CS218579B2 - Zařízení pro gravitační oddělování pevných látek od kapaliny - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno k odstraňování pevných látek z kapalin. Skládá se z vtokového prostoru pro přivádění kapaliny, z odtokového pro-storu, z usazovacího- prostoru a ze shromažďovacího prostoru pro- shromažďování usazených kalů. Usazovací prostor je tvořen nejméně dvěma vibračními usazovacími deskami vibrujícími v rovinách jejich uložení s amplitudo-u 0,1 až 0,8 mm a frekvencí 10 až WO Hz. Vtokový prostor bezprostředně navazuje na shromažďovací prostor a je ve své spodní části rozšířen směrem dolů, přičemž vtokový prostor je oddělen od usazovacího prostoru dělicí stěnou, dosahující až nad hladinu kapaliny. Na odtokový prostor navazuje kanálový systém pro odvádění vyčištěné vody, opatřený nastavitelnou přepadovou hranou. Vynález je využitelný například v chemickém průmyslu nebo při čištění odpadních vod.

Description

Vynález se týká zařízení pro gravitační oddělování pevných látek z kapalin, které se skládá ze vstupního vtokového prostoru, z odtokového prostoru, z usazovacího prostoru pro usazování kalu a ze shromažďovacího prostoru pro shromažďování kalu. Zařízením podle vynálezu se oddělené látky odvádějí -a odebírají také ve formě zahuštěného kalu.

V chemickém průmyslu a při čištění odpadních voď je velmi časté· třeba provádět odstraňování pevných látek z kapalin. Dosud se k tomuto účelu využívá kromě filtračních zařízení nejrůznějších druhů provedení také usazovacích nádrží a podobných usazovacích zařízení, které jsou také různého druhu a účelu.

Je známo· usazc-vací zařízení, které je pro snížení usazovací dráhy opatřeno v usazovacím prostoru soustavou vzájemně rovnoběžných usměrňovačích desek, které svírají s vodorovnou rovinou určitý ostrý úhel.

Takové známé usazovací zařízení je například popsáno v popisu vynálezu k maďarskému patentu č. 1-65 164, ve kterém je řešeno účelné uspořádání přítokových otvorů pro· přivádění kapaliny a odtokových otvorů pro odvádění kapaliny, aby podle možností nedocházelo ke směšování usazenéhokalu s vyčištěnou kapalinou, která se odvádí.

V dalším popisu vynálezu k maďarskému patentu č. 1:6,3 295 je popsáno čisticí zařízení s usazovacím prostorem, v němž jsou uspořáďány vzájemně rovnoběžné desky, skloněné k vodorovné rovině v úhlu 40° až 60°. V důsledku vhodného uspořádání soustavy trubek proudí usazený kal a vyčištěná voda vzájemně rovnoběžně a v jednom směru mezi deskami.

Čisticí zařízení podrobněji popsané v popisu vynálezu k britskému patentu č. 164 070, je opatřeno- uvnitř usazovacího· prostoru soustavou desek, které jsou. uloženy vodorovně. Aby se kal usazený na povrchu desek zahušťoval, používá se vibrátorů, jejich vibrační účinek je nasměrován kolmo na rovinu desek. Po určitém časc-vém intervalu se usazený a zahuštěný kal diskontinuálně odebírá s horní plochy desek.

Tato· řešení znamenají ve srovnání se známými čisticími zařízeními, která mají v podstatě kruhový průřez a jimiž protéká v podstatě podélným směrem čištěná voda nebo jiná kapalina, bezpochyby určitý pokrok, protože jejich délka je v důsledku zkrácení usazovací dráhy zmenšena.

