CZ308147B6 - Flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií s řízenou funkcí - Google Patents

Abstract

Flexibilní modulové zařízení (1) úpravy vody s flokulační technologií s řízenou funkcí úpravy vody je určena pro úpravu různě znečištěné vody s měnící se kvalitou, s možností testování a snadné výměny nebo demontáže dílčích modulů zařízení, a to v případě úprav, opotřebení nebo pro možnost a usnadnění přepravy. Tato flexibilní modulová flokulační technologie úpravy vody je součástí zařízení úpravny vody a totéž platí pro řízení, kde se počítá s nadřazeným řídicím elektronickým systémem v rámci úpravárenského celku vody. Flexibilní modulové zařízení (1) úpravy vody s flokulační technologií úpravy vody s řízenou funkcí je možno rozdělit na subsystémy a dále, v rámci subsystémů, je řešena modulově. Flexibilní modulové zařízení (1) úpravy vody s flokulační technologií s řízenou funkcí obsahuje tři funkčně-provozní subsystémy, a to subsystém (2) nosného skeletu, subsystém (6) centrálního dynamického modulu flokulátoru a subsystém (31) modulů bočních technologických vestaveb. Základním a nosným je subsystém (2) nosného skeletu zahrnující nádrž (3) tvaru kvádru bez horní a zadní stěny (4), v jehož přední stěně (5) jsou ukotveny všechny ostatní moduly, a navíc všechny přívody a odvody vody včetně odpadového hospodářství. Hlavním uloženým v ose nádrže (3) je subsystém (6) centrálního dynamického modulu flokulátoru, skládajícího se především z modulu (7) osového složení napojeného na modul (8) elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu skládajícího se z rotačního motoru (9) a převodovky (10), přičemž modul (7) osového složení je propojen s modulem (11) multifunkčního míchacího segmentu.

Description

Oblast techniky

Flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií s řízenou funkcí úpravy vody určené pro úpravu různě znečištěné vody s měnící se kvalitou.

Dosavadní stav techniky

V současné době v ČR ani ve světě neexistuje čiřící technologie na úpravnu vody podle vynálezu.

V hlubší historii vynálezů čiřících technologií jsou známy technologie založené na obecně známých chemicko-fýzikálních principech koagulace a flokulace, tvorbě vločkového mraku a následné separace vznikajících kalů, kde míchání suspenzí a tvorba vloček ve flokulačním prostoru je realizována prostřednictvím kyvného rámu nebo kyvného pádla s lamelami. Příkladem je patent CS 190972 Bis názvem „Čiřič na úpravu vody se šikmými lamelami“, který jako nový prvek uvádí šikmé lamely nad hladinou vločkového mraku, jejichž spodní části zasahují jako nomé stěny, jak do prostoru vločkového mraku, tak i do zahušťovacího prostoru. Tvoří tedy svislou převážku v čiřícím i zahušťovacím prostoru a rozdělují přelivovou hranu. Účinkem této technologie pak dochází v prostoru vločkového mraku k uklidnění stékajícího proudu vody, tím i k uklidnění hladiny vločkového mraku. Usazené částice se pak posunují po lamelách, klesají do vločkového mraku a současně do zahušťovacího prostoru, s výhodou periodického odkalení zahušťovacího prostoru odkalovacím potrubím. Patent CS 259427 B1 s názvem “Čiřič na úpravu vody s vločkovým mrakem“ jako předmět vynálezu uvádí analogickou technologii výše uvedeného čiřiče, ale s pozměněným uspořádáním koagulačního prostoru, ve kterém jsou umístěny dvě šikmé sbíhající se nomé stěny, ve své vrchní části, ukončené přelivovými hranami, mezi přítokovými žlaby a vločkovacím prostorem. Vynález zdůrazňuje využití kyvadlového míchadla s deskovými pádly s otvory, s pozitivním vlivem na vločkovací a odkalovací proces. Principy technologického uspořádání a konstrukčního řešení čiřící technologie obou uvedených patentu, tvoří technologický základ navazujících technologických uspořádání analogických patentových řešení jinými autory. Například užitný vzor CZ 31569 U1 s názvem „Čiřič pro úpravu vody s vločkovým mrakem s proměnlivým průtokem“, jako nové prvky uvádí segmentové mechanické míchadlo - míchací elementy - deflektory kazetové vestavby a další, které jsou ale pouze pod jinými nebo analogickými názvy oproti předcházejícím technologiím, na stejných konstrukčních principech. V případě konstrukčního prvku - míchacího elementu flokulačního prostoru zmiňovaného patentu CS 259427 Bl, uváděného jako kyvadlové míchadlo opatřené deskovými pádly s otvory, se jedná o chronicky známý základní prvek, kyvný rám s vestavěnými horizontálně uloženými lamelami, s otvory různých velikostí, podle dílčích požadavků na účinnost míchacích procesů k vytváření vírových válců ve flokulačním prostoru. Autor užitného vzoru CZ 31569 U1 pod názvem mechanické segmentové míchadlo využívá stejný technologický prvek a současné stejný autor uvádí v užitném vzoru CZ 31265 U1 s názvem „Segmentové sdružené mechanické míchadlo“ jako chráněný totožný technologický prvek. Tedy kyvný lamelový míchací rám nazývaný segmentovým sdruženým mechanickým míchadlem - které je v podstatě původním kyvným míchacím rámem, který je v různých výškových úrovních opatřen horizontálními míchacími lamelami s otvory.

