CS212858B1 - Způsob úpravy vody vločkovým mrakem a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu úpravy vody vločkovým mrakem a zařízení k provádění tohoto způsobu. Zejména pa& se vynález týká způsobu vznášení vločkovitých částic, tvořících vločkový mrak, při úpravě vody v čiřiči s pravoúhlým půdorysem.

U známých provedení čiřičů s pravoúhlým půdorysem je vznášení vločkovitých částic v č řičím prostoru dosahováno především mechanickými prostředky, kupříkladu pádly s rotačním pohybem a vodorovnou osou rotace anebo pádly kyvadlovými. Pádla jsou umístěna ve vločkovacím prostoru nade dnem čiřiče, před vtokem upravované vody do prostoru čiřícího. Podílejí se na vytvoření kontinuálního proudění zpracovávané vody z vločkovaeího do Čiřícího prosto ru a vír, který se za nimi tvoří, přispívá ke vznesení vrstvy vločkového mraku. Nevýhodou tohoto způsobu udržování vločkovitých částic ve vznosu nicméně je, že vyžaduje složitých strojních mechanismů.

U jiných čiřičů pravoúhlého půdorysu se využívá vznášení hydraulického, při němž se vznosu vločkovitých částic dociluje úpravou nátoku zpracovávané vody do čiřícího prostoru. Voda se při tomto způsobu úpravy při přechodu z vločkovaeího do čiřícího prostoru nechá protékat soustavou štěrbin či otvorů, jejichž plocha činí asi 2 % plochy čiřiče v místě nad hladinou vločkového mraku. Výhodou tohoto způsobu je, Že odpadají mechanické prostředky, nevýhodou je však okolnost, že rychlost upravené vody v průtokových otvorech či štěrbinách dosahuje hodnot až 50ti násobně vyšších než v úrovni vločkového mraku, takže papr212 858

212 8S8 sek natékající kapaliny dosahuje až k hladině mraku, rozvinuje ji a způsobuje vynášení vloček. Kromě toho dochází rovněž často k závalům průtokových štěrbin či otvorů. U některých typů čiřičů ae sice pro zamezení závalů průtokových otvorů užívá pulzace, tj. periodicky se opakující změny toku kapaliny, jež může být kupříkladu vyvolána pomocí vývěvy spojené s podtlakovou nádrží, tento postup je věak energeticky náročný a vyžaduje kromě toho složitou automatiku.

Uvedené nedostatky jsou naproti tomu odstraněny u způsobu úpravy vody vločkovým mrakem podle vynálezu, při němž se využívá v kombinaci hydraulického způsobu vznášení vločkovitých částic. Tento způsob, při němž se upravovaná voda vede střídavě seátupně a vzestupně prostorem vločkovacím, prostorem čiřícím a vločkovým mrakem a prostorem zahušíovacím, přičemž je v místě nátoku do čiřícího prostoru vystavena periodicky se opakujícím dynamickým impulsům, je charakterizován tím, že frekvence dynamických impulsů se udržuje na hod—2 notě 5 až 12.10 HZ a rychlost vody na vtoku do čiřícího prostoru na hodnotě 2 až 5 krát větší než rychlost nad hladinou vločkového mraku.

Výhodou způsobu podle vynálezu, při němž se vznášení vločkovitých částic dosahuje společným působením periodicky se opakujícího, proměnlivého dynamického impulsu působícího pod vznášenou vrstvou, kupříkladu dynamického účinku pádla s kyvadlovým pohybem, spolu β působením dissipace víru separovaného v místě obratu pádla a odporem částic proti proudění v čiřícím prostoru je okolnost, že rychlost upravované vody na vtoku do čiřícího prostoru se udržuje na poměrně nízké hodnotě, takže nedochází k pronikání natékající vody k hladině vločkového mraku. Pádlo se při zvolené frekvenci kmitů pohybuje pomalu, přičemž jeho obvodová rychlost klesá směrem k místu vtoku vody do čiřícího prostoru, takže i dynamický účinek pádla klesá plynule ve směru pohybu pádla od svislé roviny, vedené osou jeho uložení, k oběma krajním polohám. Vír, který aeparuje za pádlem v místě jeho obratu, proniká do čiřícího prostoru a vyvolává tubulenci, která však v důsledku diaaipace víru pozvolna ubývá. Slábnutí turbulace ve směru průtoku upravované vody čiřícím prostorem má kladný vliv na tvorbu vloček.