Usazovací zařízení opatřené soustavou šikmých usměrňovačích desek sice může pracovat kontinuálním způsobem, avšak je stavebně složité a kromě toho nezajišťuje dostatečně přesné a o-stré oddělování kapaliny od pevných částic, pro-tože dráha kapaliny a její pevné složky se často kříží. Uhel, který usazený kal sám zaujímá, odpovídá minimálnímu úhlu sklonu usměrňovačích desek. Tenká vrstva usazeného· kalu má kyprou strukturu, takže po usazení je třeba odstraňovat ze zařízení mnohem tenčí vrstvu kalu.

Usazovací zařízení, jejichž vnitřní prostor je rozdělen soustavou vodorovných desek na větší počet samostatných menších částí, může být proto opatřeno jen ústrojím pro přerušované odstraňování usazeného· kalu. Při mechanickém seškrabování vrstvy se usazený kal opět zvíří a ostrost a přesnost oddělování kalu od kapaliny se ještě více snižuje.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit zařízení, ve kterém by se dosahovalo· při krátkém časovém intervalu, po který se zdržuje kapalina v prostoru zařízení, a při dobré účinnosti kontinuálního oddělování pevných látek z kapaliny, přičemž zařízení by mělo mít takovou konstrukci, která by zajišťovala dostatečnou o-strost oddělování a vytvářela zahuštěný kal. Zařízení by také mělo umožňovat při přidání chemikálií, aby se v odpovídajícím časovém intervalu vysrážely nečistoty ve formě vloček.

Řešení podle vynálezu vychází z poznatku, že ostrost oddělování pevných látek od kapalin, a tím také účinnost usazovacího procesu, se zvyšuje, jestliže je při odpovídajícím vytvoření vtokového prostoru pro přivádění kapaliny, odtokového prostoru, odkud se odvádí vyčištěná kapalina, a shromažďovacího prostoru pro shromažďování kalu zajištěno·, aby proud kapaliny, proudící zařízením, v co nejmenší míře křížil proud, kterým se pohybuje usazený kal. Jestliže jso-u do usazovacího prostoru vloženy vzájemně rovnoběžné desky skloněné k vodorovné rovině v určitém úhlu, které mají přispět ke snížení dráhy usazování kalu, pak může být provoz zařízení kontinuální. Úhel sklonu usměrňovačích desek, a tím také dráha usazování, může být podstatně menší, to znamená výkon zařízení může být podstatně větší, jestliže soustava usměrňovačích desek v usazovacím prostoru je uspořádána k rovině rovnoběžné s deskami s takovým přesazením, které je vázáno na amplitudu a frekvenci vibrací, aby se dosahovalo příznivějšího zahušťování kalů a jejich posouvání, aniž by přitom docházelo k jejich zvířování. Laminární proudění kapaliny, které je základním předpokladem pro odpovídající funkci deskového usazované, přitom nesmí být porušeno.

Při čištění odpadních vod dochází často k tomu, že odpadní vody neobsahují ve svém původním stavu oddělitelné kaly, ale že teprve přidáním chemikálií je třeba z vody vyloučit nečistoty v takové formě, která by byla schopna se usadit. Zařízení podle vynálezu by mělo mít takové konstrukční vytvoření vstupního prostoru pro přivádění kapaliny, aby kapalina měla po přidání chemikálií dostatek času pro flokulaci a vytvoření vločkového mraku.