Mezi zahraničními úpravárenskými technologiemi využívajícími chemicko-fýzikální principy koagulace a flokulace, s tvorbou vločkové suspenze (mraku) a následné separace vznikajících kalů, převládají dělené procesy úpravy vod, kde proces tvorby sedimentu, jeho hutnění a následná separace je rozdělována do dílčích procesů, zahrnujících rychlé rozmíchání koagulantů a flokulantů a pomalé míchání směsí k umocnění tvorby vloček pomocí vrtulových míchadel nebo pomocí zpomaleného efektu proudění kapalin po průchodu předřazenými rychlomísiči. Nebo pomocí prostého rozptýlení koagulantu do upravované vody, a to i přes zjevné nevýhody v podobě rozbíjení vznikajících vloček sedimentu vrtulovým mícháním. Nebo naopak s

- 1 CZ 308147 B6 nedostatečným umocněním tvorby hutných flokulí v případě jejich prostého rozptýlení, na rozdíl od předcházejících výše uváděných řešení, které proces úpravy naopak spojují a které používají k pomalému promíchání směsi a umocnění tvorby vloček kyvná míchadla, rámy nebo pádla.

Příkladem je patent US 4206052 A s názvem „Multi stage floculation systém“, který jako nový prvek uvádí způsob promíchávání upravované vody prostřednictvím přívodního paprsku do turbulentní zóny, kde dochází k rychlému promíchání směsi a kde zbytková energie turbulentního proudění a způsob přívodu upravované vody do flokulační zóny zajišťuje její pomalé promíchávání a následnou tvorbu a hutnění vloček. Včetně trojrozměrného fluidního pohybu kapaliny v rámci flokulační zóny. Oproti zmiňovaným řešením, kde pomalé míchání je realizováno pomocí pádel, nelze docílit maximalizace tvorby hutných vloček a nelze tak dosáhnout vyšších účinností.

Podle navrhovaného vynálezu, v porovnání s těmito uváděnými technologiemi, nelze progresivně reagovat na měnící se parametry přiváděných surových vod a nelze průběžně optimalizovat provoz zařízení. Stejně tak i patent US 20140116967 AI s názvem „Mobile flocculation and tracking water treatment systém“ využívá obdobného principu turbulentního míchání směsi a následného vývinu hutných flokulací v rámci zbytkové míchací energie a dávkování pomocného flokulantu v rámci úpravy odpadních vod. A to i na děleném zařízení umístěném na mobilních podvozkových platformách. Tvorba vloček je zde umocňována pouze dávkováním pomocného flokulantu bez aplikace dalšího sofistikovaného míchacího způsobu. Stejně tak tato zařízení nevyužívají fluidní vrstvy vločkového mraku - jak filtrační vrstvy a intenzifikátoru růstu nových vloček, rovněž kal je zde shromažďován pouze prostou gravitační sedimentací.

