CS249703B1 - Zařízení na hydraulické poinalé míchání - Google Patents

Abstract

Zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí při chemickém čiření vod je sestavené z dvojitých norných stěn opatřených průtočnými otvory, jejichž velikost lze nastavovat, jimiž je proto možné vytvořit hydraulické podmínky pro přípravu suspenzí vloček s optimálními vlastnostmi pro daný způsob jejich separace. Každá dvojitá norna stěna je sestavená ze dvou jednoduchých norných stěn, pevné a posuvné, opatřených průtočnými otvory. Velikost průtočných otvorů v každé dvojité norné stěně se vymezuje nastavením její posuvné norné stěny na její pevně norné stěně a zajištěním obou těchto jednoduchých norných stěn v nastavené poloze pomocí nastavovacího zařízení.

Description

Předmětem vynálezu je zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujícich suspenzí při chemickém čiření vod, jehož hydraulické parametry lze nastavovat tak , aby připravované suspenze vloček měly optimální vlastnosti pro daný způsob jejich separace.

Při úpravě vod chemickým čiřením se připravují suspenze vloček , jejichž vlastnosti musí umožňovat jejich technologicky účinnou a provozně hospodárnou separaci · Vytvořené vločky musí mít co největší měrnou hmotnost a musí být i dostatečně pevné, aby odolávaly tříštivému účinku hydraulických tečných sil, které působí v místech se zvýšenou turbulencí · Velikost vloček musí odpovídat způsobu jejich separace . Velké vločky jsou vhodnější pro separaci usazováním nebo ve vločkovém mraku, protože se rychleji usazují, zatímco menší vločky se lépe hodí pro přímou filtraci, nebot pronikají hlouběji do filtračních náplní. Vlastnosti suspenzí vloček jsou rozhodujícím způsobem ovlivňovány hydraulickými podmínkami, za nichž byly připraveny, jmenovitě velikostí a rozdělením hodnot rychlostního gradientu , který během jejich přípravy působil na agregující suspenze ·

Příprava suspenzí vloček probíhá ve třech na sebe navazujících stupních, které jsou charakterizovány dobami trvání, hodnotami během nich působícího rychlostního gradientu a stavem systému upravovaná voda - koagulant. Prvním stupněm je homogenizace koagulantu v upravované vodě, při které dochází k jeho hydrolyze a k destabilizaoi v ní přítomných částic, které okamžitě začínají agregovat v částice větší. Agregace částic pokračuje ve druhém stupni při rychlém míchání a ve třetím stupni při pomalém míchání, v jejichž průběhu se působením rychlostního gradientu mění agregující suspenze na suspenze vloček, které lze z upravované vody separovat usazováním nebo ve vločkovém mraku a filtrací nebo jen filtrací · V úpravnách vod odpovídají těmto stupňům konkrétní technologická zařízení nebo jejich části .

Pomalé míchání se v úpravnách vod uskutečňuje ve vločkovacích nádržích nebo ve vločkovacích prostorách jednotek na přípravu a separaci suspenzí vloček . Mělo by trvat 15 až 30 min a hodnoty rychlostního gradientu , který během něho působí , by se —1 měly pohybovat v rozmezí od 100 do 10 s · Rychlostní gradient by měl být rozdělován do celého objemu agregujících suspenzí co

249 703

- 2 nejrovnoměrněji a tak, aby jeho hodnoty postupně klesaly ve směru jejioh průtoku . Ve starších zařízeních na pomalé míchání agregujíoích suspenzí nejsou tyto požadavky splněny.Vloěkovací nádrže a vloěkovací prostory jednotek na přípravu a separaci suspenzí vloěek byly původně považovány jen za prostory k zajištění určitého zdržení agregujících suspenzí.Teprve později se do nich začala Instalovat pádlová míchadla poháněná elektromotory, jimiž se měl do agregujících suspenzí dodávat potřebný rychlostní gradient. Tím se účinnost těchto zařízení sice zvýšila, ale současně se projevily nové nedostatky, a to velmi nerovnoměrné rozdělování rychlostního gradientu do celého objemu agregujících suspenzí, obtížnost zajistit požadavek na postupný pokles jeho hodnot ve směru jejich průtoku a náročnost na spotřebu elektrické energie ·

