Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОТКАЧКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Система относится к области водоотведения, в частности к системам откачки (из отстойников, резервуаров и т.п.) необезвоженных осадков сточных вод, в которых могут образовываться газы брожения и содержаться длинноволокнистые вещества.

Известна «Насосная установка для перекачивания газожидкостной смеси», в которой лопастной насос-сепаратор содержит корпус и установленный в нем полый вал с рабочими лопастями. Устройство для отсоса газовой фазы выполнено в виде источника низкого давления (ИНД), сообщённого через полость вала с проточной частью насоса-сепаратора в месте сепарации газовой фазы. Между полостью вала и ИНД установлен регулятор расхода, выполненный в виде цилиндрической полой насадки с входными и выходными тангенциальными каналами на концах, радиальным каналом между ними и двумя центральными отверстиями. Одно из отверстий сообщено гидравлической магистралью с ИНД. Регулятор расхода содержит регулирующий орган с приводом от дифференциального датчика давления, одна управляемая полость которого подключена к второму центральному отверстию, другая - к радиальному каналу. Выходные тангенциальные каналы сообщены с ИНД через дроссельную шайбу (см. авторское свидетельство SU № 1779796. МПК F04D31/00 / Щербатенко И. В., Ханкин В. П.; опубл. 07.12.1992).

Известная насосная установка не может быть применена для откачки необезвоженных осадков сточных вод, т.к. полый вал и отверстия будут забиваться длинноволокнистыми веществами, содержащимися в осадках.

Известна система «Энергосберегающая система оперативного управления энергопотреблением при эксплуатации канализационных насосных станций» (см. патент на полезную модель РФ № 119824. МПК F04D15/00 (2006.01)/Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Трухин Ю.А., Игнатчик В.С., Игнатчик С.Ю. и др.; опубл. 27.08.2012, Бюл. № 24). Указанная система включает в себя:

- модуль перекачки воды, содержащий приемный резервуар с подводящим трубопроводом, по меньшей мере, два насоса с напорными и всасывающими трубопроводами, на которых установлены обратные клапаны. Напорные трубопроводы и насосы соединены с внутренним напорным коллектором, оборудованным, по меньшей мере, двумя выходами. Насосы дополнительно снабжены соответственно электроприводами. Модуль также дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним блоком электропитания насосов, по меньшей мере, двумя питающими кабелями и одним измерительным кабелем. При этом блок электропитания насосов при помощи питающего кабеля соединен с электроприводом насоса, а при помощи питающего кабеля соединен с электроприводом насоса;

- модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий, по меньшей мере, измеритель потребляемой мощности, соединенный при помощи измерительного кабеля с блоком электропитания насосов;

- модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий архивный блок и блок анализа дополнительных сопротивлений, при этом, выход измерителя потребляемой мощности соединен с входом архивного блока, выход архивного блока - с входом блока анализа дополнительных сопротивлений. Имеется вариант развития, когда модуль анализа диагностируемых параметров дополнительно снабжен блоком анализа внутреннего перетока, вход которого соединён с выходом архивного блока;

- модуль оптимизации энергопотребления, содержащий блок формирования аварийного сообщения, при этом выходы блока анализа дополнительных сопротивлений, блока анализа внутреннего перетока соединены с входом блока формирования аварийного сообщения.

- модуль перекачки воды может быть дополнительно снабжен низкоскоростным высокомоментным измельчителем твёрдых частиц, установленным на подводящем трубопроводе и/или в приемном резервуаре.

Для указанной системы характерна низкая надежность, т.к. при откачке осадков сточных вод возможны перерывы в ее работе из-за газов брожения, выделяющихся из осадков во всасывающем трубопроводе насоса в результате снижения давления (по закону Генри). Присутствие перед насосом газов брожения негативно влияет на его работу: снижается подача, напор, КПД, работа становится неустойчивой. С увеличением количества газов, когда осадки не могут подводиться к рабочему колесу, подача снижается до нуля. Кроме того, длинноволокнистые вещества, содержащиеся в осадках, будут забивать проточные части насосов.

Задачей изобретения является повышение надежности известной системы.

Поставленная задача решена так, что известна система, включающая резервуар с подводящим трубопроводом, по меньшей мере, один насос с напорным и всасывающим трубопроводами, в соответствии с настоящей полезной моделью дополнительно снабжена:

- отводящим трубопроводом;

- воздушно-гидравлической колонной, выполненной в виде вертикальной трубы с нижней заглушкой, герметично приваренной в нижней части вертикальной трубы, верхней заглушкой, герметично приваренной в верхней части вертикальной трубы, с патрубком подвода исходных осадков и патрубком отвода дегазированных осадков, расположенных в нижней части вертикальной трубы выше нижней заглушки, с патрубком отвода газов дегазации, соединённым с верхней заглушкой.

При этом верхняя заглушка расположена выше уровня осадков в резервуаре, отводящий трубопровод соединяет резервуар с патрубком подвода исходных осадков воздушно-гидравлической колонны, всасывающий трубопровод насоса соединён с патрубком отвода дегазированных осадков воздушно-гидравлической колонны.

Кроме того, насос выполнен с незасоряющейся длинноволокнистыми веществами проточной частью и/или система дополнительно снабжена низкоскоростным высокомоментным измельчителем длинноволокнистых включений, установленном на отводящем трубопроводе и/или всасывающем трубопроводе насоса.

Отличительными признаками заявляемой системы осадков являются:

1. Дополнительное снабжение системы отводящим трубопроводом.

2. Дополнительное снабжение системы воздушно-гидравлической колонной.

3. Выполнение воздушно-гидравлической колонны в виде вертикальной трубы с нижней заглушкой, герметично приваренной в нижней части вертикальной трубы, верхней заглушкой, герметично приваренной в верхней части вертикальной трубы.

