Результат интеллектуальной деятельности: Устройство центробежной очистки

Устройство предназначено для очистки природных и промышленных сточных вод методом центробежной сепарации и может найти применение в машиностроении, строительной индустрии, добыче полезных ископаемых и других отраслях производства.

Известны устройства для очистки загрязненных сточных вод от взвешенных веществ методом центробежного разделения. Например, в кн. «Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков» (Д.А. Кривошеий, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др. М. Высшая школа. 2003. - 344 с.) на рис. 4.11 приведена схема многоярусного открытого гидроциклона (стр. 99). В этом устройстве, для повышения качества очистки, использованы ярусы конических диафрагм.

Вес используемые гидроциклоны применимы для очистки воды от грубодисперсных крупных загрязняющих веществ. Для повышения качества очистки и улавливания средних и мелких частиц загрязнителей используют или дополнительные устройства очистки или используют физико-химические методы предварительного укрупнения средних и мелких частиц загрязняющих веществ.

В устройстве центробежной очистки (патент на полезную модель №193149, бюл. №29 от 15.10.2019) предложено в загрязненную жидкость добавлять коагулянт, который укрупняет все загрязняющие вещества в агрегаты в виде хлопьев, которые более эффективно подвергаются действию центробежных сил и тонкослойному отстаиванию. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие.

Поступление коагулянта в исходную загрязненную воду производится с использование эжектора и количество поступающего коагулянта зависит от количества протекающей по трубе жидкости и чем больше расход жидкости, чем больше через эжектор подается коагулянта. Но подобная эжекционная подача не учитывает концентрацию взвешенных веществ в исходной очищаемой воде, которая может изменяться, исходя из условий и особенностей технологических процессов. Этот фактор в прототипе не учитывается.

Другой недостаток состоит в том, что не все крупные частицы шлама, отброшенные к стенке спирального корпуса будут поступать в патрубок отвода шлама, а часть будет поступать в зону тонкослойного отстаивания, ухудшая ее работу.

Техническое решение заключается в повышении качества очистки сточных вод.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве, содержащим корпус в виде спирального диффузорного канала с патрубками подачи загрязненной воды, патрубками отвода очищенной воды, отвода шлама, тонкослойные наклонные пластины отстаивания с промывными желобами, устройство подачи коагулянта с камерой смешения, устройство подачи коагулянта выполнено в виде ленточного конвейера с регулируемым противовесом и датчиком управления заслонкой и приводом конвейера, а камера смешения представляет собой статический смеситель, составленный из набора отдельных винтовых турбулизаторов, при этом, спиральный корпус в выходной части перед тонкослойными пластинами содержит камеру стабилизации, а нижняя стенка камеры стабилизации имеет наклон к патрубку отвода шлама.

Предложенное устройство представлено на фиг.1 - общий вид в поперечном сечении, фиг.2 - устройство подачи коагулянта, фиг.3 - статический смеситель с набором винтовых турбулизаторов, фиг.4 - корпус с камерой стабилизации.

Здесь:

1 - корпус, 2 - камера смешения, 3 - устройство подачи коагулянта, 4 - патрубок подачи загрязненной воды, 5 - патрубок подачи промывной жидкости, 6 - патрубок отвода чистой воды, 7 - тонкослойные пластины, 8 - промывные желоба, 9 - патрубок отвода шлама, 10 - камера стабилизации, 11 -воронка, 12 - ленточный конвейер, 13 - бункер, 14 - коагулянт, 15 - заслонка, 16 - весы рычажные, 17 - противовес, 18 - датчик, 19 - винтовые элементы смесителя.

Устройство центробежной очистки представляет собой корпус 1 в виде спирального диффузорного канала с горизонтальной осью. В верхней узкой части корпуса 1, к нему крепится камера смешения 2, в котором расположены винтовые элементы 19. К камере смешения 2 крепится патрубок подачи загрязненной воды 4; над которой расположено устройство подачи коагулянта 3. Устройство подачи коагулянта 3 состоит из бункера 13, содержащего порошковый коагулянт 14. Бункер 13 имеет заслонку 15, которая может регулировать размер проходного отверстия бункера. Под проходным отверстием бункера 13 установлен ленточный конвейер 12, который приводится в движение от постороннего источника (не показан).

Ленточный конвейер 12 закреплен на одном из плеч рычажных весов 16. Другое плечо рычажных весов 16 имеет противовес 17, имеющий возможность перемещения вдоль плеча, имеющего градуировочную разметку. Положение рычажных весов 16 контролируется датчиком 18, расположенного под плечом рычажных весов 16 с ленточным конвейером 12.

На патрубке подачи загрязненной воды 4 под ленточным конвейером 12, в зоне высыпания коагулянта расположена воронка 11.

В нижней расширенной части корпуса 1 расположена камера стабилизации 10, которая имеет несимметричную конфигурацию и нижняя стенка камеры имеет наклон к патрубку отвода шлама 9.

К камере стабилизации 10 примыкает зона тонкослойного отстаивания, состоящая из тонкослойных пластин 7, имеющих во входной части промывные желоба 8, в которые промывная вода подается через патрубок 5, а после желобов 8 сливается в общий патрубок отвода шлама 9.

Предложенное устройство работает следующим образом. Перед началом процесса очистки проводят анализ сточных вод. Подлежащих очистке, вид, характер и концентрацию загрязняющих компонентов (соли железа, алюминия, магния, известь, и др.) и его необходимое количество.

На основании полученных исходных данных настраивают устройство подачи коагулянта 3, путем регулирования рычажных весов 16. Для этого устанавливают противовес 17 таким образом на градуированном плече весов 16, чтобы обеспечивать на ленточном конвейере 12 необходимое количество коагулянта 14. С целью упрощения настройки весов 16 можно использовать предварительно установленную тарировочную характеристику G_к=f (L_пp), где G_к - необходимый вес коагулянта, L_пp - число делений на градуированной разметке весов 16.

После настройки устройства 3, приступают к процессу очистки и начинают подавать сточную воду в патрубок 4 и включают привод (не показан) ленточного конвейера 12. По конвейеру 12 в сточную воду подается необходимое количество коагулянта 14 через воронку 11. Далее, вода с коагулянтом поступает к камеру смешения 2, где проходя через винтовые соединения 19, активно турбулизируется и тщательно перемешивается. За счет действия коагулянта частицы загрязнителя укрупняются в хлопья и попадают в зону действия центробежных сил в спиральном диффузорном канале корпуса 1 отбрасываются к стенке. Сгущенный пристеночный шлам поступает в камеру стабилизации 10, где за счет наклонного днища, сползает в патрубок 9 и удаляется из устройства. В камере стабилизации 10 скорость потока воды снижается за счет диффузорности. Из камеры стабилизации 10 вода, очищенная от значительной части загрязняющих веществ, поступает в зону тонкослойных пластин 7, где происходит доочитска от оставшихся загрязнителей. Осевшие на пластине 7 частицы сползают вниз в промывные желоба 8, откуда смываются промывной водой из патрубка 5 и отводятся в патрубок отвода шлама 9. Очищенная от загрязняющих веществ вода из патрубка 6 отводится потребителям.

Таким образом, используя предложенное устройство центробежной очистки можно значительно повысить качество очистки сточных вод.