Hejnovějším známým řešením jsou vloěkovací nádrže a vločková cí prostory jednotek na přípravu a separaci suspenzí vloček s hydraulickým pomalým mícháním, jehož se dosahuje průtokem agregujících suspenzí nornými stěnami opatřenými kruhovými otvory. Používají se sestavy více těchto norných stěn, které se liší svými hydraulickými parametry.Aby se dosáhlo rovnoměrnějšího rozdělování rychlostního gradientu do celého objemu agregujících suspenzí opatřují se tyto noraé stěny větším počtem menších otvorů. Sestavují se tak , aby hodnoty rychlostního gradientu , který se jimi dodává do agregujících suspenzí , postupně klesaly ve směru jejich průtoku. Uvedené řešení má závažné nedostatky, které snižují jeho technologickou účinnost, omezují jeho potřebnou přizpůsobit elnost provozním podmínkám a zvyšují náročnost jeho realizace .

Horné stěny s otvory, jejichž velikost a počet jsou dány a nelze je měnit, neumožňují vytvořit skutečně optimální hydraulické podmínky pro přípravu suspenzí vloček ani v případech, že se jejich hydraulické parametry navrhují podle výsledků poloprovozních technologických zkoušek, nebot reprodukovatelnost těchto výsledků v provozním měřítku je vždy jen velmi přibližná, a tím méně pak v případech, kdy se tak děje pouhým odhadem · Důsledkem toho je nižší účinnost těchto norných stěn a v návaznosti na to i celých souborů technologických zařízení úpraven vod a vyšší náklady na úpravu vody než se předpokládalo. Různé technologické postupy úpravy vody, které se v úpravnách vod využívají sezónně

- 3 249 703 (n&~př. úprava vody s dvoustupňovou nebo je dno stupňovou separací suspenze nebo s použitím organických flokulantů) vyžadují přípravu suspenzí vloček za různých hydraulických podmínek, které však nelze vytvořit pomocí nomých stěn, jejichž hydraulické parametry není možné měnit · Rozdělování rychlostního gradientu, zejména jeho vyšších hodnot , do celého objemu agregují cích suspenzí a pokles jeho hodnot ve směru jejich průtoku lze zajistit jen větším sortimentem těchto nomých stěn. Opakovatelnost jejich využití je proto velmi malá , takže je nelze vyrábět sériově ale jen jako kusové výrobky. Kusová výroba těchto nomých stěn, do nichž je navrtáno do 350 do 2500 otvorů o průměru 20 mm, je velmi náročná na lidskou práci ·

Uvedené nedostatky nemá zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí při chemickém čiření vod jejich průtokem dvojitými nornými stěnami, umístěnými ve vločkovací nádrži nebo ve vločkovací prostoře jednotky na přípravu a separaci suspenzí vločel$ podle vynálezu, jehož podstatou je, že každá z těchto dvojitých nomých stěn pozůstává z pevné nomé stěny a posuvné nomé stěny, které jsou opatřeny průtočnými otvory, a nastavovacího zařízení , které je vytvořeno funkčním spojením nejméně jednoho nastavovacího prvku upevněného na horní části pevné norné stěny a nejméně jednoho nastavovacího protiprvku, upevněného na horní části posuvné nomé stěny a opatřeného zajišíovacím prvkem, a dále to, že posuvná nomá stěna je přiložena k pevné norné stěně a obě tyto nomé stěny jsou spolu pohyblivě spojeny nastavovacím zařízením tak, že při nejméně jednom nastavení posuvné nomé stěny na pevné nomé stěně se jejich průtočné otvory kryjí, zatímco při jiných nastaveních posuvné nomé stěny na pevné nomé stěně jsou její průtočné otvory zčásti překryty plnou plochou posuvné norné stěny ·

Zařízení podle vynálezu má v porovnání se známým zařízením na hydraulické pomalé míchání významné přednosti. Umožňuje vytvořit optimální hydraulické podmínky pro přípravu suspenzí vloček v nových vločkovacích nádržích nebo vloČkovacích prostorách jednotek na přípravu a separaci suspenzí vloček s dvojitými nomými stěnami jak při jejich uvádění do provozy tak i později při sezónních změnách technologických postupů úpravy vody. ffiají-li průtočné otvory tvar štěrbin, což v zařízení podle vynálezu můžq