Dalěí, podstatnou výhodou způsobu úpravy vody vločkovým mrakem podle vynálezu je okol nost, že spolupůsobením mechanických i hydraulických prostředků se dociluje zvýšené varability a všestrannosti příslušného čiřícího zařízení i jeho přizpůsobivosti ke kolísavé spotřebě vody, popřípadě rozdílným nárokům na její kvalitu. Zařízení totiž je schopno pracovat s optimálními výsledky jak v oblasti nedokonalého vznášení, kdy se při nízkém odběru vody, popřípadě při vyšších požadavcích na její kvalitu, odpovídajících zbytkovému obsahu zákalotvoraých částic ve vyčiřené vodě pod 10 ZP, rychlost vody nad hladinou vločkového mraku udržuje v rozmezí hodnot 0,3 až 0,8 mm.s**\ tak i v oblasti dokonalého vznážení, kdy se při větší spotřebě vody a/nebo nižších nárocích na její kvalitu, odpovídajících zbytkového obsahu zákalotvorných částic vyššímu než 10 EP, obvykle 10 až 30 ZP, rychlost vody nad hladinou vločkového mraku pohybuje v rozmezí hodnot 0,8 až 3,0 mm.e^-^.

Vrstva vloček se přitom při všech rychlostech vznáší v čiřicím prostoru, přičemž vlivem dynamického účinku pádla dochází k pohybu sloupce kalu ve svislém směru. Hladina kalu při každém pohybu pádla směrem ke krajním polohám periodicky stoupá a současně část kalu

212 8S8 přepadá z čiřícího, do zahušťovacího prostoru. Tento způsob odvodu kalr do zahučíovacího prostoru je velmi výhodný, neboť vylučuje vliv nepřesností v provedení přelivových hran.

Při menších rychlostech než cca 0,8 mm.s se u suspenze projevuje tendence k usazování, takže pádlo se pohybuje v koncentrované suspenzi a nade dnem vločkovacího prostoru se vytváří sekundární vločkový mrak, který napomáhá čiřícímu účinku.

Podmínky k realizaci způsobu úpravy vody vločkovým mrakem podle vynálezu jsou přitom kupříkladu splněny u zařízení, které má tvar čiřiče pravoúhlého půdorysu, sestávajícího ze středového prostorní vločkovacího, obklopeného oboustranné prostory zahušíovacími a obvodovými prostory čiřícími, kde ve vločkovacím prostoru je pohyblivě umístěno kyvadlové míchadlo s nejméně jedním vodorovným pádlem upevněným na spodním konci páky kyvadla a kde vločkovací prostor je od prostorů zahuštovacích oddělen dvojicí vnitřních dělících stěn, sbíhajících se směrem nahoru, zatímco zahušťovací prostory jsou od prostorů čiřicích odděleny dvojicí vnějších dělicích stěn sbíhajících se směrem dolů a opatřených v horní části přelivovými hranami. Siřicí prostory jaou přitom se středovým prostorem vločkovacím spojeny vždy nejméně jedním spojovacím otvorem vytvořeným nade dnem čiřiče. Zařízení je charakterizováno tím, že plocha spojovacího otvoru či otvorů je 2 až 5 krát menší než plocha čiřícího prostoru v úrovni přelivové hrany ve vnější dělící stěně, zatímco výška spojovacího otvoru či otvo rů je rovna nejmenší vodorovné šířce čiřicího prostoru. Výška pádla, které spojovací otvor či otvory ve své krajní poloze alespoň zčásti uzavírá, je přitom rovna 1/4 až 5/4 výšky spojovacího otvoru či otvorů.

Příkladné provedení zařízení pro úpravu vody vločkovým mrakem způsobem podle vynálezu je dále blíže znázorněno schematicky ve svislém příčném řezu na připojeném výkrese.

