Стенд для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ 1 и 890113(51) М. Кл. С 01 М 19/00В 93 ) 4/ОО твсударствснный комитет по делаи изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский технологический институт холодильнойпромышленносои и Центральное конструкторское бюро(54) СТЕНД ДЛЯ БЕРЕГОВЫХ ИСПЫТАНИЙ СУДОВЫХ УСТАНОВОК ПО ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД Изобретение относится к областииспытания машин, в частности к стендам для испытания судовых установокпо очистке стоцных вод.Известен стенд для испытания судовых установок, состоящий из расходной емкости и насоса для подачи сточных вод на установку (1).Однако этот стенд не отвечает многим условиям, возникающим при эксплу 1 Оатации установок на борту судна, например условиям наклонений установки,переменной солености и температур,неравномерности подачи сточных водво времени,15Известен также стенд, для береговых испытаний судовых установок поочистке сточных вод, содержащий установленную с возможностью наклона вовзаимно перпендикулярных плоскостяхплатформу со смонтированной на нейсудовой установкой по очистке сточ ных вод, расходную емкость, гидравлицески связанную с источником сточных вод и посредством дозирующего устройства и измерителя - с судовой установкой йо очистке сточных вод, подо.греватели, источник чистой воды исливной трубопровод 2 ,К недостаткам этого стенда относится то, цто подача сточных вод израсходной емкости в дозирующее устройство осуществляется насосом, цтоне отвечает реальным условиям, существующим на борту судна, так какпри подаче насосом происходит измельчение загрязнений, содержащихсяв сточных водах, а подача наиболеекрупных загрязнений, таких как бума"га, вообще невозможна. Кроме того,при эксплуатации указанного стендане обеспечивается поддержание минимальной начальной концентрации загрязнений в сточных водах, изменение солености стоков,Дозирующее устройство для поддержания заданного и постоянного во вре"мени потока сточных вод на испытуеФмую установку представляет собой емкость, в которую насосом из расходной емкости подаются сточные воды,8 центре емкости расположена переливная труба с изменяемым проходным сечением, В этой же емкости находитсяподвижная труба подачи сточных водв емкость для измерения расхода сточных вод, которая в свою очередь связана трубопроводом с испытываемой установкой для очистки сточных вод.Положение подвижной трубы изменяетсяпо вертикали емкости дозирующего уст-,ройства, Изменением проходного сечения переливной трубы и высоты положения подвижной трубы изменяется расходсточных вод, подаваемых на установку.Создание пульсирующего потока сточных вод и имитация протечек санитарно-технического оборудования, существующих в реальных условиях, с помощью такого дозирующего устройстваневозможны,При длительных и непрерывных (неменее 10 суток) испытаниях судовойустановки для очистки сточных вод,наличие одной расходной емкости непозволяет выдержать постоянную и требуемую по условиям испытаний концентрацию загрязнений и определенную соленость сточных вод, так как при корректировке сочных вод по концентрации загрязнений и солености при одновременной подаче стоков из расходной емкости на испытываемую судовуюустановку для очистки сточных водбудут наблюдаться значительные флуктуации в объеме стоков по указаннымпараметрам, Кроме того, в расходнойемкости указанного стенда происходитосаждение взвешенных веществ в сточных водах и, как следствие этого,наблюдается неравномерность составаподаваемых на установку сточных водпо концентрации взвешенных веществ,Размещение нагревательного устройства на трубопроводе подачи сточных вод на установку при переменныхскоростях потока сточных вод не позволяет поддерживать постоянную температуру сточных вод, поступающих наиспытуемую установку. Кроме того,при таком расположении нагревающегоустройства, при довольно большихрасходах жидкости в трубопроводе требуется нагрев греющих элементов довысокой температуры, на которых притаких условиях эксплуатации образуетсячнакипь и слой насохших загрязнении, вследствие чего существенно снижаетсяэффективность работы нагревательногоустройства с последующим выходом его из строя.