Tyto úko-ly jsou vyřešeny zařízením podle vynálezu, kterým se provádí gravitační oddělování pevných látek od kapaliny a které obsahuje vstupní a odtokový prostor pro kapalinu, usazovací pres tor a shromažďovací prostor p-ro- kaly, jehož podstata spočívá v tom, že mezi spodní částí vstupního prostoru pro přivádění kapaliny a jeho· horní částí, vytvořenou jako* odtoková část pro odvádění kapaliny, se nachází usazovací prostor, obsahující nejméně dvě vzájemně rovnoběžné tuhé, stejně dlouhé, popř. zvlněné desky, které jsou skloněny k vodorovné rovině v úhlu 45° až 75° a jejichž délka je nejméně desetkrát větší než jejich vzájemná vzdálenost. Zařízení je dále opatřeno vibrátorem, vyvozujícím v rovině rovnoběžné s deskami kmity, jejichž amplituda je 0,1 až 0,8 mm a frekvence 10 až 100 Hz, přičemž bezprostředně na shromažďovací prostor pro shromažďování kalu navazuje vstupní vtokový prostor pro kapalinu, který se ve své spodní části směrem dolů zužuje. Mezi vstupním vtokovým prostorem a usazovacím prostorem je umístěna oddělovací stěna, dosahující až nad úroveň hladiny kapaliny, a v horní části odtokového odváděcího prostoru je vytvořen odtokový kanál, umístěný za přepadovou hranou koncové stěny odváděcího· prostoru.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je ve spodní části vstupního vtokového prostoru pro přivádění kapaliny umístěna soustava trojúhelníkových nebo lichoběžníkových vodicích desek, které jsou rovnoběžné se směrem výstupu kalu 'z usazovacího prostoru a kolmé na usazovací desky v usazovacím prostoru, které jsou od sebe vzdáleny ve dvou různých, stále se opakujících odstupech, přičemž čelní strany dvojic blíže k sobě uložených desek jsou vzájemně spojeny uzavíracími deskami. Podle jiného význaku vynálezu je na sběrný a shromažďovací prostor pro shromažďování kalu napojeno' odváděči kalové potrubí, do něhož je vřazeno kalové čerpadlo, přičemž ve vstupním prostoru pro· kapalinu je umístěn ventilátor pro rozfoukávání pěny. Podle posledního- výhodného- provedení vynálezu jsou k jednomu vstupnímu prostoru pro kapalinu a jednomu -shromažďovacímu prostoru pro shromažďování kalu připojeny dva usazovací prostory a dva odtokové prostory pro odvádění vyčištěné kapaliny.

Zařízením podle vynálezu, kterým se provádí oddělování pevných látek od kapaliny, je možno provádět kontinuální oddělování pevných částic při dosažení krátkého zdržení kapaliny v zařízení a při dobré účinno-sti. Oddělování je prováděno s potřebnou oddělovací ostrostí a Usazený kal může být popř. zahušťován. Po přidání chemikálií je také zajištěn dostatek času pro vysrážení vloček.

Příklad provedení usazovacího zařízení podle vynálezu je znázorněn na výkresech, kde značí obr. 1 svislý podélný řez zařízením podle vynálezu a obr. 2 vodorovný řez spodní částí vstupního vtokového· prostoru ve zvětšeném měřítku.

Zařízení podle vynálezu je tvořeno nádrží s mnohoúhelníkovým průřezem, ve které je vytvořen vtokový prostor 1, usazovací prostor 2, odtokový prostor 3 a shromažďovací prostor 4 pro shromažďování kalu. Usazovací prc-stor 2, který se nachází mezi spodní částí vtokového prostoru 1 a odtokovým prostorem 3, který je umístěn výše, je opatřen nejméně dvěma tuhými, zejména stejně dlouhými, popř. zvlněnými deskami 5. Tyto- usazovací desky 5 jsou vzájemně rovnoběžné a jsou skloněny k vodorovné rovině v úhlu 45° až 75°. Jejich délka je o- nejméně jeden rozměrový řád větší než jejich vzájemná vzdálenost. Zařízení podle vynálezu je také opatřeno vibrátorem 6_; který vyvozuje kmity, působící v rovině, která je rovnoběžná s deskami 5, mající amplitudu 0,1 až 0,8 mm a frekvenci 10- až 100 Hz. Vtokový prostor 1 není oddělen od shromažďovacího prostoru 4 pro- shromažďování kalu a oba prostory 1, 4 jsou v přímém vzájemném spojení. Spodní část vtokového prostoru 1 se směrem dolů rozšiřuje. Mezi vtokovým prostorem 1 a usazovacím prostorem 2 je dělicí stěna 7, která směrem nahoru dosahuje až nad úroveň hladiny kapaliny. V horní části odtokového prostoru 3 je vytvořen kanálový systém 8 s nastavitelnou přepadovou hranou.