- 4 249 703 avšak nemusí být splněno, dosahuje se mnohem rovnoměrnějšího rozdělování rychlostního gradientu do celého objemu agregujících suspenzí . Dvojité nomé stěny se širokým rozsahem hydraulických parametrů se sestavují z malého sortimentu základních dílů, které je možné vyrábět sériově s využitím moderních výrobních technologií , n>př. lisováním z plastů . Zařízení podle vynálezu se může využít při projektování nových vločkovacích nádrží nebo konstruování nových jednotek na přípravu a separaci suspenzí vloček při rekonstrukcích starších zařízení na pomalé míchání agregujících suspenzí s pádlovými míchadly na elektrický pohon .

Konstrukce a způsob nastavení zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí sestaveného z dvojitých norných stěn 6 jsou dále vysvětleny na jeho příkladném provedení, které však slouží pouze k objasnění podstaty vynálezu a nijak neomezuje možnosti jeho využití .

Příkladné zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí je sestaveno ze sedmi dvojitých norných stěn 6 , které jsou uloženy ve svislých vedeních 4 vytvořených v protilehlých stěnách vloěkovací nádrže £ , do níž je zaústěn přívod agregující suspenze, a z níž vyúsťuje odtok 3 suspenze vloček. Každá z těchto dvojitých norných stěn 6 pozůstává z pevné norné stěny 6a opatřené průtočnými otvory 7a , jimiž jsou vodorovné štěrbiny, a z posuvné norné stěny 6b rovněž opatřené průtočnými otvory 7b , jimiž jsou také vodorovné štěrbiny, a nastavovacího zařízení 8 , které tvoří dva nastavovací prvky 8a , jimiž jsou dvě pevná vodítka upevněná na horní hraně pevné nomé stěny 6a , a dva nastavovací protiprvky 8b , jimiž jsou dva stavěči šrouby upevněné na horní hraně posuvné nomé stěny 6b a opatřené dvěma zajištovacími prvky , jimiž jsou dvě dvojice stavěčích matek. Velikost a rozmístění průtočných otvorů 7a , 2b na plochách pevné norné stěny 6a a posuvné nomé stěny 6b jsou totožné . Pevná noraá stěna 6a a posuvná nomá stěna 6b jsou spojeny v dvojitou nomou stěnu 6 jednak pomocí nastavovacího zařízení 8 tak, že oba nastavovací protiprvky 8b jsou zasunuty do obou odpovídajících nastavovacích prvků 8a a zajištěny v nastavené poloze oběma zajištovacími prvky 2. » jednak společným uložením obou těchto norných stěn 6a , 6b do svislých vedení 4 · Na stěnách vločkovací nádrže 1. jsou před

- 5 249 703 jednotlivými dvojitými nomými stěnami 6 osazeny stavoznaky £ ·

I

Nastavení příkladného zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí se provádí tak , že se postupně v každé ze sedmi dvojitých norných stěn 6 vymezí šířky vodorovných štěrbin 2 tedy i jejich průtočné plochy vhodným nastavením posuvné nomé stěny 6b na pevné norné stěně 6a pomocí nastavovacího zařízení 8 · Při základním nastavení posuvné norné stěny 6b na pevné nomé stěně 6a se jejich průtočné otvory 7a. Tb kryjí a vymezují tudíž ve dvojité nomé stěně 6 vodorovné štěrbiny 2 » které mají největší šířky a tedy i největší průtočné plochy, takže při daném průtoku dodávají do agregující suspenze nejnižší hodnotu rychlostního gradientu. Při každém jiném nastavení posuvné nomé stěny 6b na pevné nomé stěně 6a je část ploeh jejích průtočných otvorů 7a překryta plnou plochou posuvné nomé stěny 6b · Vodorovné štěrbiny 2 vymezené takto ve dvojité nomé stěně 6 mají proto menší šířky tedy i menší průtočné plochy, takže při daném průtoku dodávají do agregující suspenze vyšší hodnoty rychlostního gradientu ·

