Полочный отстойник

(9 Р 1 52 ЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИ 1(71) Челябинский государственный инспо проектированию металлургическихдов(56) Авторское свидетельство СССР. ленных и б изобретени ки в сечении корпуса отс Это позвол мических с нять ориен з.п.ф-лы, 4 титут заво-.,КузИзобретение относится к устройствам для очистки сточных вод и может быть использовано в черной металлургии и других Отраслях промышленности, а также для очистки бытовых сточных вод.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является полочный отстойник, содержащий корпус с днищем, тонкослойные блоки, установленные с зазором один от другого вдоль продольной оси корпуса, съемные уплотнительные перегородки, размещенные в зазоре между блоками; а также в зазорах между блоками и стенками отстойника, узел ввода исходной воды и узлы отвода осветленной воды и осадка.Недостаток этого устройства состоит в том; что отстаивание воды осуществляется при фиксированном типе отстойника, а именно с поперечным наклоном пластин блоков. Изменение этого типа. отстойника непосредственно в процессе эксплуатации отстойника невозможно, так как невозможно осуществить переход с одного типа тонГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ И Ж 1782 НЫй ОТСТОйНИКзование: для очистки промыи;- ытовых сточных вод, Сущность я: Полочные тонкослойные бло, параллельном продольной оси тойника, имеют форму квадрата. яет в зависимости от физико-хцвойств очищаемой воды измотацию наклона полок блоков; 1 ил. кослойных блоков на другой (от блоков с поперечным наклоном пластин к блокам с продольным наклоном пластин).Это сужает функциональные возмож- ности отстойника и снижает эффективнос 1 ь осветления воды после изменения фиэикэ. химйческих свойств и дисперсного состаыа исходной воды, поступающей в отстойник,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей отстойника эа счет изменения ориентации пласти н блоков в плоскости, параллельной продольной оси корпуса отстойника непосредственно в процессе эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, что в полочном отстойнике; содержащем корпус с днищем, тонкослойные блоки, установленные с зазором один от другого вдоль продольной оси корпуса, съемные уплотнительные перегородки, размещенные в зазоре между блоками, а также в зазорах между блоками и стенками отстойника, узел ввода исходной воды и у 1- лы отвода осветленной воды и осадка. с)1782939 Таким же образом оптимизируются и некоторые другйе эксплуатационные показатели процесса отстаивания, например, эффективность сползания осадка по наклонным пластинам, степень его уплотнения, влажность.Надувные уплотнительные перегородки, установленные между стенками Отстой 40 Между продольными стенками корпуса отстойника 1 и тонкослойными блоками 9 установлены уплотнительные перегородки 11, а между двумя рядами блоков в плане - уплотнительные перегородки 12. Перего 45 ника и блоками, а также между рядами блоков обеспечивают возможность поворота любого блока вокруг оси. При снятии дав; родки 11 и 12 выполнены надувными, а ихнадув обеспечивается подачей под давлением газа через подводящий газопровод (условно не показан),ленйя-ъ уплотнительных перегородках путем выпуска из низ воздуха образуются зазоры между блоками и стенками отстой 50 ника, а такжемежду рядами блоков. Это Эти перегородки не позволяют движущейся в отстойнике жидкости миновать блоки наклонных пластин, обойдя их через зазоры.Блоки 9 снабжены грузозахватными петлями 13, с помощью которых можно извлекать иэ корпуса отстойника каждый блок и поворачивать его вокруг вертикальной в позволяет свободно повернуть с помощью грузоподъемного устройства любой из блоков вокруг оси, перпендикулярной направ 55 лейию движения жидкости в корпусеотстойника на 90 Сравненйе заявляемого технического решения с прототипом поЗволило установить соответственно его .критерию "новизна". При изучении других известных данном примереоси влюбуюсторонус п(гласно изобретению, каждый из тонкослойных блоков в сечении, параллельном продольной оси корпуса, имеет форму квадрата.Кроме того, уплотнительные перегородки выполнены надувными.Форма квадрата, которую имеет каж. дый из блоков в сечении, параллельном про дольной оси корпуса, обеспечиваетнадежное плотное прилегание тонкослой ных блоков к перегородкам после поворота блоков на 90 отнОСительно оси, перпендикулярной этому сечению, и тем самым обес-.