Ve spodní části vtokového prostoru 1 jsou podle výhodného konkrétního provedení vynálezu umístěny trojúhelníkové nebo lichoběžníkové vodicí desky 9, které jsou uloženy rovnoběžně se směrem výstupu usazeného- kalu z usazovacího prostoru 2 a které jsou kolmé na usměrňovači a usazovací desky 5. Vodicí desky 9 jso-u od sebe vzdáleny a vzájemný odstup sousedních vodicích desek 9 je různý, přičemž vždy každá lichá mezera má stejnou šířku a každá sudá mezera má rovněž stejnou šířku, která je odlišná od šířky lichých mezer. Vodicí desky 9 jsou tak uspořádány do dvojic, ve kterých jsou jejich čelní strany vzájemně spojeny příčnými uzavíracími deskami 10, spojujícími vždy dvě blíže k sobě přisazené vodicí desky 9.

V dalším výhodném konkrétním provedení zařízení podle vynálezu je na shromažďovací prostor 4 napojeno- odváděči kalové potrubí, do- kterého je vřazeno kalové čerpadlo· pro odčerpávání usazeného kalu.

V horní části vtokového· prostoru 1 nad hladinou kapaliny může být umístěn ventilátor, kterým se zabraňuje přílišnému hromadění pěny, protože proud vzduchu od ventilátoru pěnu rozrušuje.

V jiném příkladném provedení zařízení podle vynálezu mohou být ke vtokovému prostoru lak jednomu shromažďovacímu prostoru 4 přiřazeny dva usazovací prostory 2 a dva odtokové prostory 3.

Usazovací zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem:

Kapalina, obsahující nečistoty nebo jiné pevné látky, které je třeba oddělit, přitéká do vtokového prostoru 1 a postupuje- působením gravitačních sil do jeho spodní části, která je v oblasti pod usazovacím prostorem 2 rozšířena směrem dolů. Tímto- prostorovým uspořádáním je zajištěno, že do celého vstupního průřezu usazovacího prostoru 2 je kapalina přiváděna rovnoměrně. Pod spodní částí vtokového prostoru 1 se nachází shromažďovací prostor 4 pro shromažďování kalu, který je s vtokovým prostorem 1 přímo- spojen. Tím je dána možnost, aby pevné částice s větší hustotou, obsažené v přitékající kapalině,, klesaly hned po- vstupu do vtokového- prostoru 1 do shro-mažďovacího prostoru 4.

Ze vtokového prostoru 1 je kapalina vedena do usazovacího prostoru 2 tvořenéhosoustavou usazovacích desek 5, na kterých se pevné kaly a částice pevných látek usazují. Vyčištěná voda nebo- jiná kapalina je poto-m vedena do odtokového prostoru 3, zatímco usazený kal klo-uže po usazovacích deskách 5 dolů a padá do shromažďďvacího prostoru 4 pro- shromažďování kalu. Me-zi vtokovým prostorem 1 a usazovacím prostorem 2, popř. odtokovým prostorem 3, se nachází dělicí stěna 7, která sahá směrem nahoru až nad hladinu kapaliny, a tím plně odděluje přiváděnou znečištnou kapalinu od vyčištěné kapaliny, která je připravena k odvedení.

V horní částí odtokového prostoru 3 je pro rovnoměrné odvádění kapaliny vytvořen kanálový systém 8 s nastavitelnou přepadovou hranou, přes kterou se přelévá vyčištěná kapalina a odchází z nádrže. Usazený kal se může ze shromažďo-vacího prostoru 4 odvádět kontinuálně nebo- přerušoveně.