V porovnání s výše uváděnými technologiemi je navrhovaná technologie podle vynálezu diametrálně odlišným zařízením, jak z hlediska technologií a technologického uspořádání, tak z hlediska elektronického a automatizovaného řízení úpravárenského procesu. Využívá chemickofýzikální principy technologické úpravy vody chemickým srážením, neutralizací, změkčováním vody, odželezňováním, bioflokulací, s využitím hlinitých nebo železitých solí, pomocnými chemickými srážedly a polyflokulanty. Navrhovaná technologie oproti existujícím analogickým technologiím spočívá v konstrukčním systému plně automatizovaných, elektronicky a senzoricky řízených úpravárenských procesů, povrchových vod, zejména na vodu pitnou, s výměnným stavebnicově modulovým technologickým uspořádáním dílčích částí komplexního flokulačního monobloku, s výměnou jejich operativní záměny za jiné moduly podle jiných požadovaných parametru zákaznické klientely bez nutnosti výměny komplexního monobloku.

Navrhovaný monoblok flokulátoru má vysokou schopnost separace mechanického a chemického znečištění vstupní vody a udržitelnosti požadované kvality výstupní vody i při definovaných kvalitativních změnách surové vody, zejména prostřednictvím subsystému elektronicky řízeného centrálního dynamického modulu monobloku flokulátoru, s kontinuálně řízenou frekvencí a dynamickými změnami rychlosti pohybu míchacího segmentu, s diametrálně odlišným konstrukčním řešením oproti výše definovaným míchacím technologiím. Jeho konstrukce je postavena na páteřním nosníku s výškově stavitelnými a výměnnými míchacími lamelami. Prostřednictvím plně automatizovaného úpravárenského procesu, s řídicím systémem zpracovávajícím data kontinuálního monitoringu senzorického a měřicího systému provozní analýzy, jehož prostřednictvím jsou ovládány veškeré fiinkce centrálního dynamického stavebnicového - výměnného modulu flokulátoru. Výsledky jsou pak přenášeny do řídicího systému bloku flokulační technologie, kde prostřednictvím subsystému senzoriky pro monitoring flokulačních a odkalovacích procesu včetně monitoringu vybraných organoleptických vlastností vstupní i výstupní vody je dosaženo vysoké sofistikované řízení a účinnost úpravárenského procesu i při měnících se definovaných parametrech vstupní vody při zachování požadovaných parametrů j ej i kvality.

Navrhovaná technologie monobloku flokulátoru svým konstrukčním řešením implementovaným senzorickým systémem a monitorovacím systémem úpravárenských procesů a nadřazeným

-2CZ 308147 B6 řídicím systémem, s využitím elektronicky řízených míchacích procesů je řešením v oblasti úpravárenských technologií vody.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií obsahující tři funkčně-provozní subsystémy a to subsystém nosného skeletu, subsystém centrálního dynamického modulu flokulátoru a subsystém modulů bočních technologických vestaveb, jehož podstata je vtom, že subsystém nosného skeletu zahrnuje nádrž tvaru kvádru bez horní a zadní stěny, v jehož přední stěně jsou ukotveny všechny moduly - modul osového složení, modul elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu, modul multifunkčního míchacího segmentu, modul flokulačního rámu, modul míšení, modul sedimentace kalu, modul výstupu upravené vody, modul koncových odkalovacích procesů a dále všechny přívody a odvody vody včetně sekce odpadového hospodářství, přičemž subsystém centrálního dynamického modulu flokulátoru, který je uložen v ose nádrže, se skládá z modulu osového složení napojeného na modul elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu, kterýžto modul je složen z rotačního motoru a převodovky, přičemž modul osového složení je propojen dále s modulem multifunkčního míchacího segmentu, přičemž modul osového složení je tvořen hřídelí s připojovací nástavbou uloženou na straně převodovky v prvním radiaxiálním ložisku, jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí s pojistnou podložkou a jeho vnější kroužek je uložen v rotační přírubě a axiálně zajištěn víkem, přičemž na protilehlé straně hřídele s připojovací nástavbou je druhé radiaxiální ložisko uložené v rotační přírubě s tvarovým vybráním, jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí s pojistnou podložkou a vnější kroužek je axiálně zajištěn víkem, přičemž obě radiaxiální ložiska jsou utěsněna hřídelovými těsněními, přičemž modul osového složení je na koncové straně s rotační přírubou s tvarovým vybráním radiálně uložen a zároveň axiálně uvolněn uložením rotační příruby s tvarovým vybráním na čepu s tvarovým zakončením uloženým pevně v odnímatelné zadní stěně, přičemž v rotační přírubě modulu osového složení je uložen modul elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a jeho dutá hřídel je propojena s koncovým čepem hřídele s připojovací nástavbou, kde rotační příruba modulu osového složení je uložena v přírubě přední stěny, přičemž k hřídeli s připojovací nástavbou je připojen modul multifunkčního míchacího segmentu zahrnujícího kyvný drážkovaný podélník, na kterém jsou stavitelně svěmými spoji uloženy příčné míchací segmenty, kde na každém z příčných míchacích segmentů jsou osové tvarové výstupky, které jsou svěmě, pomocí třmenů, uloženy v drážkovaném podélníku, přičemž modul osového složení, modul elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a modul multifunkčního míchacího segmentu jsou uloženy v modulu flokulačního rámu, který je pomocí polohovacích trnů přišroubován k přední stěně a zadní stěně oboustranně přes plošná těsnění, přičemž všechny subsystémy jsou uloženy v nádrži vůči vertikální ose modulu flokulačního rámu zrcadlově, přičemž subsystém centrálního dynamického modulu flokulátoru dále zahrnuje v rámci v něm obsaženého modulu flokulačního rámu souměrné k vertikální středové ose nádrže subsystému nosného skeletu vstupní žlab vody s přepadovými deskami a mísícími rošty,

