CS270036B1 - Clarifier for water treatment by means of flocculent cloud with application of pulsating flocculation and separation - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro úpravu vody vločkovým mrakem, a to zejména čiřiče s použitím pulzační flokulace a separace·

Čiřiče e vločkovým mrakem, používané v současné době, jsou vybaveny nátokovým prostorem, kde probíhá hydraulická pulzace, způsobená podtlakem vyvolaným ventilátorem, homogenizace vody se srágedly a flokulace· К rovnoměrnému rozdělení průtoku po plode separačního prostoru je při dně nádrže umístěna soustava děrovaných potrubí a usměrňovačů· Nevýhodou tohoto zařízení je, že vyžaduje zvýšené investiční náklady na výstavbu nátokového a flokulačního prostoru a na složitou soustavu potrubí a usměrňovačů při dně· Kontinuálním provozem ventilátoru se zvyšuje energetická náročnost zařízení· Je také známo zařízení sestávající ze středové flokulační komory, oboustranně obklopené zahuškovacími prostory a obvodovými separačními prostory, kde ve flokulační komoře je pohyblivě umístěno míchadlo s vodorovnými pádly na kyvadle a kde je flokulační komora oddělena od zahušbovacích prostorů dvojicí vnitřních dělicích stěn, sbíhajících se směrem nahoru· Nevýhodou tohoto zařízení je zejména vysoká stavební náročnost a zvýšené nároky na obestavěný prostor. Při paralelním zapojení více zařízení je nutno budovat pro každý čiřič oddělené Žlaby pro odtok upravené vody a zahušíovací prostory, čímž se zvyšují investiční náklady a zvyšuje se i potřebný počet uzavíracích orgánů·

Výše uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým je čiřič к úpravě vody vločkovým mrakem sestávající z nádrže, ve které je vytvořen flokulační, separační a zahuškovací prostor, 8 přítokem surové vody se srážedly při dně a odtokem upravené vody při hladině a jeho podstata spočívá v tom, že flokulační a separační prostor je společný a je v něm umístěna soustava nejméně dvou pulzujících přepážek, opatřených průtočnými otvory a umístěných na společném táhle, souosém se směrem průtoku a spojeném s pulzačním pohonem·

Další podstatou vynálezu je, že vzdálenosti mezi přepážkami soustavy se ve směru průtoku zvětšují, přičemž při dolní poloze soustavy je spodní přepážka těsně při dne společného flokulačního a separačního prostoru.

Podstatou vynálezu je také tó, že průtočná plocha přepážek se ve směru průtoku zvětšuje.

Další podstatou vynálezu je, že čiřič je tvořen nejméně dvěma paralelně zapojenými jednotkami, z nichž každá sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru a zahušbovacího«prostoru, přičemž jednotky jsou vzájemně odděleny mezistěnami a výtokový žlab upravené vody je pro jednotky společný· V alternativním provedění je čiřič podle vynálezu tvořen nejméně dvěma paralelně zapojenými jednotkami, z nichž každá sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru a zahuškovacího prostoru, přičemž zahuškovací prostor je pro dva sousední flokulační a separační prostory společný a odtokový žlab upravené vody je pro každou jednotku samostatný·

Další podstatou vynálezu je, že pulzační pohon nejméně dvou sousedních táhel soustavy přepážek je společný provedením přes rovnoramennou páku·