печивает переход в процессе эксплуатации отстойник в зависимости от свойств и дис персйого состава исходной жидкости с одного типа тонкослойных блоков на другой с образованием по ходу движения жидкости продольного, поперечногои продольно-поперечного направления движения жидко сти через тонкослойный отстойник. При этом, под продольно-поперечным направлением движейия жидкости пониматся такое расположение тонкослойных блоков, когда продольное и поперечное движение 25 жидкости чередуются за счет-последовательно устанавливаемых блоков с продольным и поперечным движением жидкости, .причем в различных комбинациях. В процессе эксплуатации отстойника путем обра зования различных комбинаций поворачиванием блоков на 90 вокруг оси, перпендикулярной направлению движения жидкости в отстойнике, достигают макси мальногодляданноготипаисходнойжидкости эффекта осветления в отстойнике. технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответственно критерию "существенные отличия".На фиг. 1 изббражен полочный отстойник, продольный вертикальный разрез; на фиг. 2 - отстойник, вид в плане; на фиг, 3- разрез А - А на фиг. 2; на фиг, 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.Отстойник состоит из корпуса 1, узла ввода исходной суспензии, выполненного в виде подающей трубы 2 с перфорированной распределительной перегородкой 3, узла отвода осветленной воды, выполненного в виде сборного лотка 4 с переливным порогом 5, узла отвода осадка, выполненного в виде пирамидального приямка 6 вдоль днища 7 отстойника и снабженного трубопроводом 8 для отвода осадка.В отстойнике установлены вдва ряда в плане блоки 9 с наклонными тонкослойны- . ми пластинами 10, причем все они имеют форму квадратов в плоскости, совпадающей с направлением движения жидкости в корпусе отстойника.На фиг. 2 в качестве примера эта плоскость является горизонтальной, причем также в качестве примера, на фиг; 1 все нечетные блоки по ходу движения жидкости (блоки 1, 3, 5) установлены как блоки с попе-. речным движением жидкости (фиг. 4), а че 1.- ные блоки (блоки 2 и 4) установлены как блоки с продольным движением жидкости (фиг. 3). При этом блок 2 имеет обратный наклон пластин блоков, что интенсифицирует выделение из жидкости оседающих веществ, а блок 4 имеет прямой наклон пластин блоков, что способствует выделению всплывающих примесей.мощью грузоподъемного устройства (условно не показано).Предлагаемый отстойник работает следующим образом.Исходная жидкость поступает в корпус отстойника 1 через трубопровод 2 и перфорированной распределительной перегородкой 3 равномерно распределяется по поперечному сечению отстойника, Двигаясь параллельно днищу 7 поток жидкости входит в тонкослойные блоки 9 и проходит через пакеты из наклонных пластин 10.Загрязнения тяжелее жидкости; двигаясь вертикально вниз, достигают нижней наклонной пластины в каждом межпластинчатом пространстве и сползают по. ней в пирамидальный приямок 6, откуда периодически удаляются за пределы отстойника самотеком под гидравлическим давлением столба жидкости через трубопровод 8.Загрязнения легче жидкости, двигаясь вертикально вверх достигают верхней наклонной пластины в каждом межпластинчатом пространстве, поднимаются по ней в верхнюю часть отстойника и всплывают на его поверхность.Отсюда л 6 вушечные продукты удаляются за пределы отстойника.Удаление загрязнений, выпавших на дно отстойника (тяжелая фракция) и всплывших на его поверхность (легкая фракция), за . пределы отстойника осуществляются известными способами с помощью известных устройств (условно не показаны).Осветленная жидкость выходит из последнего блока и через переливной порог 5 равномерно по ширине отстойника сливается в сборный лоток 4, откуда удаляется за пределы отстойника трубопроводом осветленной воды (условно не показан).При изменении физико-химических свойств и состава исходной воды с помощью грузоподъемного устройства (условно не показано) все блоки 9 с пакетами наклонных пластин 10 или часть блоков 9 поднимается над опорной поверхностью и вращением вокруг оси, перпендикулярной движению жидкости, в любую сторону каждой из блоков или часть блоков 9 выставляется в различные положения по отношению к направлению движения жидкости в корпусе отстойника (или к направлению наклона пластин), Для этого из газопровода стравливается сжатый газ открытием вентиля, что приводит к уравниванию давления в уплотни-.