Цель изобретения - обеспечениеимитации реальных условий эксплуатации судовых установок по очистке сточных вод,Поставленная цель достигается тем,что стенд снабжен, по меньшей мере,одной дополнительной расходной ем 1 О костью, емкостью для концентрированных сточных вод, гидравлически связанной с источником сточных вод, иемкостью для раствора морской соли,гидравлически связанной с источникомчистой воды, которые соединены посредством трубопроводов, по меньшеймере, с двумя расходными емкостями,установленными по вертикали ниже ем 15 20 Стенд для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод содержит насос 1 для подачи сточных вод из колодца 2 бытовой канализации в расходные емкости 3 и 1 и кости для концентрированных сточныхвод, а дозирующее устройство установлено ниже расходных емкостей игидравлически связано с емкостью для25 концентрированных сточных вод, приэтом измеритель расхода сточных водгидравлически связан со сливным трубопроводом сточных вод, а подогреватели установлены в каждой из упомяну 50 тых емкостей.Кроме того, расходные емкости иемкости для концентрированных сточныхвод и раствора морской соли снабженыперемешивающими устройствами,55Перемешивающие устройства могутбыть выполнены в виде перфорированных труб, размещенных в нижней частиемкости и соединенных посредствомтрубопроводов с источником сжатогогаза.Кроме того, дозирующее устройствовыполнено в виде емкости, на входе ивыходе которой расположены клапаны.Емкость дозирующего устройства может45быть снабжена обводным трубопроводом,один конец которого подсоединен к емкости перед входным клапаном, а второй - после выходного клапана приэтом, упомянутый трубопровод снабжендополнительным клапаном50На фиг. 1 представлена блок-схема стенда; на фиг. 2 - дозирующееустройство стенда,Работа стенда осуществляется следующим образом,Из колодца 2 бытовой канализациинеочищенные сточные воды насосом 1при открытом клапане 37 и закрытыхклапанах 38 и 39 закачиваются в емкость 5 для концентрированных сточ"ных вод, где выдерживаются в течение2-3 ч для отстаивания сточных вод.Затем открывается клапан 40 и отстоявшаяся вода сливается в канализацию по трубопроводу 13, Эта операцияповторяется в течение нескольких раздо тех пор, пока емкость 5 для концентрированных сточных вод не заполнится. Затем клапан 37 закрывается,Крупнофракционные загрязнения по 5 8901емкость 5 для концентрированных стоцных вод, емкость 6 раствора морскойсоли, дозирующее устройство 7, измеритель 8 расхода сточных вод, наклоняющуюся во взаимно перпендикулярныхплоскостях платформу 9, на которойустановлена испытываемая установка 10по очистке сточных вод.Для подачи сточных вод в расход"ные емкости 3 и 4 и емкость 5 для кон- Оцентрированных сточных вод служиттрубопровод 11, Подача крупнофракционных загрязнений в емкость 5 дляконцентрированных стоцных вод осуществляется из пневмоцистерны (на чертеже не показанной) по трубопроводу 12.8 средней части емкости 5 для концентрированных сточных вод расположентрубопровод 13, служащий для сливаотстоенной воды, Подача концентрированных сточных вод в расходные емкости 3 и 4 осуществляется по трубопроводу 14, а в дозирующее устройство 7 по трубогроводу 15. Для подачи раствора морской соли из емкости 6 для 25раствора морской соли служит трубопровод 16, Для подачи вод из расходных емкостей 3 и 4 е дозирующее устройство 7 служит трубопровод 17, аподача стоков из дозирующего устрой. 30ства 7 на испытываемую установку 10осуществляется по гибкому трубопроводу 18. Для подачи стоков в измери.