Vyšší účinek vynálezu lze spatřovat v tom, že rovnoměrného rozdělení průtoku po ploše společného flokulačního a separačního prostoru se dosahuje působením odporů v přepážkách již od úrovně nad spodní přepážkou, aniž by bylo nutno budovat oddělený nátokový prostor a složitou soustavu děrovaných potrubí a usměrňovačů při dně nádrže, čímž se snižují investiční náklady· Vyloučením kontinuálního provozu ventilátoru se dosahuje úspor elektrické energie· Vytvořením společného flokulačního a separačního prostoru se dosáhne stavebně jednoduššího zařízení při snížených investičních nákladech· Při paralelním zapojení čiřiče podle vynálezu je možno jednotky základního provedení umísíovat tak, aby měly společnou stěnu, čímž se snižují nároky na obestavěný prostor a investiční náklady. Také je možno tyto jednotky opatřit společným výtokovým žlabem upravené vody, čímž se zmeněí počet uzavíracích orgánů. Při paralelním zapojení nejméně dvou sousedících jednotek lze využít rovnoramenné páky к převodu síly pohonu táhla. Vzhledem к tomu, že tíha soustavy přepážek na obou ramenech páky je stejná а к jejich .pulzaci stačí překonávat odpor přepážek vůči kapalině, dosahuje se výrazné energetické úspory v porovnání se zařízením s hydraulickými pulzy.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je axonometricky zobrazený čiřič v pravoúhlém půdorysu, na obr. 2 je v axonometrickém zobrazení čiřič s paralelně řazenými jednotkami se společným výtokovým žlabem, na obr. 3 je řez čiřičem в paralelně zapojenými jednotkami se samostatnými odtokovými žlaby, na obr· 4 je řez kruhovým čiřičem, na obr· 5 je pohon táhel dvou sousedících soustav pulzujících přepážek a na obr. 6 je pohon táhel čtyř sousedících soustav pulzujících přepážek.

Čiřič 2 podle vynálezu sestává z nádrže 2 pravoúhlého tvaru, například čtyřbokého hranolu, s otevřenou horní základnou, v nádrži 2 je vytvořen společný flokulační a separační prostor J» oddělený dělicími stěnami 21 od zahuělovacího prostoru 4. Pro přítok surové vody ee srážedly do společného flokulačního a 8 врага ční ho prostoru J je do dna 22 nádrže 2 zaústěno potrubí JI, opatřené svislým výtokovým nástavcem 32 8 radiálně umístěnými výtokovým! otvory 321· Flokulační a separační prostor J je propojen se zahušlovacím prostorem £ otvory 211 v dělicích stěnách 21 pro přepad kalu z hladiny 331 vločkového mraku do zahuělovacího prostoru £. Ve flokulačním a separačním prostoru J je umístěna soustava 6 pulzujících přepážek 6L. 63. v příkladu uložených kolmo к táhlu 2» ^na kterém jsou uspořádány· Každá soustava j5 je tvořena spodní přepážkou 61 a horní přepážkou 63· Tuto základní soustavu £ lze rozěířit o libovolný počet, s výhodou do 10 ks, prostředních přepážek 62. Spodní přepážka 61 je umístěna při dolní poloze těsně při dne 22 společného flokulačního a separačního prostoru J, horní přepážka 63 pod otvorem 211 pro přepad kalu. Vzdálenost mezi přepážkami

61. 62. 63 je měnitelná. Přepážky 61, 62. 63 jsou zpravidla pravoúhlého nebo kruhového tvaru, v závislosti na půdorysném tvaru společného flokulačního a separačního prostoru 2 ^a Jsou vytvořeny z libovolného materiálu, například umělé hmoty nebo dřeva. Přepážky £1, 62. 63 jsou opatřeny po ploěe rozloženými průtočnými otvory 64. přičemž podíl průtočné plochy přepážek 61. 62, 63 se ve směru průtoku zvětSuje a činí například nejméně 10 % celkové plochy ve spodpí přepážce 61 a nejvíce 90 % celkové plochy v horní přepážce 63· Průtočné otvory 64 jsou libovolného tvaru, s výhodou ve tvaru Štěrbin, kruhů nebo čtverců· Středem ploch přepážek 61, 62, 63 prochází společné táhlo 2i které je udržováno ve svislé poloze ve vedení 70, uloženém v příchytce 701 a je opatřeno pulzačním pohonem 71, například kinematickým mechanismem, převádějícím otáčivý pohyb v posuvný pohyb, jako je klikový mechanismus nebo pneumatický válec в dvojčinným pístem· V horní části nádrže 2 Čiřiče J^při hladině 332 upravené vody jsou umístěny žlaby 2 pro výtok upravené vody, které vyúsbují do výtokového potrubí 51 upravené vody. Ve dně 22 nádrže 2 v zahufibovacím prostoru 4 je umístěno odkalovací potrubí 41·