-3 CZ 308147 B6 přičemž po stranách nádrže, na úrovni spodní hrany modulu flokulačního rámu, je spodní hrana subsystému modulů bočních technologických vestaveb, obsahující ve směru toku média modul míšení, jehož tvarovaná bočnice se dnem tvoří s bočnicí modulu flokulačního rámu odpadní žlab kalů, ze kterého vyúsťuje odpadní trubka pevně uložená v neodnímatelné přední stěně, přičemž modul míšení je polohově napojen trubkou přepouštění kalů pevně vetknutou do přední stěny v nádrži s využitím horního ohybu na tvarované bočnicí, přičemž trubka přepouštění kalů je na protilehlé straně polohově napojena polohovacím trnem v odnímatelné zadní stěně, přičemž subsystém modulů bočních technologických vestaveb dále zahrnuje modul sedimentace kalů a modul výstupu upravené vody polohově umístěný ve směru pohybu upravované vody vzhůru, kde modul sedimentace kalů je umístěn prostorově nad odpadním žlabem kalů, je tvořen sadou kombinovaných vlnitých lamel, přičemž dále zahrnuje boční lomenou stěnu, zároveň z části uzavírající prostor odpadního žlabu kalů, přičemž po stranách v horní části subsystému nosného skeletu jsou umístěny moduly výstupu upravené vody skládajících se z odtokových žlabů upravené vody, které jsou jako u vstupního žlabu vody opatřeny přepouštěcími přepadovými deskami, uchycené šrouby s možností vertikálního stavění, přičemž v přední stěně nádrže v subsystému nosného skeletu je umístěn modul koncových odkalovacích procesů zahrnující blok přečerpávání pro zahušťování kalů, zahrnující kalové čerpadlo s elektromotorem a propojovací trubky propojující trubku přepouštění kalů a vyústění v prostoru modulu multifůnkčního míchacího segmentu, kde modul koncových odkalovacích procesů obsahuje i pevně uloženou odpadní trubku, která vyúsťuje z neodnímatelné přední stěny, kde jsou dále instalovány/napojeny paralelní vstupní trubky vody, jsou zaústěny do prostoru vstupních žlabu vody, stejné tak jako výstupní trubky vody, zaústěné do prostoru odtokového žlabu upravené vody, přičemž osově, v nejnižším místě flexibilního modulového zařízení, je vyústěna vypouštěcí trubka vody, přičemž v přední stěně v prostoru odpadního žlabu kalů jsou umístěny průzory, v jejichž blízkosti uvnitř nádrže jsou uloženy senzory měření zahuštění kalů a v místě vločkového mraku, v horní části modulu míšení jsou umístěny průzory a v jejich dosahu, uvnitř nádrže, jsou opět umístěny senzory měření zahuštění kalů, přičemž na nádrži je kyvné uloženo a vyváženo plynovými pružinami víko s ventilátory, přičemž rotační motor s převodovkou, včetně kalového čerpadla s elektromotorem, je chráněn krytem se zabudovaným informačním displejem s dotykovým ovládáním a pod ním je uložena řídicí jednotka subsystému flexibilní flokulační technologie, přičemž prostorově nad modulem sedimentace kalů, vedle bočnic modulu flokulačního rámu, je umístěn modul koncových odkalovacích procesů, přičemž modul míšení, modul sedimentace kalů a modul výstupu upravené vody jsou zapolohovány polohovacími tmy v přední stěně nádrže a v odnímatelné zadní stěně a jsou propojeny se stěnami šrouby přes plošná těsnění, přičemž modul flokulačního rámu je zapolohován pouze dvěma soubory kolmých šroubu přes oboustranně vložená plošná těsnění.

