Аппарат для химической очистки воды Советский патент 1951 года по МПК C02F1/52 B01D21/01 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/00 

В основном авторском свидетельстве № 69181 описан аппарат для химической очистки воды, состоящий из реакционной камеры с тангенциальным вводом воды и реагентов и расположенного над ней осветлителя, работающего по методу суспензионной сепарации Н1лама. Осветлитель аппарата снабжён в центре вертикальной трубой для отвода шлама, по высоте которой прорезан ряд окон, закрываемых гюдвижным регулировочным кожухом с целью поддержания уровня шлама в осветлителе на оптимальной высоте.

Предлагаемый аппарат для химической очистки воды отличается от описанного в авторском свидетельстве № 69181 тем, что верхняя часть его корпуса выполнена с диаметром большим, чем средняя часть, и соединена с последней коническим переходом, с вмонтированной в нём струенаправляюнгей воронкой, а сборный лчёлоб выполнен с зубчатым бортом. Эти конструктивные изменения позволяют повысить степень очистки воды.

На фиг. 1 показан вид устройства в плане; на фиг. 2 - вид в разрезе по АВ на фиг. 1; на фиг. 3 - распо.ножение в аппарате сопел для ввода воды; на фиг. 4 - вариант устройства подвижного кожуха и на фиг. 5 - вариант устройства шламоотводных окон.

Сырая вода, подлежащая умягчению и осветлению, подводится по трубе / в воздухоотделитель 2. Пройдя через предохранительную реп1ётку 3 в трубу 4, вода по разветвлениям труоы вводится через конические сходящиеся сопла 5 в нижнюю часть 6 аппарата, служаni,yio камерой смешения и водораспределения и представляющую начальную часть осветлителя. Рещётка 3 предохраняет сопла 5 от попадания в них крупных предметов. Сопла 5 установлены по касате чьной к образующей конусной части 6 так, что выходящая из них вода получает вращательное движение с большой скоростью порядка 3- 5 м/сек, необходимой для быстрого мгновенного протекания реакций водоу.мягчения.

Реагенты, потребные для умягчения водг, вводятся несколько вьппе по трубам 7. Раздельный ввод воды и реагентов устраняет опасность зарастания отложениями подводящих труб. Поднимаясь вверх, вода, направляемая стенками конусной части, подводится к основной средней цилиндрической части 8 осветлителя, в значительной мере распределяясь равномерно по сечению последней.

В месте соединения нижней и цилиндрической части 8 аппарата установлена смесительная решётка 9 с отверстиями большего диаметра 100-150 мм (составляющими 50% и более от площади поперечного сечения конструкции). Рещётка 9 сделана для дополнительного перемешивания воды в случае применения коагулянта и при вводе его позже других реагентов, а также для частичного гашения вращательного движения воды. При переходе из нижней части в цилиндрическую

ФчгЛ

часть установлены успокоительные переборки 10, гасящие вращательное движение воды, которое может препятствовать поперечному перераспределению щлама. В осветлителе накопляется шлам, образующий взвешенный фильтр, который, сорбируя на своих частицах мелкую взвесь

2Q

аг.З

Фиг. 1

н коллоидные вещества, удаляет их из воды, осветляя её. Вода в шламовом фильтре поднимается со скоростью от 2 до 5 лгл/сек создавая турбулентный режим движения воды и турбулентное перемешивание, усиливающие сорбционные свойства фильтра, действующего в силу этого по

принципу скоростной сорбционнон сепарации.

В центре освет.чителя расположено шламоотводное устройство, состоящее из трубы с окнами 7/, по которой перемещается регулировочный кожух 12. Шламоотводное устройство соединено трубой J3 со шламоуплотнителем 14, который в свою очередь сообп1.ается трубой /5 со сборным жёлобом 16 с зубчатыми бортами.

Вследст1зие усиленного турбулентного перемешивания в фильтре частицы шлама приобретают живую силу п инерцию, которые препятствуют отводу этих частиц под влиянием указанного побудительного движения воды тем больи1е, чем больше масса частиц и, следовательно, чем болыне сила её инер 1,ии. Благодаря этому происходит Т1реимуп.1,ествецный селективный отвод более мелких частиц шлама, что улучшает гидравлические свойства шламового фильтра и увеличивает его способность работать при повышенных скоростях вос.ходяш,его движения воды и, следовательно, при повышенной пропускной способности осветлителя. Селективиый отвод мелкого избыточного шлама происходит ло высоте шламового фильтра через несколько оставляемых открытыми шламоотводных окон, в результате чего эти мелкие частицы не допускаются к верхней части фильтра и не лимитируют скорость выхода из него воды.

Селективному отводу шлама способствует и врагцательное движение воды в камере смешения и водораспределения, при котором под действием центробежной силы более крупный шлам перемешается к периферии интенсивнее, чем более мелкий. Хотя далее в цилиндрической части осветлителя это вращательное движение и гасится, но полученное в результате его распределениешлама по поперечному сечению установки, с расположением более мелких частиц в центральной зоне сохраняется на некоторой высоте освет.лителя и глубинное шламоотводное устройство нозволяет осуществить преимущественный отвод мелкого

шлама из центральной зоны осветлителя, не допуская этот шлам к поверхности фильтра. Постепенно под действием турбулентной диффузии и побудительной тяги воды к центральной зоне осветлителя в шламовом фильтре происходит перераспределение Н1лама и уравнивание его по концентрации и по крупности частиц в поперечном сечении.

В качестве варигнта селективного отвода избыточного шлама может служить устройство так называемого глубинного отвода, осуществляемого через систему окон, расположенных на одном горизонте под поверхностью шламового фильтра, причём Bbinie и ниже лежащие окна щламоотводного устройства остаются закрытыми.

Подвижным регулировочным кожухом 12 производится подбор горизонта и диапазона отвода избыточного щлама по высоте фильтра, причём этот подбор ведётся в расчёте на максимальную или среднюю производительность аппарата, при которых и происходит глубинный селективный отвод шлама. При малой производительности шлам отводится с поверхности фильтра, что находится в соответствии со скоростями восходящего движения воды и условиями работы фильтра. Всё это даёт возможность автоматического регулирования оптимальной высоты шламового фильтра при глубинном отводе избыточного шлама и при частых и резких изменениях производительности установки.

Вариант устройства недвижного колсуха для случая глубинного щламоотвода изображён на фиг. 4. Кожух согласно этому варианту делается из двух половин 17 и 18, раздвинутых между собой на пшрину одного щламоотводного окна.

Для усиления селективности отвода щлама в отношении мелких его частиц щламоотводные окна снабжают козырьками (см. фиг. 5). В некоторых случаях при постоянстве условий работы водоумягчителя по производитапьности, качеству и температуре умягчаемой воды глубинный селективный отвод избыточного Н1лама может быть выполнен