Stanovení parametrů příkladného zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí se provádí podle konkrétních podmínek , zejména podle upravitelnosti vody a podle používaných technologických postupů její úpravy, a tak, aby hodnoty rychlostního gradientu, který se jím dodává do agregujících suspenzí, postupně klesaly ve směru jejich průtoku · V praxi se tak stane jednou provždy při uvádění do provozu nové vločkovací nádrže 2 tak, že se při určeném průtoku agregujících suspenzí zjistí hodnoty výškových ztrát v jednotlivých dvojitých norných stěnách 6, při-čemž účinky takto vytvořených hydraulických podmínek na vlastnosti připravovaných suspenzí vloček se vyhodnocují agregačními zkouškami. Tímto způsobem se zjistí hydraulické parametry pro všechny technologické postupy úpravy vody, o nichž se předpokládá, že se budou využívat v delších časových obdobích (na_př. pro úpravu vody s dvoustupňovou nebo jednostupňovou separací suspenze nebo při použití organických flokulantů}. Zjištěné výškové ztráty (řádově cm) se vyznačí na stavoznacích % , které jsou umístěny na stěnách vločkovací nádrže 2 před každou dvojitou nornou stěnou 6 · V běžném provozu se při sezónní změně technologického postupu úpravy vody snadno změní parametry příkladného

- 6 249 703 zařízení na hydraulické pomalé míchání tak , že se při určeném průtoku agregujíoích suspenzí nastaví na stavoznacích 2 dříve zjištěné hodnoty výškových ztrát před jednotlivými dvojitými nornými stěnami 6 ·

Provozní funkce příkladného zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí je shodná s funkcí známého zařízení na jejich hydraulické pomalé míchání s tím rozdílem, že v porovnání s ním umožňuje vytvořit optimální hydraulické podmínky pro přípravu suspenzí vloček, které se účinněji odstraňují v daných zařízeních na jejich separaci · Agregující suspenze připravené homogenizací koagulantu v upravované vodě a rychlým mícháním se přivádí do vločkovací nádrže 1 přívodem 2 agregující suspenze a postupně protéká vodorovnými štěrbinami 2 vytvořenými v každé ze sedmi dvojitých norných stěn 6 vhodným překrytím průtočných otvorů 7a v její pevné nomé stěně 6a plnou plochou její posuvná nomé stěny 6b · Tím se do ní dodává rychlostní gradient a podporuje se agregace menších částic ve větší a tvorba vloček vhodných pro separaci . Připravená suspenze vloček potom odtéká z vločkovací nádrže odtokem 3 suspenze vloček do následujícího separačního zařízení .

Ne jvýznaranější technologickou předností příkladného zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujíoích suspenzí v porovnání se známým zařízením na jejich hydraulické pomalé míchání je to, že umožňuje maximálně přizpůsobit jeho hydraulické parametry daným podmínkám úpravy vody a v provozu je měnit podle toho, jaký technologický postup úpravy vody se používá. Další jeho technologickou předností je to , že vodorovné štěrbiny 2 ve dvojitých norných stěnách 6 rozdělují rychlostní gradient do celého objemu agregujíoích suspenzí mnohem rovnoměrněji než kruhové otvory známého zařízení na hydraulické pomalé míchání · Významnou předností příkladného zařízení na hydraulické pomalé míchání, která zvýhodňuje jeho realizaci, je to, že ho lze sestavit z malého sortimentu základních dílů (na_př. prefabrikovaných desek opatřených průtočnými otvory), které je možné vyrábět sáriově ·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VINÍ I E Z U

   249 703

   Zařízení na hydraulické pomalé míchání agregujících suspenzí při chemickém čiření vod jejich průtokem dvojitými nornými stěnami umístěnými ve vloěkovací nádrži nebo ve .vločkovací prostoře jednotky na přípravu a separaci suspenzí vloček, vyznačující se tím, že každá z těchto dvojitých nomých stěn (6) se -skládá z pevné norné stěny (6a) a posuvné norné stěny (6b) , které jsou opatřeny průtočnými otvory (7a , 7b), a nastavovacího zařízení (Θ) , které je vytvořeno funkčním spojením nejméně jednoho nastavovacího prvku (8a) upevněného na horní části pevné norné stěny (6a) a nejméně jednoho nastavovacího protiprvku (8b) upevněného na horní části posuvné norné stěny (6b) a opatřeného zajišíovacím prvkem (9), přťcemjÉ posuvná norná stěna (6b) je přiložena k pevné nom^ stěně (6a) a obě tyto norné stěny (6a, 6b) jsou spolu pohyblivě spojeny nastavovacím zařízením (8).