Ve znázorněném zařízení surová voda, smísená se srážedly natéká přívodním potrubím 1 do rozvodného žlabu 2, který je opatřen ve dně štěrbinami 3· Štěrbinami 3 je rozvodný žlab 2 propojen s vločkovacím prostorem 5, který je omezen vnitřními dělícími stěnami 16, sbíhajícími se směrem vzhůru. Současně štěrbinami 3 prochází i delší páka kyvadlového míchadla 4, které je kyvně zavěšeno nad hladinou vody v čiřiči. Páka kyvadlového míchadla 4 je v úseku vločkovacího prostoru £ opatřena vodorovnými pádly 6 a 7. Spodní pádlo 7 se přitom od ostatních pádel liší svou výškou, jež odpovídá přibližně šířce spojovacích otvorů 9 vytvořených nade dnem čiřiče a spojujících středový vločkovací prostor £ s obvodovými prostory čiřícími 8. Výšce spodního pádla χ a šířce spojovacích otvorů 9 odpovídá současně i nejmenší vodorovná šířka čiřicího prostoru 8 v místě nátoku vyvločkované suspenze.

Siřící prostory 8 jsou dále dvojicí vnějších dělících stěn 17 odděleny od souosých prostorů zahušíovacích 10. Vnější dělicí stěny 17 se sbíhají ve směru dolů a v prostoru nade dnem čiřiče se spojují s vnitřními dělicími stěnami 16, s nimiž takto vytvářejí dno zahušíovacích prostorů 10. V horní části jsou vnější dělicí stěny 17 opatřeny přelivovými hranami 11. Ve dně zahuštovacích prostorů 10 jsou uložena děrované odkalovací potrubí 13. zatímco ve dně středového vločkovacího prostoru_5je umístěn vyprazdnovací otvor 14. V úrovni hladiny vyěiřené vody v horní části zařízení jsou umístěny sběrné žlaby 12, z nichž se upravená voda odvádí odvodným potrubím 15»

Zařízení znázorněné na výkrese pracuje následujícím způsobem: surová voda spolu se srá4

212 8S8 šedly se uvádí přívodním potrubím 1 do rozvodného žlabu 2, odkud Štěrbinami J natéká do vločkovacího prostoru 5. Kmitáním páky kyvadlového míchadla 4 se uvádějí do pohybu pádla 6, která vyvolávají ve vloěkovacím prostoru £ optimální turbulenci, potřebnou ke koagulaci a vyvloěkování částic dispergovaných v upravované vodě. Za spodním pádlem 1 se otvírá vír, který postupuje spolu s proudící vodou spojovacím otvorem 9, do čiřícího prostoru 8 a v něm postupně dissipuje. Tento pochod, spolu s dynamickým účinkem spodního pádla X a odporem vloček proti proudění, napomáhá ke vznáěeni vrstvy vloček ve vločkovém mraku. Při pohybu spodního pádla X směrem ke svislé ose vločkovacího prostoru £ dochází současně k recirkulaci části vytvořených vloček z čiřících prostorů 8 do středového prostoru vločkovacího 5, což opět podporuje tvorbu vloček. Spodní pádlo χ rozviřuje kromě toho kal usazený na dně vločkovacího prostoru £ a zamezuje tak zanášení spojovacích otvorů 9. Vločkový mrak se v čiřícím prostoru 8 udržuje na konstatnl výši tlm, že sloupec kalu nad přelivovou hranou 11 přepadá do zahušťovacího prostoru 10, který je periodicky odkalován odkalovacim potrubím 1J, K přepadu kalu dochází přitom především v okamžicích, kdy hladina suspenze v čiřícím prostoru 8 při pohybu spodního pádla χ směre, ke krajní poloze stoupá a sloupec přepadajícího kalu se zvyšuje.

Způsob úpravy vody vločkovým mrakem podle vynálezu je dále pro lepši názornost doložen dvěma příklady konkrétního použití.

Přiklaď 1

V zařízení vytvořeném podle vynálezu s výkonem 2 až 4 s?*· se upravuje říční voda s průměrným zákalem 100 ZF. Jako srážedlo se užívá vodný roztok FegClpTHgO v množství 60 mg soli na litr upravované vody. Vzestupná rychlost vody nad hladinou vločkového mraku se udržuje na hodnotě 1,3 mm.s“\ rychlost vyvločkozané vody na vtoku do čiřícího prostoru na hodnotě 5,0 mm.s a frekvence kyvadlového míchadla ve vločkovacím prostoru na hodnotě 9.10

Hz. Zbytkový zákal v odtahované vyčiřené vodě činí 20 ZF.

Příklad 2

V zařízení o výkonu 10 až 15.a”¹ ae upravuje říční voda o průměru zákalu 50 ZF. Jako srážedlo se používá vodný roztok Alg/So^/y 18 HgO v množství 40 mg soli na litr upravované

Vody. Vzestupné rychlost vody nad hladinou vločkového mraku se udržuje na hodnotě 2,5 mm.“·*· —2 a frekvence kyvadlového míchadla na hodnotě 7,5.10 Hz. Odtahovaná upravená voda vykazuje zbytkový kal 15 ZF.