Výhodami flexibilního modulového zařízení úpravy vody s flokulační technologií jsou výhody, plynoucí z jeho modulární konstrukce a využitých konstrukčních komponent: subsystém nosného skeletu - kompaktnost, modularita vnitřních celků a vestaveb, rozebíratelnost, snadná vyměnitelnost komponent z důvodu jejich možného nastavení, repase, výměny apod.,

-4CZ 308147 B6 komplexní řešení pohonných a převodových jednotek - plně elektronicky ovládatelné pohony, zmenšení rozměrů, centrální dynamický modul - modul osového složení - multifunkční míchací segment - možnost vyjmutí bez nutnosti vypouštět čiřič, nastavitelnost míchacích lamel, kompaktnost osového složení a pohonu - snížení výšky čiřiče, modularita vnitřních vestaveb, vlnitá lamela (retardér) proti úniku sedimentu (vloček) do vyčiřené vody, duální senzorický a měřicí systém provádějící kontinuální analýzu vybraných organoleptických a chemických vlastností vody, kde prostřednictvím řídicího systému, progresivního dávkování chemie, odkalovacích procesů a řízení dynamiky míchacího procesu je zajišťována konstantní kvalita upravené vody, řízení recirkulace kalů a jejich odpouštění na základě výstupu ze senzorického systému řízený proces míchání prostřednictvím řídicího systému, na základě výstupu duálního senzorického a měřicího subsystému prostřednictvím elektronicky řízeného pohonu, ovládací a řídicí dotykový panel.

Objasnění výkresů

Na přiložených výkresech je znázorněno flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií, kde:

obr. 1 přední celkový axonometrický pohled na flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií;

obr. 2 celkový axonometrický pohled na flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií v rozpadu;

obr. 3 řez vysouvatelným modulem osového složení, kde je patrno kyvné uložení hřídele s připojovací nástavbou;

obr. 4 axonometrický pohled na flexibilní modulové zařízení úpravy vody se subsystémem centrálního dynamického modulu flokulátoru. Zařízení je zobrazeno bez nádrže;

obr. 5 axonometrický rozpad modulu multifůnkčního míchacího segmentu s tvarovými segmenty včetně modulu osového složení a modulu elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu;

obr. 6 řez flexibilním modulovým zařízením úpravy vody s flokulační technologií jako sestavou tří subsystémů složených z osmi modulů;

obr. 7 pravoúhlý řez středem flexibilního modulového zařízení úpravy vody s flokulační technologií, kde je patrna možnost vysunutí podsestavy modulu osového složení a modulu elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu po demontáží modulu multifůnkčního míchacího segmentu;

obr. 8 axonometrický rozpad subsystému nosného skeletu, kde jsou patrny jeho jednotlivé díly;

obr. 9 axonometrický rozpad subsystému centrálního dynamického modulu flokulátoru, kde jsou patrny jeho jednotlivé moduly; a

-5 CZ 308147 B6 obr. 10 axonometrický rozpad subsystému modulů bočních technologických vestaveb, kde jsou patrny jeho jednotlivé moduly.

Příklad uskutečnění vynálezu

Flexibilní modulovou flokulační technologii 1 úpravy vody s řízenou funkcí je možno rozdělit na subsystémy a dále, v rámci subsystému, je řešena modulově.

Základním a nosným je subsystém 2 nosného skeletu zahrnující nádrž 3 tvaru kvádru bez horní a zadní stěny 4, v jehož přední stěně 5 jsou ukotveny všechny ostatní moduly, a navíc všechny přívody a odvody vody včetně odpadového hospodářství.

Základním, uloženým vose nádrže 3, je subsystém 6 centrálního dynamického modulu flokulátoru, skládajícího se především z modulu 7 osového složení napojeného na modul 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu skládajícího se z rotačního motoru 9 a převodovky 10, přičemž modul 7 osového složení je propojen s modulem 11 multifunkčního míchacího segmentu.

Modul 7 osového složení je tvořen hřídelí 12 s připojovací nástavbou uloženou na straně převodovky 11 v radiaxiálním ložisku 13Λ, jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí 14Λ s pojistnou podložkou a jeho vnější kroužek je uložen v rotační přírubě 15 a axiálně zajištěn víkem 16Λ.

