса, кратность разбавления осадка колеблется от 3,5 до 4,5. Другим недостатком отстойника является сложность его конструкции из-за наличия напорных коллекторов, насосной установки ДГ1Я подачи смывной воды, емкостей для её хране1шя, сложных коммуникаций. Наиболее близким к предложе1шому является горизонтальный отстойник с устройствало для распределения и сбора воды и вьшуском для удаления осадка, представляющий собой прямоугольный резервуар, разделенный на с«к«ии, по дну которых, имеющему -уклон в сторону выпуска 0,01-0,02, уложены один или

есколько продольньос сборников с равномеро распределенными, на них отверстиями, содиненных с выпуском 3.

Недостатком известного решения является ущественное разбавление осадка водой и ее отери. Накопленный в отстойнике осадок меет неодинаковую толщину слоя и концентрацию по длине секции из-за различий в размеах осаждающихся частиц. При открытии задвижи на вьшуске осадок под гидростатическим давлением поступает в отверстия сборников;, в результате чего поверхность его под водой понижается до тех пор, пока в них не начинает поступать вода. Поступление осадка во вс« отверстия не заканчивается одновременно из-за того, что расчетное распределение расходов по длине сбор1шков всегда несколько отличается от фактически требуемого, зависящего от переменных условий водообработки, в связи с чем неизбежно существенное разбавление осадка водой при его сброс, кратность которого колеблется от 1,5 до 2.

Недостаток известного устройства - громоздкость и сложность перфорированной сборной системы.

Цель изобретения - снижение потерь воды, уменьшение влажности удаляемого осадка.

Поставленная цель достигается тем, что отсюйник снабжен установленным на дне приямка вертикальным стаканом, в нижней) части которого выполнены отверстия, а верхние кромки стакана расположены на уровне верха осадочной части отстойни1са. Участок днища отстойника с выходной стороны длиной 2/3-1/2 от общей его длины имеет уклон 0,05-0,08.

На фиг. 1 показан предлагаемый отстойник в разрезе. На фиг. 2 - горизонтальный отстойник в плане. Устройство представляет собой прямоугольный резервуар 1, разделеьшый на продольные секции 2, оборудованные впускным 3 и выпускным 4 устройствами для обрабатываемой воды. У входной торцовой стороны: Секции расположен узел вьшуска осадка, состоящий из приямка 5, вертикального стакана 6, установленного на дне приямка, сборного коллектора 7, насоса 8 и напорного разветвлоиюго трубопровода 9. Вертикальный стакан имеет открытое верхнее сечение, кромки 10 которого расположены на уровне верха осадо1шой частгг отстойшжа, т.е. верхнего предела расположения поверхности осадка 11, контролируемого специальным датчиком (на фиг. не показан). В основании стакана имеются отверстия 12. Сборный коллектор имеет приемную трубу 13, установленную внутри вертикального стакана таким образом, что кромки 14 входной воронки рашоложены в горизонтальной гшоскости и на небольшой высоте от дна. К сборному коллектору с одной стороны присоединены приемные трубы из всех секций отстойника, имеющие задвижкн 15, а с другой - перемычка 16 с задвижкой 17 ко всосу насоса. Выходной патрубок насоса соединен перемычкой 18, на которой установлен обратный клапан 19, задвижка 20 и пробный кран 21, с водоводом 22 и осадкопроводом 23, снабженным, соответственно, задвижками 24 и 25.

Работает отстойник следующим образом.

При движении воды вдоль параллельно работающих секций происходит осаждение взвеси и накопление в них осадка. По достижении в какой-либо секции верхнего уровня осадка, закрьшают подачу в нее исходной воды, открывают задвижку 15 на соответствующей приемной трубе (на всех остальных закрыты), включают насос, открывают задвижку 20 на напорной перемычке и задвижку 24 на водоводе 22, и откачивают воду, лежащую над осадком до тех пор, пока ее уровень не коснется поверхности осадка, направляя ее в голову очистных сооружений, в связи с чем не происходит ее потерь за счет смещения с осадком. Небольшое количество осадка, выбранного в начальный момент откачки из вертикального стакана, не должно сказаться на эффекте осветления, но при необходимости может быть предварительно удалено через осадкопровод 23.

