Открытый гидроциклон-отстойник

Рля 1 ен,рс О П И С Л-"ПЙ ЗОБРЕТЕЛЙЯ К АВТОРСИОМУ СВЙДБ 7 ЕИЬС 78 У Союз Советских Социалистических Республик(53) УДК 621928..37(088,8 осударственнь.й комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.1279(72) Авторы изобретения И, Олешко и Д. 11. Истомин краинский Государственный институт по нроектирован металлургических заводов 71) ЗаявительИзобретение относится к .сооружениям механической очистки сточных вод с использованием гравитационных и центробежных сил и может найти приме-нение в химическои, металлургической и других отраслях .промышленности .Известен безнапорный (открытый) гидроциклон, состоящий из цилнндрическ ого, переходящего в конус, р езер" вуара с тангенциальным подводом воды и очисткой от осевшего шлама грейФером,. многоковшовыми ленточными, транспортерами или непосредственным сливом иэ расположенного в нижней части сооружения шламового патрубка 111Осветление воды в открытых гидро- циклонах происходит в основном эа . счет центробежных сил, действующих на частицы взвеси, вращающиеся с большой скоростью вместе с циркуляционным потоком воды или стоков.Такие гидроциклоны, очищая в известной степени воду нли стоки от взвешенных частиц, имеют различные недостатки. Так, гидроциклоны с уборкой шлама грейфером не могут работать непрерывно вследствие невозможности нх очистки в рабочем состоянии иэ-за закручивания тросов грейФера потоком воды," в этих гидроциклонах невозможна очистка стоков от масел,Известен гидроциклон-отстойник,включающий корпус с патрубком подводаисходной очищаемойводы и патрубкамиотвода продуктов разделения. Внутрикорпуса. установлены центральная шахта и кольцевые перегородки, не доходящие до дна, а в верхней части корпуса размещены маслосборный и водосборный лотки 12),ОдНаКО Этот ОтстсйнИК - ГИдрсциКлОН имеет следующие существенные недостат" ки, снижающие эФФективность его работы. 1, Осветление стоков в центральной шахте, куда подаются стоки и через которую производится также чистка сооружения от шлама, является малозфФективным вследствиегзначительных размеров этой шахты, определяемых в основном размерами ковша грейфера, и, следовательно- низких скоростей вращения стоков в най; ушения режима потока движуэтой зоне ковшом грейФера; мучивания осадка ковшом грейнарастания скоростей движениястоков в цели для выхода стоков вследующую зону, приводящего к выносутуда взвесей,2, осветление стоков эо второй,кольцевой зоне, также малоэффективновследствие того, что выход из этойэоны э следующую также предусмотренчерез отверстие, площадь сечения которого значительно меньше площадисечения кольцевой зоны, что вновь приводит к нарастанию скоростей стоковвблизи этой щели и в самой щели, аследовательно - к выносу частиц взвеси в следующую зону.В связи с этим осветляемая средабудет выходить в зазоры, расположенные э зоне пониженного давления, аЙе в сцепиально предусмотренное дляэтой цели отверстие, расположенноев нижней части сооружения, над раструбом, Выход же стоков через этй эаэо ры приведет к выносу эзвесей к лоткуосветленной воды и к невозможностизадержания плавающих примесей (масел, нетепродуктоэ) .3. Яа полом раструбе могут оседать шламовые частицы, что,повлечетза собой закупорку зазора между раструбом и средним цилиндром, а затем -и закупорку щели для выхода стоковиз кольцевой зоны во внешнюю, т.е. ЗОполный выход сооружения иэ строя.4. Размещение водосборного лоткана внешней стороне центральной. трубыпредполагает движение стоков от пери"иберии к центру, что ведет к возрас- утанию скорости потока и выносу частицвзвеси и масел из сооружения.5. Чистка сооружения невозможнабез отключения, так как вращательноедвижение стоков в центральной шахте,куда опускается ковш грейферногокрана, приводит к закручиванию этоготроса и выходу из строя крановогооборудования.Наиболее близок по техническойсущности к предположенному открытыйгидроциклон-отстойник, включающийцилиндрический корпус с коническойшламонакопительной камерой, центральную шахту, тангечциально установлен"ный патрубок подвода осветляемой воды и патрубки отвода осветленной воды и масла, кольцевую перегородкус раструбом, не доходящую до дна корпуса и образующую со стенкой. цент"ральнрй шахты камеру центробежного 55осэетАения, а с цилиндрическим корпусом - камеру гравитационного осветления (3),Однако при работе этого устройства частично осветленная в кольцевой 60зоне центробежного осэетления водана выходе из центральной шахты в ка"меру гравитационного осветлениявстречается по всему периметру растРУба центральной шахты с потоком шлама, опускакщегося во внешней стороне раструба, что приводит к загрязнению уже частично оснетленных стоков до исходного состояния.Таким образом, практически осветление стоков начинается только эо внешней последней камере.Кроме того объем камеры гравитационного осветления практически равен объему камеры центробежного оснетления и не обеспечивает высокой степени очистки стоков.Объем камеры гравитационного осэетления используется не полностью вследствие отсутствия лотка для сбора осветленной воды, что приводит к нарушению направления движения стоков в этой зоне - стоки движутся не вер тикально вверх, а по диагонали снизу к сливной трубе. Конструкция сооружения не обеспечивает задержания масло- и нефтепродуктов, а также плавающих примесей крупных размеровОтвод шламоэой пульпы через патрубок внизу конической части сооружения целесообразен только для однородных мелкодисперсных шламов, а задержание крупных включений должно производиться э дополнительном устройстве (первичном отстойнике), сооружаемом до гидроциклона .