тель 8 расхода сточных вод служиттрубопровод 19. Слив сточных вод изизмерителя 8 расхода сточных вод осуществляется по трубопроводу 20, аслив очищенной воды из испытываемойустановки 10 осуществляется по трубопроводу 21. На трубопроводе 21 расположен кран 22 для отбора проб очищенной воды,К расходным емкостям 3 и 4, емкости 5 для концентрированных сточныхвод, емкости 6 для раствора морскойсоли по трубопроводу 23 подведенараэбавляющая вода. По трубопроводу24 подведен пар для подогревания стоков. в емкостях и раствора морской соли, По днищам расходных емкостей 3и 4, емкости 5 для концентрированныхсточных вод и емкости 6 для раствораморской соли проложены перфорирован"ные трубы 25, в которые по трубопроводу 26 подается сжатый воздух дляперемешивания сточных вод и раствораморской соли,Расходные емкости 3 и 4, емкость 5для концентрированных сточных вод и емкость 6 для раствора морской соли имеют днища с уклонами и снабжены трубопроводами и вентиляционными трубами (не показаны).Дозирующее устройство 7 представляет собой сменную емкость 27, имеющую конусное днище для предотвращения задержки в ней крупнофракционных загрязнений, На верхней крышке калиброванной емкости 27 установлен автоматический клапан 28 и патрубок 29, служащий для подвода концентрированных сточных вод из емкости 5 по трубопроводу 15, а также патрубок 30 дляприсоединения воздушной трубы (не показана), которая предназначена дляликвидации воздушных пробок в калиброванной емкости,27. В нижней частикалиброванной емкости 27 установленвторой автоматический клапан 31, Ниж-.няя часть калиброванной емкости 27соединена с краном 32 для отборапроб сточных вод. К автоматическимклапанам 28 .и 31 присоединены патрубки 33 и 34 соответственно, которыеподключены к трубопроводу 17 для подачи сточных вод в доэирующее устройство 7 и к трубопроводу 18 подачисточных вод иэ дозирующего устройства 7 на испытываемую установку, 10.К патрубкам 33 и 34 подключен обводной трубопровод 35 с клапаном 36Обводной трубопровод 35 предназначендля имитации протечек в санитарнотехнической системе судна. Предпочтительно, чтобы все клапаны на трубопроводах транспортировки и подачишлама и сточных вод.были бы шлангового типа для предотвращения их засорения. Стенд включает также клапаны 37-60,нагреваются до требуемой температуры,Расходная емкость 3 готова к работе.Открываются клапаны 51 и 52 при закрытых клапанах 53 и 51 и сточные воды из расходной емкости 3 при помощи дозирующего устройства 7 подаются в измеритель 8 расхода сточных вод,Приэтом работа дозирующего устройства 7осуществляется следующим образом: по трубопроводу 17 сточные воды поступают в патрубок 33 при открытом автоматическом клапане 28 и закрытом автоматическом клапане 31, заполняют калиброванную емкость 27. Автоматический клапан 28 закрывается. Затем открывается автоматический клапан 31,сточные воды иэ емкости 27 по патрубку 3 ч поступают в гибкий трубопро. вод 18 и затем на испытываемую судовую установку 10 для очистки сточных вод. Регулируя частоту открытия и закрытия автоматических клапанов 28 и 31 и объем клиброванной емкости 27 можно варьировать в широких пределах расход и частоту пульсации сточныхвод, воспроизводя режимы поступлениясточных вод на судах. Для имитациипротечек санитарно-технических устройств предназначен обводной трубопровод 35 с клапаном 36. Приоткрывая клапан 36, задают требуемый расход протечек сточных вод, Отбор проб неочищенных сточных вод во вРемя испытаний судовой установки для очистки сточных вод осуществляется припомощи крана 32, В зависимости от количества санитарно-технических устройств на судне и коэффициента одновременности срабатывания санитарно 890113 даются в емкость 5 для концентрированных сточных вод из пневмоцистерны (на чертеже не показана) сжатым воздухом по трубопроводу 12 при открытом клапане ч 1. Бумага и другие крупные загрязнения загружаются в емкость 5 для концентрированных сточных вод через люк (не показан). Для разбавления концентрированных сточных вод и промывки емкости 5 водой служит клапан 42. Раствор морской соли готовится непосредственно в емкости б, в которую засыпается расчетное количество морской соли и по трубопроводу 23 при открытом клапане 13 подается вода. После заполнения емкости 6 для раствора морской соли открывается клапан 41 и в эту емкость 6 по трубопроводу 26 через перфорированную трубу 25 подается сжатый воздух, который интенсивно перемешивает воду. Перемешивание осуществляется до полного растворения морской соли.