Благодаря наличию сил сцепления между частицами осадка, при откачке воды он не будет поступать через нижние отверстия вертикального стакана. Это связано с тем, что сопротивление осадка сдвигу больше давления вышележащего слоя и обусловлено разностью объемных весов воды и осадка, под действием которого он мог бы поступать в нижние отверстия стакана. При этом разница между сопротивлением осадка сдвигу и перепадом давлений внутри стакана и за его пределами возрастет с увеличением толщины слоя осадка (и уменьшением, его влажности). Так, при изменении влажности осадка от 98 до 72% сопротивление сдвигу повышается от 0,02 до 0,92 г/см, в то время как давление осадка в воде возрастает лишь от 6,01 до 0,17 г/см. Дополнительным фактором, препятствующим проходу осадка через нижние отверстия стакана, является их гидравлическое сопротив;№нйе.

При определении исходной влажности осадка силы сцепления между его частицами могут оказаться достаточными для того, чтобы при открытии задвижки 15 вслое осадка вьшолнить вертикальный проток, боковая поверхность которого сохраняется неподвижной на границах, где уравновецшваются силы гидродинамического воздейсгвня потока и силы сцеплення между частщами осадка; через указанный проток вна,чале декангируют надосадочную воду после чего осадок заполняет проток под действием соб57ственного гидростатического давления и его удаляют через воронку. После откачки воды уровень внутри стакана начинает понижаться, в результате чего наступает момент, когда под действием возникающего напора осадок продай ливается через нижние отверстия стакана и под сасьшается в приемную трубу. О наступлении этого момента судят по виду струи из пробного крана на выходе из насоса, после чего закр вают и открывают, соответственно, задвихосн 2 и 25 на водоводе, и осадкопроводе, и подают Осадок на устройства для обезвож1шания. В горизонтальных отстойниках поверхность осадка имеет сначала подъем по ходу движения воды, максимальную отметку на расстоянии от одной трети до половины длины отстойника, считая от места входа в него воды, где допустимая толщина слоя осадка составляет 2-2,5 м и затем уклон до конца отстойника, где толщина слоя осадка не превышает 0,5 м. При такой конфигурации поверхности осадка часть воды, находящейся ниже максимальной отметки этой поверхности на концевом участке длиной от 2/3 до 1/2 длины отстойника, будет смещена с осадком при его откачке через вертикальный стакан. Для выравнивашш поверхности осадка на указанном участке (с целью снижения его влажности и потерь воды) в отстойнике, в соответствии с приведенными данными о фактических толщинах слоя осадка и с учетом того, что длина этого участка колеблется от 30 до 40 м, днищу придан уклон от 0,05 до 0,08. Операции по откачке и возврату воды и удалению осадка из предлагаемого отстойника могут быть автоматизированы. Смыв остатков .осадка со дна может пpo звoдитьcя при каждом удалении или по мере необходимости.

А

Фт1 Предлагаемый отстойник позволяет снизить потерн воды на собственные нужды и нагрузку на устройство для обезвоживания осадка на 40-80%. Кроме того, упрощается конструкция, так как отпадает необходимость в перфорированных сборных трубках или каналах. Формула изобретения 1.Горизонтальный отстойник для очистки воды от предварительно скоагулированной взвесн, имеющий днище с переменным уклоном и приямок с вьшускным патрубком, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь воды и уменьшения рлажноота осадка, он снабжен установленным на дне приямка вертикальным стаканом, в нижней части которого выполнены отверстия, а верхние кромки стакана расположены на уровне верха осадочной части отстойника. 2.Горизонталысый отстЫшик по п. 1, о тличающийся тем, что участок днища отстойника с выходной стороны длиной 2/3-1/2 от общей его длины имеет уклон 0,05-0,08. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 2270616, кл. 210-бО, 20.10.1942. 2.Лысов В. А., Кургаев Е. Ф., Шхайлов В. А. Проектирование водоснабжения и канализации, Рбф. сборник ЦИНИ по строительству и архитектуре Госстроя СССР, серия IV, вып. 6, 1973. 3.Клячко В. А., Апельцин И. Э. Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения, Госстройиздат, 1962, с. 216 (прототип) .

//

1 2