Na protilehlé straně hřídele 12 s připojovací nástavbou je opět radiaxiální ložisko 13B uložené v rotační přírubě 18 s tvarovým vybráním, jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí 14B s pojistnou podložkou a vnější kroužek je axiálně zajištěn víkem 16B. Obě radiaxiální ložiska 13Λ, resp. 13B jsou utěsněna hřídelovými těsněními 19A, resp. 19B.

Modul 7 osového složení je na koncové straně s rotační přírubou 18, s tvarovým vybráním radiálně uložen a zároveň axiálně uvolněn uložením rotační příruby 18 s tvarovým vybráním na čepu 20 s tvarovým zakončením uloženém pevně v odnímatelné zadní stěně 4.

V rotační přírubě 15 modulu 7 osového složení je uložen modul 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a jeho dutá hřídel je propojena s koncovým čepem hřídele 12 s připojovací nástavbou. Rotační příruba 15 modulu 7 osového složení je uložena v přírubě 17 přední stěny 5.

K hřídeli 12 s připojovací nástavbou je montážně připojen modul 11 multifúnkčního míchacího segmentu zahrnujícího kyvný drážkovaný podélník 21, na kterém jsou stavitelně, svěmými spoji uloženy příčné míchací segmenty 22, 22', 22'' tak, že na příčných míchacích segmentech 22 jsou osové tvarové výstupky 23, a ty jsou svěmé, pomocí třmenu 24. uloženy v drážkovaném podélníku 21.

Modul 7 osového složení, modul 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a modul 11 multifúnkčního míchacího segmentu jsou uloženy v modulu 25 flokulačního rámu, který je pomocí polohovacích trnů 26 přišroubován k přední stěně 5 a zadní stěně 4 oboustranně přes plošná těsnění 27. Všechny subsystémy včetně jejich modulu jsou uloženy v nádrži 3 vůči vertikální ose modulu 25 flokulačního rámu zrcadlově.

Subsystém 6 centrálního dynamického modulu flokulátoru dále zahrnuje v rámci modulu 25 flokulačního rámu souměrně k ose vstupní žlab 28 vody s přepadovými deskami 29 a mísícími rošty 30. Potom po stranách nádrže 3, zhruba na úrovni spodní hrany modulu 25 flokulačního rámu je spodní hrana subsystému 31 modulu bočních technologických vestaveb reprezentovaná ve směru toku média modulem 32 míšení, jehož tvarovaná bočnice 33 se dnem 34 tvoří s bočnicí

-6CZ 308147 B6 modulu 25 flokulačního rámu odpadní žlab 35 kalů, ze kterého vyúsťuje odpadní trubka 36 pevně uložená v neodnímatelné přední stěně 5.

Modul 32 míšení je zapolohován trubkou 37 přepouštění kalů pevně vetknutou do přední stěny 5 nádrže 3 s využitím horního ohybu na tvarované bočnici 33. přičemž trubka 37 přepouštění kalů je na protilehlé straně zapolohována polohovacím trnem 26, který je součástí odnímatelné zadní stěny 4.

Subsystém 31 modulů bočních technologických vestaveb dále zahrnuje ve směru pohybu upravované vody vzhůru modul 38 sedimentace kalů a modul 39 výstupu upravené vody.

Modul 38 sedimentace kalu je umístěn nad odpadním žlabem 35 kalů, je tvořen sadou kombinovaných vlnitých lamel 40 a dále zahrnuje boční lomenou stěnu 41, zároveň z části uzavírající prostor odpadního žlabu 35 kalů.

Po stranách, v horní části subsystému 2 nosného skeletu jsou umístěny moduly 39 výstupu upravené vody skládajících se z odtokových žlabů 42 upravené vody, které jsou jako v případě vstupního žlabu 28 vody opatřeny přepouštěcími přepadovými deskami 29. uchycené šrouby s možností vertikálního stavění.

V přední stěně 5 nádrže 3 subsystému 2 nosného skeletu je umístěn modul 43 koncových odkalovacích procesů zahrnující přečerpávání 44 pro zahušťování kalů, zahrnující kalové čerpadlo 45 s elektromotorem a propojovací trubky 46, umožňující propojení mezi trubkou 37 přepouštění kalů a vyústěním 47 v prostoru modulu 11 multifunkčního míchacího segmentu. Do modulu 43 koncových odkalovacích procesů možno zahrnout i odpadní trubku 36. která je pevně uložená a vyúsťuje z neodnímatelné přední stěny 5.