тельных перегородках 11 и 12 с атмосферным, При этом за счет упругих свойств уплотнительных перегородок они сжимаются. уменьшаясь в объеме.10 15203035 При спущенных уплотнениях каждый блок 9, имеющий в плоскости, перпендикулярной оси вращения форму квадрата, может быть свободно повернут на 900, При этом продольный наклон пластин в блоке заменяется на поперечный или наоборот - . поперечный на продольный. За счет квадратного сечения в плане любой блок при повороте на 90 вокруг оси, перпендикулярной продольной оси корпусе отстойника, фиксируется относительно корпуса отстойника 1 в прежнем (до поворота) положении, но с измененным типом наклона пластин по отношению к направлению движения жидкости в отстойнике. После поворота всех нужных блоков открывается вентиль на газопроводе, подающем сжатый газ к надувным уплотнительным перегородкам 11 и 12,они раздуваются и герметично перекрывают зазоры между блоками 9 и стенками отстойника (за счет уплотнительныхперегородок 11) и зазоры между рядами блоков 9 (за счет уплотнительных перегородок 12).При подаче давления в уплотнительные перегородки 11 и 12 отстойник готов к дальнейшей работе, так как:- поток жидкости может двигаться отвхода к выходу отстойника только через пакеты наклонных пластин тонкослойных блоков 9, зазоры между блоками и стенкамиотстойника, а также между рядами блоков герметично перекрыты;- сами блоки 9 надежно фиксируются уплотнительными перегородками в неподвижном (исходном) положении,Если наклон пластин в блоке поперечный и путем поворачивания на 90 его пре 40455055 образуют в продольный, причем при вращении в одну сторону(например противчасовой стрелки) получается обратный наклон пластин в блоке, что при противоположном вращечии на 90 (т,е. по часовойстрелке) образуется прямой наклон и наоборот.Для определения направления вращения с целью преобразования поперечного наклона пластин блока в продольный прямой или продольный обратный вводится следующее. правило расположения осей координат для поперечного наклона пластинОсь 2 - вокруг которой производитсявращение блока пластин направлена вверхот плоскости вращения, Ось У - перпендикулярна оси 2 и плоскости расположения поперечного наклонапластин блока, причем направлена в сторону входа жидкости в блок.. Тогда при взгляде на плоскость поперечного сечения блока со стороны положительного направления оси У возможно дваположения поперечного наклона пластинблока:1. Угол а, отсчитываемый от горИзонтали по часовой стрелке, меньше 90,2. Угол а, отсчитываемый от горизонтали по часовой стрелке, больше 90 .оТогда для первого случая ( а 90) по ворот блока вокруг оси 2 против часовойстрелки (если смотреть на плоскость вращения блока со стороны положительного направления оси Е дает продольный прямойнаклон пластин (пример 1,1), а по часовойстрелке дает продольный обратный наклонпластин (пример 1.2).Для второго примера ( а90 ф), наоборот, поворот блока вокруг оси 2 против часовой стрелки дает продольный обратныйнаклон пластин (пример 2,1), а по часовойстреЛке дает продольный прямой наклонпластин (пример 2.2), Таким образом, вводятся определения четырех комбинаций поворота блока пластин для преобразованияпоперечного наклона пластин в продольный, с прямым и обратным наклонами пластин.Подбирая путем поворота на 90 различные комбинации положения блоков 9относительно направления движения жидкости и руководствуясь общими теоретическими положениями о свойствахосветляемой суспензии (или эмульсии, илисуспензии - эмульсии) добиввются максимального эффекта осветления, в частностиэфФекта очистки сточных вод,На фиг. 1,2, 3, 4 в качестве примераизображено такое оптимальное расположение блоков, что в нечетных блоках по ходудвижения жидкости (блоки 1, 3, 5) установлен поперечный наклон пластин, а в четныхблоках (блоки 2, 4) установлен продольныйнаклон пластин, причем в блоке 2 он является обратным, а в блоке 4 - прямым. При таком положении блоков был достигнут максимальный эффект для конкретного типа сточных вод, а именно - сточных вод листопрокатного стана, содержащих суспензию (окалина) и эмульсию (нефтепродукты) в широких пределах степени дисперсности частиц. Сточные воды перед отстойником были повергнуты коагуляции.Оптимальность заданной комбинации блоков можно обьяснить следующим образом,Сточные воды представляли собой сложную систему, содержащую хлопья коагулянта различной крупности, частицы окалины и минеральных масел, Последниенаходятся в эмульгированном и крупнокапельном состоянии.Первые блоки по ходу движения жидкости установлены с поперечным наклоном пластин (фиг. 4). При продольном наклоне 5 пластин в этих блоках происходило взмучивание легких хлопьев коагулянта сползающим против движения жидкости осадком и качество очистки ухудшалось.После удаления наиболее легких состав 10 25 выделения последних из воды жидкость 30, пропускалась далее через блоки 4, имею.щие продольный наклон пластин, но обрат 35 50 ках 4. Поскольку образующиеся флокулы до 55 статочно мелкие и не прочные, оптимальное 15 20 40 45 ляющих жидкость направляется в блоки 2 с продольным наклоном пластин, причемпринят их прямой наклон,В этом случае ставилась задача выделить в первую очередь легкие частицы средней крупности, но при этом обеспечив минимальное загрязнение их сорбирующейся на капельках масла окалиной.