Кроме того, конструкция сооружения не обеспечивает доступности осмотра, что мешает обслуживанию гидро циклон а,Цель изобретения - повышение производительности гидроциклона и эффективности осветления.Это достигается тем, что в гидро" циклоне камеры центробежного и гравитационного осветления выполнены с соотношением объемов, равным 1:4 1 г 8, а верхняя часть корпуса снабжена размеценным по его периметру водо- сборным лотком, коаксиально установленной мас 1 оудержиэающей перегородкой и маслосбориъи лотками, расположенньри радиально в камерах центробежного и гравитационного осветления.Как показали опыты, оптимальным соотношением объемов камер центробежного осветления и гравитационного осветления для промышленных сточных вод с содржанием взвешенных частиц от 5 ОО до ЗООО мг/л при гидравлической крупности частиц в пределах 1-6,5 мм/ /сек является соотношение 14 - 18.При отношении объемоэ этих камер менее 1:4 наблюдался значительный вынос мелких частиц, эфФект осветления стоков был недостаточным, Увеличение отношения объемов камер вело к улучшению разделения сред, но при отношениях объемов более 1:8, рост эффекта осветлеиия значительно снижался при возрастании затрат на очистку.На Фиг. 1 схематически показан гидроциклон-отстойник, вид сверху 1 на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Открытый гидрЬциклон-отстойник имеет цилиндрический корпус 1 с конической шламонакопительной зоной 2 и лотком 3 осветленной воды; центральную шахту 4 для работы грейфера 5, тангенциальный подвод 6 очищаемой воды и отводящий трубопровод 7 осветленной воды; маслосборные лотки 8 с масло- отводящими трубками 9;. маслоудерживаощую; перегородку 10, а также кольцевую перегородку 11 с расширяющимся книзу раструбом 12, образующую со стенкой центральной шахты 4 камеру 13 центробежного осветления, а с ци" линдрическим корпусом 1 - камеру 14 гравитационного осветления воды.Гидроциклон-отстойник может быть изготовлен из железобетона или металла в зависимости от назначения, произ водительности, размеров сооружения и места установки,открытый гидроциклон-отстойник работает следующим образом.Сточные воды, подлежащие очистке, 25 подаются по тангенциальному подводу 6 в камеру центробежного осветления,.13, при вращении жидкости в этой камере происходит отделение взвеси под действием центробежных сил, сгущение 3 О ее около внешней стенки камеры и выпадение в осадок.Частично осветленная вода поступает по расширяющемуся раструбу 12 в камеру гравитационного осветления З 14, работающую по принципу вертикального отстойника - осветленная вода .поднимается вверх, сливается в лоток 3, расположенный по периметру корпуса гидроциклона-отстойника, и отводится на дальнейшее использование. Взвешенные вещества под действием силы тяжести выпадают в осадок э ко- ническую часть, откуда шлам забирается грейферным краном и направляется на обезвоживание.Эадержка плавающих примесей от попадания в водосборный лоток осуществляется плавающей стенкой (маслоудерживающей перегородкой 10).Сбор масла осуществляется в камере 5 О пентробежного осветления и в камере гравитационного осветления маслосборными лотками 8 с маслоотводящиьы трубами 9.Предложенный гидроциклон-отстойник 55 имеет наиболее эффективную технологию очистки стоков, основанную на обеспечении наибольших скоростей, вращения стоков в кольцевой зоне центробежного осветления и равномерно-замедленного, 60 близкого к ламинарному, движения стоков в зоне гравитационного осветчения, что гарантирует эффективное двухступенчатое разделение сред.65 В сооружении исключена возможность встречи осветленной воды с потоком взвесей, движущихся в осадочную часть, воэможность нарушения процесса осветления стоков движущимся ковшом грейфера, исключено вторичное загрязнение осветленных стоков взэесью, взмученной кбвшом грейфера при его работе. Наряду с этим обеспечивается задержание масел и неФтепродуктов; обеспечивается очистка сточных вод, включающих тяжелые примеси различного Фракционного состава (окалину, шпам), и обеспечивается возможность чистки сооружений от шлама без отключения.Применение предложенного устройства для очистки воды и сточных вод обеспечит повышение эффекта осветления в 1,7 раза, и позволит повысить удельную нагрузку на сооружение на 60-89%.Годовой экономический эффект по приведенным затратам на одно сооружение производительностью 1000 м/ч составит ориентировочно 130 тыс . рублей.Формула изобретенияОткрытый гидроциклон-отстойник, включающий цилиндрический корпус с конической шламонакопительной камерой, центральную шахту, тангенциально установленный патрубок подвода осветляемой воды и патрубки отвода осветленной воды и масла, кольцевую перегородку с раструбом, не доходящую до дйа корпуса и образукщую со стенкой центральной шахты камеру центробежного осветления, а с цилиндрическим корпусом - камеру гравитационного осветления, о т л и чающийс ятем, что, с целью повышения производительности гидро- циклона и эффективности осветления, камеры центробежного и гравитационного осветления выполнены с соотношением объемов, равным 1:4 - 1:8, а верхняя часть корпуса снабжена размещенным по его периметру водосборным лотком, коаксиально установленной маслоудерживающей перегородкой и маслосборными лотками, расположенными радиально в камерах центробежного и гравитационного осветления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сериков Н, Ф. Водное хозяйствозаводов черной металлургии, И., изд.Иеталлургияфф, 1966., с. 104-1052. Авторское свидетельство СССР9 544472 кл. С 02 С 1/26, 1975.3. Патент Франции 9 2190532,кл. В 04 С 5/ОО, 1974,