Результат интеллектуальной деятельности: ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК, ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО ПЕРЕКРЕСТНОЙ СХЕМЕ

Изобретение относится к очистным сооружениям.

Известно очистное сооружение в виде отстойника по а.с. СССР 919700, C02F 1/52, от 15.04.82, содержащее корпус, илосборник и систему водоподающих лотков.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является очистное сооружение в виде отстойника по патенту РФ №2438992, содержащее корпус, илосборник и систему водоподающих лотков с распределением воды через водослив, отличающийся тем, что дополнительно содержит установленный в верхней части корпуса водоподающий лоток со струенаправляющей стенкой, выполненной в виде изогнутой пластины, состоящей из двух вертикальных и одного горизонтального участка, примыкающего с зазором к вертикальной пластине водоподающего лотка, а в нижней части корпуса под водоподающим лотком установлена илосборная часть корпуса, примыкающая к донной части, выполненной с наклоном в сторону илосборной части, причем со стороны, противоположной водоподающему лотку, расположена система водослива, выполненная в виде вертикальной пластины, верхняя часть которой находится на уровне воды в корпусе отстойника, и струенаправляющей пластины с изгибом в сторону задней стенки корпуса, в которой смонтированы две сливные трубки, расположенные на разных уровнях от верхней кромки корпуса (прототип).

Недостатком известного очистного сооружения является то, что оно не обеспечивает высокой степени очистки сточных вод.

Технический результат - повышение эффективности очистки сточных вод.

Это достигается тем, что в тонкослойном отстойнике, выполненном по перекрестной схеме содержащим корпус, илосборник и систему водоподающих лотков с распределением воды через водослив, установленный в верхней части корпуса водоподающий лоток со струенаправляющей стенкой, выполненной в виде изогнутой пластины, состоящей из двух вертикальных и одного горизонтального участка, примыкающего с зазором к вертикальной пластине водоподающего лотка, а в нижней части корпуса под водоподающим лотком установлена илосборная часть корпуса, примыкающая к донной части, выполненной с наклоном в сторону илосборной части, причем со стороны, противоположной водоподающему лотку, расположена система водослива, выполненная в виде вертикальной пластины, верхняя часть которой находится на уровне воды в корпусе отстойника, и струенаправляющей пластины с изгибом в сторону задней стенки корпуса, в которой смонтированы две сливные трубки, расположенные на разных уровнях от верхней кромки корпуса, корпус состоит из двух частей, первая из которых, соединенная с водосливом, выполнена в виде пескоулавливающей камеры с пескосборником в нижней части, а вторая часть корпуса содержит тонкослойный блок, выполненный по перекрестной схеме и расположенный в горизонтальной плоскости параллельно оси водослива, в нижней части которой расположен илосборник, при этом струераспределительное устройство расположено перпендикулярно оси водослива и отделяет первую и вторую части корпуса друг от друга посредством горизонтально расположенных пластин, при этом во второй части корпуса расположен патрубок для выхода очищенной воды.

На фиг. 1 изображен общий вид тонкослойного отстойника, выполненного по перекрестной схеме, на фиг. 2 - сечение A-A тонкослойного блока отстойника.

Тонкослойный отстойник, выполненный по перекрестной схеме (фиг. 1), содержит корпус, состоящий из двух частей, первая из которых, часть 2, соединенная с водосливом 1 (вход воды), выполнена в виде пескоулавливающей камеры 2 с пескосборником 6 в нижней части, а вторая часть 3 корпуса содержит тонкослойный блок, выполненный по перекрестной схеме (фиг. 2) и расположенный в горизонтальной плоскости параллельно оси водослива 1, в нижней части которой расположен илосборник 7, при этом струераспределительное устройство 5 расположено перпендикулярно оси водослива 1 и отделяет первую и вторую части корпуса друг от друга посредством горизонтально расположенных пластин. Во второй части корпуса расположен патрубок 4 для выхода очищенной воды.

Тонкослойный блок может быть выполнен в виде наклонных пластин или трубчатым, в котором вместо наклонных пластин используются наклонные трубы среднего диаметра, изготавливаемые обычно из пластмасс. Тонкослойные блоки необходимо располагать на выходе воды из отстойника перед патрубком 4 для выхода очищенной воды.

Тонкослойный отстойник, выполненный по перекрестной схеме, работает следующим образом.