V alternativním provedení podle obr. 2 je čiřič 1 tvořen paralelně zapojenými jednotkami 35. z nichž každá éestává ze společného flokulačního a separačního prostoru 2 ^a zahušbovacího prostoru 4., přičemž každý společný flokulační a separační prostor 2 d^e opatřen soustavou 6 nejméně dvou pulzujících přepážek 61. 63. Prostory 2 a 4 jednotek 35 jsou vzájemně odděleny mezistěnami 34· Zahušbovací prostory £ jednotek 35 jsou umístěny v čelní a zadní části nádrže 2 a jsou odděleny od společných flokulačních a separačních prostorů J jednotek 35 dělicími stěnami 21, opatřenými otvory 211 pro přepad kalu. Výtokový žlab 2 pro odtok upravené vody je společný pro všechny jednotky 35.

V alternativním provedení podle obr. 3 je čiřič 2 tvořen paralelně zapojenými jednotkami 35. z nichž každá sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru 2 a zahuštovacího prostoru £, přičemž zahušíovací prostor £ je vždy společný pro dva sousední společné flokulační a separační prostory 2· dně 22 společného flokulačního a separačního prostoru 2 každé jednotky 35 je uloženo potrubí 31 přívodu surové vody se srážedly, které' je po délce opatřeno neznázorněnými výtokovými otvory. Každá jednotka 35 je opatřena samostatným žlabem 2 pro odtok upravené vody, který je vyústěn do společného výtokového žlabu 52 upravené vody.

V dalším alternativním provedení podle obr. 4 je čiřič 2 tvořen nádrží 2 ve tvaru válce, která sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru 2* umístěného ve středu a prstencovitě obklopeného zahušbovacím prostorem £. Tyto prostory

2, 4, jeou vzájemně odděleny dělicí stěnou 21 s otvory 211 pro přepad kalu. Potrubí 31 přítoku surové vody se srážedly je zaÚBtěno do dna 22 do středu společného flokulačního a separačního prostoru 2 a opatřeno nástavcem 32 s otvory 321. Přepážky 61,

62. 63 jsou kruhového tvaru. Žlab 2 upravené vody je umístěn při hladině 332 upravené vody v nádrži 2₉ odkalovací potrubí 41 na dně 22 zahušbovacího prostoru 4,.

V alternativním provedení pul zadního pohonu 71 pro dvě sousedící soustavy 2 Přepážek 61. 62, 62 podle obr. 5 je к pohonu 71 připojena rovnoramenná páka 72. ke které je připojeno táhlo 2· V provedení podle obr. 6 pro pulzační pohon 71 čtyř sousedících soustav 2 к pohodu 71 připojena hnací tyč 73. která je oběma konci připojena ke dvěma rovnoramenným pákám 72.

Surová voda se srážedly přitéká potrubím 31 přes nástavec 32 radiálními otvory 321 nebo neznázorněnými výtokovými otvory v potrubí 31 při dně 22 nádrže 2 do společného flokulačního a separačního prostoru 2 o vločkovým mrakem, kde je při průtoku vzhůru pročesávána soustavou 6 pulzujících přepážek 61. 62. 63 s průtočnými otvory 64. Pulzace může být prováděna přerušovaně. Pul žací soustavy 2 ⁸⁰ průtok rovnoměrně rozdělí Již ode dna 22 flokulačního a separačního prostoru 2 ⁸ současně pohyb soustavy 2 způsobuje změnu rychlosti v hodnotě přibližně rovné vzestupné rychlosti. Střední gradient rychlosti je v jedné vodorovné rovině společného flokulačního a separačního prostoru 2 konstantní. Ve směru průtoku střední gradient rychlosti klesá. Při průtoku otvory 64 v přepážkách 61, 62. 63 se náhle zvyšuje rychlost úměrně průtočné ploše přepážek 61, 62, 22» ^což podporuje tvorbu velkých vloček. Proces flokulace a separace ve vločkovém mraku čiřiče 1 lze řídit jednak řízením středního gradientu rychlosti, které se provádí změnou vzdálenosti mezi přepážkami 61, 62. 63 soustavy 2» nebo odporem přepážek 61. 82» 63 vůči proudění, prováděného změnou průtočné plochy přepážek 61, 62, 22· Jednak režimem pulzace, kterého se dosahuje ovládáním táhla 2 pul za čním pohonem 71» Upravená voda stoupá vzhůru a přepadává do žlabů 2» kterými je přiváděna do výtokového potrubí 51 upravené vody, nebo je alternativně dle obr. 3 přiváděna ze samostatných žlabů 2 do společného výtokového žlabu 52 upravené vody. Vločky přepadávají z hladiny 331 vločkového mraku otvory 211 v dělicí stěně 21 do zahuší ovací ho prostoru £, který Je periodicky odkalován potrubím 41 u malých čiřičů 2 z celého zahušbovacího prostoru £, u velkých čiřičů 1 s Jednotkami 35 postupně z jednotlivých sekcí.

