Результат интеллектуальной деятельности: ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК, ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО ПРОТИВОТОЧНОЙ СХЕМЕ

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, выполненным по противоточной схеме, содержащем корпус, илосборник и систему водоподающих лотков с распределением воды через водослив, установлен 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, состоящий из двух частей, первая из которых, соединенная с водосливом, выполнена в виде пескоулавливающей камеры с пескосборником в нижней части, а вторая часть корпуса содержит илосборник, при этом обе части корпуса разделены тонкослойным блоком, жестко закрепленным на перегородке, разделяющей части корпуса и расположенной перпендикулярно оси водослива, а во второй части корпуса расположен патрубок для выхода очищенной воды, а тонкослойный блок может быть выполнен в виде наклонных пластин или трубчатым, в котором вместо наклонных пластин используются наклонные трубы среднего диаметра, изготавливаемые из пластмасс.

На фиг. 1 изображен общий вид тонкослойного отстойника, выполненного по противоточной схеме, имеющей восходящее движение потока жидкости, на фиг. 2 - вариант тонкослойного отстойника, выполненного по противоточной схеме, имеющей нисходящее движение потока жидкости.

Тонкослойный отстойник, выполненный по противоточной схеме, имеющей восходящее движение потока жидкости (фиг. 1), содержит корпус, состоящий из двух частей, первая из которых, часть 2, соединенная с водосливом 1 (вход воды) выполнена в виде пескоулавливающей камеры с пескосборником 6 в нижней части, а вторая часть 3 корпуса содержит илосборник 7. Обе части корпуса разделены тонкослойным блоком 8, жестко закрепленным на перегородке 5, разделяющей части корпуса и расположенной перпендикулярно оси водослива 1. Во второй части корпуса расположен патрубок 4 для выхода очищенной воды.

Тонкослойный блок 8 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 8 необходимо располагать на выходе воды из отстойника перед патрубком 4 для выхода очищенной воды.

Возможны два варианта тонкослойного отстойника, выполненного по противоточной схеме: 1-ый вариант - имеющей восходящее движение потока жидкости (фиг. 1). В 1-ом варианте тонкослойного отстойника, выполненного по противоточной схеме, имеющей восходящее движение потока жидкости (фиг. 1), тонкослойный блок 8 расположен своим входом под углом 135° к перегородке 5 от линии уровня воды, определяемой водосливом 1. Во 2-ом варианте тонкослойного отстойника, выполненного по противоточной схеме, имеющей нисходящее движение потока жидкости (фиг. 2), тонкослойный блок 9 расположен своим входом под углом 45° к перегородке 5 от линии уровня воды, определяемой водосливом 1.

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

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.

Конструктивной разновидностью тонкослойных отстойников, являются отстойники, работающие по противоточной схеме. Все они могут быть сведены к двум принципиальным схемам, показанным на фиг. 1 и фиг. 2. 1-ый вариант предполагает восходящее движение потока жидкости и предназначена для отделения взвешенных частиц, имеющих плотность больше воды. Схема по 2-ому варианту предполагает нисходящее движение потока жидкости и предназначена для отделения взвешенных частиц, имеющих плотность меньше воды. 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 обеспечивают 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.

Длину пластины l тонкослойного блока можно определить по формуле

где ν - скорость потока в тонкослойном блоке между пластинами; b - расстояние между пластинами по нормали; u - скорость осаждения твердых частиц; u₁=u sin α - составляющая скорости осаждения, направленная вдоль пластин; u₂=u cos α - составляющая скорости осаждения, направленная по нормали к пластинам; α - угол наклона пластин.

Угол наклона пластин α принимается обычно в диапазоне 45-60° согласно СНиПу 2.04.03-85 и должен обеспечивать соскальзывание отложившегося осадка по полкам под действием силы тяжести.

Производительность тонкослойного отстойника, м³/ч, рассчитывается по формуле

где ν - скорость потока в тонкослойном блоке между пластинами, мм/с; L - длина тонкослойного блока, м; В - ширина тонкослойного блока, м; k - коэффициент использования объема отстойника.

Количество пластин в блоке определяется из соотношения

где b - расстояние между полками по нормали; t - толщина пластин.

Ширина секции отстойника назначается обычно исходя из размеров пластин, предназначающихся для изготовления блоков (модулей). Все размеры других узлов отстойника (ширина резервуара отстойника, его строительная глубина и т.д.) назначаются из конструктивных соображений.