При этом вода проходит в горизонтальном направлении между рядами наклонных полок (пластин). Твердые взвешенные частицы опускаются вниз и соскальзывают по наклонным полкам в приямок для осадка. Нефтепродукты поднимаются на поверхность воды в отстойнике, откуда удаляются с помощью нефтесборного устройства.

Для улучшения гидродинамических условий работы горизонтального отстойника следует создать такие конструкции впуска и выпуска сточных вод, которые обеспечат равномерное распределение их по ширине и глубине отстойника. При неглубоких (1,5-2 м) сооружениях такое распределение достаточно удовлетворительно обеспечивает незатопленные водосливы с полупогруженной направляющей стенкой в начале отстойника. Выпадающий на дно горизонтальных отстойников осадок должен периодически удаляться. Продолжительность периода его хранения зависит от количества осадка и его способности к загниванию и уплотнению.

Конструкцию и размеры грязевой части отстойников выбирают в зависимости от способа удаления осадка. Наиболее широкое применение получили прямоугольные в плане отстойники с одним или несколькими воронкообразными приямками для выпавшего осадка. Приямки располагаются в один или в два ряда в начале отстойника. Выпавший осадок удаляется из приямков с помощью грязевых насосов.

Для обеспечения сползания осадка стенки приямка выполняются под углом 45-60°, а дну отстойника придается уклон не менее 0,05, что вызывает необходимость дополнительного заглубления отстойника. Небольшой уклон дна отстойника не всегда обеспечивает сползание осадка к приямку, что нередко приводит к чрезмерному уплотнению осадка.

Тонкослойные полочные отстойники рекомендуются для осветления слабоконцентрированных сточных вод, содержащих тонкодиспергированные нерастворимые примеси, преимущественно небольшой плотности. Они находят применение при очистке сточных вод на предприятиях различных отраслей промышленности. При обработке стоков, содержащих полидисперсные системы загрязнений, тонкослойные отстойники могут использоваться в качестве второй ступени очистки. Технологический расчет тонкослойных отстойников производится аналогично расчету обычных горизонтальных отстойников. Основными исходными данными служат расчетная глубина (расстояние между полками) сооружения и гидравлическая крупность примесей, для задержания которых оно предназначается.

Тонкослойное отстаивание применяется в случае необходимости сокращения объема очистных сооружений и при необходимости повышения эффективности существующих отстойников. В первом случае тонкослойные отстойники выполняют роль самостоятельных сооружений, во втором - существующие отстойники дополняются тонкослойными модулями, располагаемыми в совершенствуемом отстойнике перед водосборным устройством.

При расчете отстойника расчетными величинами являются длина секции L и производительность отстойника Q. Длина яруса L, м, определяется по формуле

где v - скорость потока воды в ярусе отстойника, мм/с; h - высота яруса тонкослойного блока, м; k_с - коэффициент сноса выделенных частиц (при плоских пластинах k_с=1,2; при рифленых пластинах k_с=1); u - гидравлическая крупность задерживаемых частиц (рекомендуется определять экспериментально в слое, равном высоте яруса h).

Расчетная скорость протока в тонкослойных отстойниках обычно не превышает 10 мм/с.

Производительность отстойника определяется по формуле

где k - коэффициент использования объема, принимаемый 0,8; B - ширина секции тонкослойного блока, м; (блок содержит две секции, зеркально расположенные по отношению друг к другу); H - высота тонкослойного бока, м.

Строительная ширина B_СТР, м, отстойника определяется по формуле

B_СТР=B+b₁+2b₂,

где b₁=0,25 м - расстояние между секциями блока; b₂=0,05-0,1 м - расстояние между секциями блока и стенками корпуса отстойника.

Обязательным условием, выполняемым при конструировании отстойника, должна быть плотная стыковка соответствующих пластин в соседних блоках (модулях). Строительная высота отстойника H_стр, м, определяется по формуле

где h₀ - высота расположения рамы тонкослойных блоков (0,1-0,2 м.); h_п - высота слоя жидкости над поверхностью блока (0,2-0,5 м); h_ш - глубина шламосборника (0,3-0,5 м). Строительная длина тонкослойного отстойника L_стр определяется по формуле

Зона длиной L1 служит для выделения крупных примесей. Объем зоны рассчитывается на время пребывания потока t₁=20-30 сек.

где k - коэффициент использования объема отстойника; L₂≈0,05-0,2 м - длина зоны формирования потока при входе в тонкослойный блок; L₃=0,3-0,5 м - длина зоны выхода из тонкослойного блока.