Для этого в блоках 2 принят прямой наклон пластин (фиг. 3).Далее жидкость направляется в блоки М 3 с поперечным наклоном пластин (фиг,4), где из жидкости удаляются одновременно мелкие частицы масел и более крупные частицы окалины. Исследования показали,что для данного типа сточных вод выделение всплыввающих частиц(нефтепродуктов) заканчивалось раньше, чем выделение самых мелкодисперсных частиц окалины, Для ный. В этих блоках преимущественно выделились мелкодисперсные частицы тяжелее воды, при этом они в минимальной степени загрязнялись сорбированным маслом. Кроме того за счет противоточного движения в блоках 4 жидкости (снизу вверх вдоль пластины) и сползающего осадка (сверху вниз вдоль пластины), происходила флокуляция самых мелких частиц окалины и нефтепродуктов, которые вообще не способны к выделению из жидкости отстаиванием без прохождения предварительного процесса. флокуляции. Для окончательной очистки от самых мелких частиц, прошедших флокуляцию вблоках 4 с противоточным движением жид-кости и осадка, жидкость направлялась далее в последние блоки 5 с поперечным наклоном пластин (фиг; 4). Здесь создавались оптимальные условия для выделения из жидкости самых мелких частиц, ранее сфлокулированных при противотоке в бловыделение их из воды происходило при поперечном наклоне пластин. При продольном противотипном движении флокулы диспергировались гидрьдинамическими силами, возникающими в потоке жидкостипри противоточном сползании осадка,Таким образом, путем подбора была выбрана оптимальная схема расположенияблоков в отстойнике, обеспечивающая Максимальный эффект осветления жидкости отокалины и нефтепродуктов и хорошие свойства различных по весу ловушечных продуктов (окалины и масел), причем уменьшаласьих взаимная загрязненность. Это улучшает 10условия последующей утилизации различных ловушечных продуктов.Основные технико-экономические преимущества предлагаемого отстойника со-.стоят в следующем: 151, За счет возможности путем поворотабоков преобразовывать схему движенияжидкости в отстойнике с поперечной на продольную (с прямым и обратным наклономпластин) и наоборот, а также обеспечивать 20в одном отстойнике чередование продольного и поперечного направления движенияжидкости в различных произвольных комбинациях расширяются функциональныевозможности отстойника и достигается максимальный для данного состава исходныхсточных вод эФфект осветления.Эффект осветления повышается на 2030 и становится более стабильным по отношению к изменяющемуся качеству 30исходной воды,2. При сохранении эффекта осветлениянеизменным может быть достигнуто притом же эффекте уменьшение объема отстойника.353. Возможность изменения схемы наклона блоков при изменении качества исходной воды позволя ет подобратьоптимальную схему сползания осадка изтонкослойных пакетов наклонных пластин в 40 осадочную часть отстойника (при всплывании легкой фракции на поверхность отстойника).Это повышает надежность работы отстойника, облегчает его эксплуатацию.4, Квадратное сечение блока тонкослойных элементов в плоскости, параллельное продольной оси корпуса отстойника обеспечивает надежное фиксирование блока в исходное положение после пбворота на 90 О, так как поперечный размер блока в плоскости, перпендикулярной оси вращения после поворота не изменяется.5. Наличие уплотнений надувного типа обеспечивает быструю реализацию поворота блока на 90 О, с быстрым восстановлением уплотнений после поворота блока, а это упрощает эксплуатацию отстойника и повышает надежность его работы,формула изобретения 1. Полочный отстойник, содержащий корпус с днищем, тонкослойные блоки, установленные с зазором один от другого вдоль продольной оси корпуса, съемные уплотнительные перегородки, размещенные в зазоре между блоками, а также в зазорах между блоками и стенками отстойника, узел ввода исходной воды и узлы отвода осветленной воды и осадка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет изменения ориентации пластин блоков в плоскости, параллельной продольной оси корпуса отстойника, каждый из тонкослойных блоков в сечении, параллельном продольной оси корпуса отстойника, имеет форму квадрата,2. Отстойник пои. 1, отл и ча ю щи йс я тем, что уплотнительные перегородки выполнены надувными;1782939 Составитель С.ПолозовТехред М.Моргентал Кор С.Юско еда ктор Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород,гарина, 101 з 4488 ТиражПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5