V závěru je třeba podotknout, že k přednostem zařízení podle vynálezu patří - kromě již dříve zmíněné všestrannosti a přizpůsobivosti - také okolnost, že veškeré ovládací mechanismy i ložisko kyvadlového míchadla jsou uloženy nad hladinou vody, takže jsou snadno dostupné.

Zařízení pro úpravu vody vločkovým mrakem podle vynálezu není ověem omezeno jen na provedení znázorněné na výkrese. Podle rozměrů zařízeni může být kupříkladu ve vločkovacím prostoru umístěno i několik kyvadlových míchadel za sebou, přičemž každé z nich může mít samostatný pohon. Rovněž spojení mezi vločkovacím a čiřícím prostorem může být podle velikosti čiřiče provedeno jedním nebo více spojovacími otvory. U čiřičů větších rozměrů mohou být spojovací otvory vymezeny kupříkladu výztužnými přepážkami, které spojují dno zahušťovaclho prostoru se dnem čiřiče, popřípadě tvoří prodloužení některé z dělicích stěn. V krajním pří5

212 858 pádě mohou být spojovací otvory vytvořeny přímo v prodloužené vnitřní či vnější dělicí stěně. V souvislosti s těmito alternativními možnostmi může být pochopitelně i tvar spojovacích otvorů rozdílný.

Claims (5)

1. Způsob úpravy vody vločkovým mrakem, při němž se upravovaná voda vede střídavě sestupně a vzestupně prostorem vločkovacím, prostorem čiřicím s vločkovým mrakem a prostorem zahušťovacím a při němž je v místě nátoku do čiřícího prostoru vystavena periodicky se opakujícím, proměnlivým dynamickým impulsům, vyznačený tím, že frekvence dynamických -2 impulsů se udržuje na hodnotě 5 až 12.1Θ Hz a jyohlost vody na vtoku do čiřícího prostoru na hodnotě 2 až 5 krát větší než rychlost nad hladinou vločkového mraku.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že rychlost vody nad hladinou vločkového mraku se udržuje v rozmezí hodnot 0,3 až 3,0 mm.s“\

3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že při vyšších nárocích na kvalitu vody, odpovídajících zbytkovému obsahu zákalotvomých částic ve vyčiřené vodě pod 10 ZF, se rychlost vody nad hladinou vločkového mraku udržuje v rozmezí hodnot 0,3 až 0,8 mm.s^-^·.

4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že při nižších nárocích na kvalitu vody, odpovídajících zbytkovému obsahu zákalotvorných částic ve vyčiřené vodě od 10 do 30 ZF, se rychlost vody nad hladinou vločkového mraku udržuje v rozmezí hodnot 0,8 až 3,0 mm.s“^.

5. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 až 4, které tvoří čiřlč pravoúhlého půdorysu, sestávající ze středového prostoru vločkovacího, obklopeného oboustranně prostory zahuštovacími a obvodovými prostory čiřícími, kde ve vločkovacím prostoru je pohyblivě umístěno kyvadlové míchadlo s nejméně jedním vodorovným pádlem upevněným na spodním konci páky kyvadla a kde vločkovací prostor je od prostorů zahušťovacíoh oddělen dvojicí vnitřních dělicích stěn sbíhajících ae směrem nahoru, zatímco zahuštovací prostory jsou od prostorů čiřících odděleny dvojicí vnějších dělicích stěn sbíhajících se směrem dolů a opatřených v horní části přelivovými hranami, přičemž čiřicí prostory jsou se středovým prostorem vločkovací, spojeny vždy nejméně jedním spojovacím otvorem vytvořeným nade dnem čiřiče, vyznačené tim, že plocha spojovacího otvoru či otvorů (9) je 2 až 5 krát menší než plocha čiřícího prostoru (8) v úrovni přelivové hrany (11), zatímco výška spojovacího otvoru či otvorů (9) je rovna nejmenší vodorovné šířce čiřícího prostoru (8), přičemž výška padla (7), které spojovací otvor či otvory (9) ve své krajní poloze alespoň zčásti uzavírá, je rovna 1/4 až 5/4 výšky tohoto otvoru či otvorů.