Usazovací prostor 2 je popř. opatřen vibrátorem 6, který uvádí usazovací desky 5 do vibrací rovnoběžných s jejich rovinou. Vibracemi, které mají amplitudu 0,1 až -0,8 milimetru a frekvenci 10 až 100 Hz, se usazený kal zahušťuje,, přičemž současně stoupá ostrost oddělování pevných částic od kapaliny a současně stoupá zatížitelnost a' výkon zařízení, protože usazování je působením mechanických vlivů příznivější.

Usazený kal může být ze shromažďovacího prostoru 4 odčerpáván odpadním potrubím, do kterého je vřazeno kalové čerpadlo, přičemž odčerpávání může probíhat kontinuálně nebo přerušovaně.

V jiném příkladném provedení zařízení podle vynálezu je ve vtokdvém prostoru 1 umístěn ventilátor, kterým se provádí rozrušování tvořící se pěny.

Na jeden vtokový prostor 1 a jeden shromažďovací pro-stor 4 pro shromažďování kalu mohou v jiném příkladném provedení vynálezu navazovat dva usazovací prostory 2 pro- usazování kalu a dva odtokové prostory 3.

Na výkresu je znázorněn jen jeden z příkladů možného provedení zařízení podle vynálezu, který je možno dále v rozsahu předmětu vynálezu obměňovat.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT (1. Zařízení pro gravitační oddělování pevných látek od kapaliny, které se skládá ze vtokového- prostoru pro přivádění kapaliny, z odtokového pro-storu., z usazovacího prostoru a ze shromažďo-vacího prostoru pro shromažďování usazených kalů, vyznačující se tím, že usazovací prostor (2), který je umístěn mezi spodní částí vtokového prostoru (il) a výše se nacházejícím odtokovým prostorem (3), je tvořen nejméně dvěma vibračními usazovacími deskami (5), které jsou skloněny k vodorovné rovině v úhlu 45° až 75°, jsou vzájemně rovnoběžné, tuhé, mají v podstatě stejnou délku, jsou vlnité a jejich délka je nejméně ICkrát větší než jejich vzájemná vzdálenost, přičemž zařízení je opatřeno vibrátorem (8) pro uvádění desek (5) do vibrací v rovinách jejich uložení s amplitudou 0,1 až 0,8 mm a frekvenci 10: až 100 Hz, a vtokový prostor (1) bezprostředně navazuje na shromažďovací prostor (4) pro shromažďování kalu a je ve své spodní části rozšířen směrem dolů, přičemž vtokový prostor (1) je oddělen od usazovacího- prostoru (2) dělicí stěnou (7), dosahující až nad hladinu kapaliny, a na odtokový pro-stor (3) navazuje kanálový systém (8) vynálezu pro odvádění vyčištěné vody, opatřený nastavitelnou přepadovou hranou.
2. 2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že ve spodní části vtokového prostoru (1) je umístěna soustava trojúhelníkových nebo- lichoběžníkových vodicích desek (9), které jsou rovnoběžné se směrem výstupu kalu z usazovacího- prostoru (2) a kolmé na usazovací desky (5), přičemž vodicí desky (9) jsc-u od sebe vzdáleny v rozdílných, pravidelně se opakujících odstupech a čelní strany dvojic blíže k sobě umístěných vodicích desek (9) jsou vzájemně spojeny příčnými uzavíracími deskami (10).
3. 3. Zařízení podle bodů 1 nebo- 2 vyznačující se tím, že do shro-mažďovacího prostoru (4) pro shromažďování kalu je zaústěno odváděči kalové potrubí, do něhož je vřazeno kalové čerpadlo.
4. 4. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačující se tím, že ve vtokovém pro-storu (1) je umístěn ventilátor pro rozrušování pěny na hladině kapaliny.
5. 5. Zařízení podle bodů 1 až 4 vyznačující se tím, že k jednomu vtokovému prostoru (1) a shromažďo-vacímu prostoru (4) jsou přiřazeny dva usazovací prostory (2) a dva odtokové prostory (3).