4. Снабжение воздушно-гидравлической колонны патрубком подвода исходных осадков и патрубком отвода дегазированных осадков, расположенных в нижней части вертикальной трубы выше нижней заглушки.

5. Снабжение воздушно-гидравлической колонны патрубком отвода газов дегазации, соединённым с верхней заглушкой

6. Расположение верхней заглушки выше уровня осадков в резервуаре

7. Соединение отводящим трубопроводом резервуара с патрубком подвода исходных осадков воздушно-гидравлической колонны.

8. Соединение всасывающего трубопровода насоса с патрубком отвода дегазированных осадков воздушно-гидравлической колонны.

9. Выполнение насосов с незасоряющейся длинноволокнистыми веществами проточной частью.

10. Дополнительное снабжение системы низкоскоростным высокомоментным измельчителем длинноволокнистых включений;

11. Установка низкоскоростного высокомоментного измельчителя длинноволокнистых включений на отводящем трубопроводе и/или всасывающем трубопроводе насоса.

Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что расширяется область применения системы, т.к. она может быть применена для откачки осадков сточных вод. Это достигается благодаря наличию отличительных признаков 1 - 11, т.к.:

- за счёт применения отличительных признаков 1 - 7 появляется возможность удаления в воздушно-гидравлической колонне выделяющихся из осадков газов;

- за счёт применения отличительного признака 8 во всасывающем трубопроводе насоса будут находиться только дегазированные осадки;

- за счёт применения отличительного признака 9 насосы не будут засоряться длинноволокнистыми веществами;

- за счёт применения отличительных признаков 10 - 11 во всасывающем трубопроводе насоса будут находиться только осадки с измельчёнными длинноволокнистыми веществами.

Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.

На чертеже представлена схема «Системы откачки осадков сточных вод».

Система содержит:

- резервуар 1 с подводящим трубопроводом 2;

- насос 3 с напорным 4 и всасывающим 5 трубопроводами;

- отводящий трубопровод 6;

- воздушно-гидравлическую колонну 7, выполненную в виде вертикальной трубы 8 с нижней заглушкой 9, герметично приваренной в нижней части вертикальной трубы 8, верхней заглушкой 10, герметично приваренной в верхней части вертикальной трубы 8, с патрубком 11 подвода исходных осадков и патрубком 12 отвода дегазированных осадков, расположенных в нижней части вертикальной трубы 8 выше нижней заглушки 9, с патрубком 13 отвода газов дегазации, соединённым с верхней заглушкой 10. При этом верхняя заглушка 10 расположена выше уровня осадков в резервуаре 1, отводящий трубопровод 6 соединяет резервуар 1 с патрубком 11 подвода исходных осадков воздушно-гидравлической колонны 7, всасывающий трубопровод 5 насоса 3 соединён с патрубком 12 отвода дегазированных осадков воздушно-гидравлической колонны 7.

Насос 3 выполнен с незасоряющейся длинноволокнистыми веществами проточной частью. Этот элемент насоса 3 (на чертеже не показан) доступен для понимания специалистами на основании уровня техники их смыслового содержания, т.к. является элементом любого насоса. Настоящим изобретением допускаются различные варианты исполнения проточной части, например, применение профилированных колёс, увеличение размеров проходных сечений и др.

Имеется вариант системы, когда система дополнительно снабжена низкоскоростным высокомоментным измельчителем 14 длинноволокнистых включений, установленном на отводящем трубопроводе 6 и/или всасывающем трубопроводе 5 насоса 3.

Система работает следующим образом. Осадок по подводящему трубопроводу 2 поступает в резервуар 1, в котором в зависимости от технологического назначения происходит его уплотнение, временное хранение и т.п. Одновременно происходит его анаэробное (в бескислородном режиме) сбраживание с выделением газов брожения. Часть из них в соответствии с законом Генри (растворимость газов пропорциональна давлению) растворяется в воде, содержащейся в осадке, под давлением, равном высоте их слоя в резервуаре 1.

Далее, при включении насоса 3, осадки, насыщенные газами брожения, по отводящему трубопроводу 6 через воздушно-гидравлическую колонну 7 поступают во всасывающий трубопровод 5 насоса 3, а затем по напорному трубопроводу 4 отводятся на дальнейшую обработку. По мере движения по отводящему трубопроводу 6 давление осадков в нем снижается (насос 3 создаёт разрежение) в результате чего часть насыщенных газов выделяется из воды, образуя газовую пробку. Однако в предлагаемой системе в отличие от прототипа, газовая пробка не перекрывает всасывающий трубопровод 5, поскольку в воздушно-гидравлической колонне 7 происходит отделение газов от осадков (газ легче воды) и отвода их через патрубок 13 отвода газов дегазации.

Кроме того, работоспособность предлагаемой системы в условиях содержания в осадках длинноволокнистых веществ обеспечивается по трем вариантам. Первый вариант, когда в системе применяется насос 3 с незасоряющейся длинноволокнистыми веществами проточной частью. В этих условиях длинноволокнистые вещества перекачиваются с осадками на дальнейшую обработку. Второй вариант, когда на отводящем трубопроводе 6 и/или всасывающем трубопроводе 5 насоса 3 дополнительно установлен низкоскоростной высокомоментный измельчитель 14 длинноволокнистых включений. В этих условиях длинноволокнистые вещества дробятся в измельчителе и перекачиваются на дальнейшую обработку измельченными. Третий вариант, когда в системе одновременно применяется насос 3 с незасоряющейся длинноволокнистыми веществами проточной частью и на отводящем трубопроводе 6 и/или всасывающем трубопроводе 5 насоса 3 дополнительно установлен низкоскоростной высокомоментный измельчитель 14 длинноволокнистых включений.