V přední stěně 5 jsou dále zakomponovány paralelní vstupní trubky 48 vody, jsou zaústěny do prostoru vstupních žlabů 28 vody, stejně tak jako výstupní trubky 49 vody, zaústěné do prostoru odtokového žlabu 42 upravené vody a navíc osově, v nejnižším místě je zapolohována vypouštěcí trubka 50 vody.

V přední stěně 5, v místě odpadního žlabu 35 kalů jsou umístěny průzory 51, v jehož blízkosti uvnitř nádrže 3 jsou uloženy senzory 52 měření zahuštění kalů a v místě vločkového mraku, v horní části modulu 32 míšení jsou umístěny průzory 51' a v jejich dosahu, uvnitř nádrže 3, jsou opět umístěny senzory 52 měření zahuštění kalů.

Na nádrži 3 je kyvné uloženo a vyváženo plynovými pružinami 53 víko 54 s ventilátory a rotační motor 9 s převodovkou 10. včetně kalového čerpadla 45 s elektromotorem je chráněn krytem 55 se zabudovaným informačním displejem 56 s dotykovým ovládáním a pod ním je uložena řídicí jednotka 57 subsystému flexibilní flokulační technologie.

Nad modulem 38 sedimentace kalů, vedle bočnic modulu 25 flokulačního rámuje umístěn modul 43 koncových odkalovacích procesů.

Modul 32 míšení, modul 38 sedimentace kalů a modul 39 výstupu upravené vody jsou zapolohovány polohovacími tmy 26 v přední stěně 5 nádrže 3 a v odnímatelné zadní stěně 4 a propojeny se stěnami šrouby přes plošná těsnění 27', 27”. 27'”, přičemž modul 25 flokulačního rámuje zapolohován pouze dvěma soubory kolmých šroubů které určují přesně jeho polohu, a to přes oboustranně vložená plošná těsnění 27.

Funkce

Flexibilní modulová flokulační technologie 1 úpravy vody je určena pro úpravu různě znečištěné vody s měnící se kvalitou, s možností testování a snadné výměny nebo demontáže dílčích modulů

-7CZ 308147 B6 zařízení, a to v případě úprav, opotřebení nebo pro možnost a usnadnění přepravy. Tato flexibilní modulová flokulační technologie 1 úpravy vody je součástí zařízení úpravny vody a totéž platí pro řízení, kde se počítá s nadřazeným řídicím elektronickým systémem v rámci úpravárenského celku vody.

Rozdělení na subsystémy, dále s modulovým systémem se snadnou záměnou jednotlivých modulových celku je podmíněn konstrukcí nádrže 3 tvaru kvádru se základnou a třemi stěnami, s odnímatelnou zadní stěnou 4, s výhodou toho, že u modulů 32 míšení, modulů 38 sedimentace kalů a modulů 39 výstupu upravené vody je umožněno snadné zabudování polohovacími tmy 26 v přední stěně 5 nádrže 3 a v odnímatelné zadní stěně 4, přičemž polohovací tmy 26 jsou jejich součástí, a dále jsou moduly se stěnami propojeny šrouby na každé straně prostřednictvím plošných těsnění 27'. 27”. 27'” s tím, že modul 25 flokulačního rámuje zapolohován a upevněn pouze dvěma soubory kolmých šroubů přes plošná těsnění 27 vložená oboustranně mezi přední a zadní stěnu modulu 25 flokulačního rámu a přední stěnu 5 a zadní stěnu 4 nádrže 3.

Základním je subsystém 2 nosného skeletu, jehož hlavní díly jsou nádrž 3, jejíž součástí jsou polohovací tmy 26 jednotlivých vložených modulů a totéž platí pro odnímatelnou přední stěnu 5, ve které jsou v opozici k polohovacím trnům 26 přední stěny 5 nádrže 3, přičemž v této stěně a v přední stěně 5 nádrže 3 k ní protilehlé jsou polohovací tmy 26 určené pro přesnou stabilizaci modulů.

Nej důležitějším a středovým je subsystém 6 centrálního dynamického modulu flokulátom zahrnující modul 7 osového složení, modul 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu, modul 11 multifůnkčního míchacího segmentu a modul 25 flokulačního rámu.