V alternativním provedení pro pohon dvou sousedících soustav 2 přepážek 21» 82. 22 J^{e β}^1® pul za ční ho pohonu 71 přenášena rovnoramennou pákou 72. která uvádí do pulzačního pohybu táhla 2» ⁸ tím i soustavy 2 přepážek 61, 62, 22· 8íla pohonu 22 je přenášena rovnoramennou pákou 72 střídavě na obě ramena в posunutou fází. V alternativním provedení pulzačního pohonu 71 čtyř sousedících soustav 6 přepážek 61, 62, podle obr. 8 Je síla pohonu 71 přenášena na dvě rovnoramenné páky 72 pomocí vodicí tyče 23.

Čiřič dle vynálezu je využitelný při úpravě vody vločkovým mrakem. Lze jej s výhodou využít i v Jiných oblastech, kde se z koloidních roztoků a suspenzí působením chemické nebo biologické flokulace ovlivněné turbulencí kapaliny vytvářejí hrubě suspendované částice, například při neutralizačních procesech, které se používají к likvidaci odpadních vod v metalurgických procesech, například v galvanizovnách a při biologickém čištění odpadních vod. Vynález Je možno využít i při inovaci stávajících čiřičů nebo usazovacích nádrží, a to odstraněním stěn, vytvářejících samostatné flokulační prostory a umístěním pulzačních přepážek.

Claims (6)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Čiřič к úpravě vody vločkovým mrakem, sestávající z nádrže, ve které je vytvořen flokulační, separační a zahuštovací prostor, 8 přítokem surové vody se srážedly při dně a odtokem upravené vody při hladině, vyznačující se tím, že flokulační a separační prostor (3) Je společný a Je v něm umístěna soustava (6) nejméně dvou pulzujících přepážek (61, 63), opatřených průtočnými otvory (64) a umístěných na společném táhle (7), souosém se směrem průtoku a spojeném s pul za čním pohonem (71).

2. Čiřič podle bodu 1, vyznačující se tím, že vzdálenosti mezi přepážkami (61, 62, 63) soustavy (6) se ve směru průtoku zvětšují, přičemž při dolní poloze soustavy (6) Je spodní přepážka (61) těsně při dně (22) společného flokulačního a separačního prostorní (3).

3. čiřič podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průtočná plocha přepážek (61, 62, 63) se v· směru průtoku zvětšuje. '

4. Čiřič podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že je tvořen nejméně dvěma paralelně zapojenými Jednotkami (35), z nichž každá sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru (3) a zahušíovacího prostoru (4), přičemž Jednotky (35) Jsou vzájemně odděleny mezistěnami (34) a žlab (5) upravené vody Je pro Jednotky (35) společný.

5. Čiřič podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že Je tvořen nejméně dvěma paralelně zapojenými Jednotkami (35), z nichž každá sestává ze společného flokulačního a separačního prostoru (3) a zahušlovaeího prostoru (4), přičemž zahušbovací prostor (4) Je pro dva sousední společné flokulační a separační prostory (3) společný a žlab (5) upravené vody Je pro každou Jednotku (35) samostatný.

6. Čiřič podle některého z bodů 1 až 4 nebo 5, vyznačující se tím, že pulzační pohon (71) nejméně dvou sousedních táhel (7) soustavy (6) přepážek (61, 62, 63) Je společný provedením přes rovnoramennou páku (72).