Сточные воды из приемного колодца 2 насосом 1 при закрытых клапанах 39 и 37 и открытом клапане 38 подаются в расходную емкость 3, Открывается клапан 115 подачи сжатого воздуха из трубопровода 26 через перфорированную трубу 25 для перемешивания сточных вод в расходной емкости 3. Одновременно открывается клапан 16 подачи сжатого воздуха из трубопровода 26 через пер форированную трубу 25 в емкости 5 для концентрированных сточных вод, Отбираются пробы из расходной емкости 335 и емкости 5 для концентрированных сточных вод и определяется содержание взвешенных веществ в обоих пробах.4 ОПри недостаточном содержании взвешенных веществ в расходной емкости 3 открывается клапан 17 и по трубопроводу 11 из емкости 5 для концентрированных сточных вод расчетное количество этих вод самотеком поступает45 в расходную емкость 3, При избыточном содержании взвешенных веществ в стоках, находящихся в расходной емкости 3 через клапан 18 в расходную емкость по трубопроводу 23 подается Ю разбавляющая вода, Затем открывается клапан 49 на трубопроводе 16 и расчетное количество раствора морской соли поступает в расходную емкость 3. Измеряется температура сточной воды ,Я и через клапан 50 по трубопроводу 2 ч в расходную емкость 3 подается острый пар до тех пор, пока сточные воды не технических устройств (который зависит от типа и назначения судна) объем калиброванной емкости 27 выбирается следующим образом,Например, на судне установлено 10 санитарно-технических устройств (унитазов), коэффициент одновременности срабатывания для морского нефтеналивного судна с экипажем 46 человек равен 2,5 и объем калиброванной емкости 27 рассчитывается по следующей формулеЧ = Ч К = 10 " 2,5 = 25 л где Че - объем емкости 27, л;Ч - объем воды, расходуемой наодну смывку, л;К - коэффициент одновременности890113 Формула изобретения Время заполнения измерителя 8 расхода сточных вод засекается и таким образом определяется расход сточных вод через дозирующее устройство 7. Затем открывается клапан 54 и закрывается клапан 52 и сточные воды начинают поступать на испытываемую судовую установку 10 по очистке сточных вод.Во время испытаний судовой установки 10 по очистке сточных вод с использованием расходной емкости 3 к работе подготавливается расходная емкость 4. При этом открывается клапан 39 при закрытых клапанах 38 и 37 и насосом 1 сточные воды из колодца 2 подаются в расходную емкость 4, Необходимое количество концентрированных сточных вод из емкости 5 для концентрированных сточных вод при закрытом клапане 47 и открытом клапане 55 по трубопроводу 14 самотеком подается в расходную емкость 4. Раствор морской соли при закрытом клапане 49 и открытом клапане 56 иэ еми кости 6 для раствора морской соли по трубопроводу 16 подается в расходную емкость 4. При необходимости открывается клапан 57 и в расходную емкость 4 по трубопроводу 23 подается разбавляющая вода. Перемешивание сточных вод в расходной емкости осуществляется сжатым воздухом, подаваемым по трубопроводу 26 через клапан 58 в перфорированную трубу 25, Подогрев сточных вод осуществляется острым паром, подаваемым по трубопроводу 24 в расходную емкость 4 через клапан 59. Расходная емкость 4 подготовлена к работе. Переключение испытываемой установки 10 с расходной емкости 9 на расходную емкость 4 осуществляется по мере израсходования сточных вод в расходной емкости 3. При этом закрывается клапан 51 и открывается клапан 53. После переключения испытываемой установки 10 с расходной емкости 3 на расходную емкость 4 производится подготовка к работе расходной емкости 3, что позволяет проводить исгытания судовой установки 10 для очистки сточных вод в течение длительного промежутка времени на стоках с постоянными физико- химическим составом и температурой. Для обеспечения резкого возрастания концентрации загрязнений сточных вод непосредственно на входе в судо 10вую установку О по очистке сточныхвод (как это часто наблюдается на судах) открывается клапан 60 и концентрированные сточные воды самотеком подаются прямо в дозирующее устройство 7. Испытание работоспособностиустановки 10 по очистке сточных водпри наклонениях производится при помощи качающейся платформы 9.10 Таким образом стенд учитывает основные реальные ситуации сточной системы судна, что позволяет при береговых испытаниях судовых установок поочистке сточных вод получать досто" 15 верные данные о работоспособности су-.довой установки по очистке сточныхвод на борту судна.Экономический эффект от использования стенда составляет20 260 тыс, руб/год. Стенд для береговых испытаний су"довых установок по очистке сточныхвод, содержащий установленную с возможностью наклона во взаимно перпендикулярных плоскостях платформу со ЗОсмонтированной на ней судовой установкой по очистке сточных вод, расходную емкость гидравлически связанную с источником сточных вод и посредством доэирующего устройства иизмерителя - с судовой установкой по 35очистке сточных вод, подогреватели,источник чистой воды и сливной трубопровод, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения имитацииреальных условий эксплуатации судовых установок по очистке сточных вод,он снабжен, по меньшей мере, однойдополнительной расходной емкостью,ем"костью для концентрированных сточныхвод, гидравлически связанной с источфф ником сточных вод, и емкостью дляраствора морской соли, гидравлическисвязанной с источником чистой воды,причем две последние емкости соединены посредством трубопроводов, по Я 1 меньшей мере, с двумя расходными ем"костями, установленными ниже емкостидля концентрированных сточных вод, адоэирующее устройство смонтированониже расходных емкостей и гидравличес ки связано с емкостью для концентрированных сточных вод, при этом измеритель расхода сточных вод гидравлицески связан со сливным трубопро водом .сточных вод, а подогреватели установлены в каждой из упомянутых емкостей.2. Стенд по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что расходные емкости и емкости для концентрированных сточных вод и раствора морской соли снабжены перемевивающими уст ройсгвами,3. Стенд по и, 2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что перемешивающ к устройства, выполнены в виде перФорированных труб, размещенных а нижней части емкости и соединен-.ых посредством трубопроводов с ис 1 оч., ;м сжатого газа.4. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дозирующее устройство выполнено в виде емкости, на входе и выходе которой расположены клапаны. 8901135. Стенд по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что емкость дозирующего устройства снабжена обводнымтрубопроводом, один конец которого 5 подсоединен к емкости перед входнымклапаном, а второй - после выходного клапана, при этом, упомянутый трубопровод снабжен дополнительным клапаном.30Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Программа испытаний устройствадля биохимической очистки санитарныхсточных иод.К, иэд, заводаЪагща", П 1(Р, 19772. Программа испытания работоспособности судовой установки обработки 20 сточных вод, иэд. Ростокского кораблестроительного института, ГДР, 1978.890113 Составитель Л. МусиловичРедактор С. Запесочный Техред Т. Маточка Корректор стве й ет 3-35, Рауш аввещавееееаавееввеаве евфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная з 10952/61 Т ВНИИ по 113035раж 910 И Госуд делами Москва Подписноомитета СССРоткрытийкая наб. А