Součástí modulu 25 flokulačního rámu je vstupní žlab 28 vody, do kterého vtéká surová, k úpravě určená voda vstupní trubkou 48 vody, která je součástí přední stěny 5 nádrže 3. Voda potom prochází mísícím roštem 30 a její hladina se ustálí na úrovni přepadových desek 29 a následně dopadá na hladinu vytvořenou výší přepadových desek 29 odtokového žlabu 42 upravené vody. Vstupní, surová voda obsahuje již před vstupem do zařízení přesné, podle fyzikálně - chemického složení nadávkovaná flokulační činidla, která musejí být co nejlépe promísena, což umožní modul 11 multifůnkčního míchacího segmentu, demontovatelně propojený s modulem 7 osového složení a ovládaný navazujícím modulem 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a jsou uloženy v modulu 25 flokulačního rámu.

Potřebné dokonalé promísení upravované vody zajišťuje modul 11 multifůnkčního míchacího segmentu zahrnující drážkovaný podélník 21 s připojovací přírubou, v jehož drážce je možno uložit a podélně nastavovat příčné míchací segmenty 22, 22', 22”, takovým způsobem, že uvedené míchací segmenty 22. 22'. 22” mají centrální tvarové výstupky 23 zapadající do drážkovaného podélníku 21 a stavitelný pevný spoj je možno vytvořit jejich stažením třmeny 24. Tímto způsobem je možno měnit nejen polohu segmentů, ale je možno je jednoduše zaměnit se segmenty jiných tvarů s jinými míchacími schopnostmi.

Drážkovaný podélník 21 modulu 11 multifůnkčního míchacího segmentuje propojen přírubově, šrouby k modulu 7 osového složení, umožňující kyvný pohyb modulu 11 multifůnkčního míchacího segmentu, jehož základním dílem je hřídel 12 s připojovací nástavbou umožňující propojení s drážkovaným podélníkem 21 modulu 11 multifůnkčního míchacího segmentu, jehož kyvný pohyb umožňují dvě radiaxiální ložiska 13Λ, 13B, ve kterých je uložen, přičemž radiaxiální ložiska 13Λ. 13B jsou zajištěna maticemi 14 s pojistnou podložkou.

Demontovatelný celek, vodorovně výsuvný z jeho uložení v modulu 25 flokulačního rámu, tvoří z modulu 7 osového složení jeho doplnění na straně hnací rotační přírubou 15 s hřídelovým těsněním 19Λ a s víkem 16Λ s hřídelovým těsněním 19Λ, a na protilehlé straně je to rotační příruba 18 s tvarovým vybráním s hřídelovým těsněním 19B. s uzavírajícím víkem 16B včetně vloženého hřídelového těsnění 19B. Tento modul 7 osového složení je možno jako celek

- 8 CZ 308147 B6 vodorovně vložit přes otvory modulu 25 flokulačního rámu uloženého do subsystému 2_nosného skeletu tak, že v přední stěně 5 je zakomponována příruba 17 přední stěny a protilehle, v zadní stěně 4, je čep 20 s tvarovým zakončením, ve kterém je modul 7 osového složení axiálně uvolněn a na protilehlé straně je zablokován v přírubě 17 přední stěny.

Momentem na modul 7 osového složení působí modul 8 elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu skládající se z rotačního motoru 9 a převodovky 10 s dutou hřídelí.

Upravovaná voda sestupující v subsystému 6 centrálního dynamického modulu flokulátoru se u dna nádrže 3 rozděluje do dvou postranních toků a dále proniká vzhůru subsystémem 31 modulů bočních technologických vestaveb, skládajícího se z modulu 32 míšení, modulu 38 sedimentace kalu, modulu 39 výstupu upravené vody a modulu 43 koncových odkalovacích procesů. Uvedené moduly jsou umístěny souměrně v nádrži 3 vůči svislé středové ose nádrže 3 subsystému 2 nosného skeletu.

Upravovaná voda pohybující se malou rychlostí směrem vzhůru nejdříve prochází labyrintem modulu 32 míšení, kde se dokončuje mísící proces a začíná se tvořit tzv. vločkový mrak, který je plně rozvinutý v horní části modulu 32 míšení a stahuje se do prostor mimo hlavní proud vody směřující vzhůru. Vločkový mrak, obsahující z upravované vody stržené kaly již postupuje vodorovně, směrem k modulu sedimentace 38 kalů, skládající se z kombinovaných vlnitých lamel 40, kde je dále separován a dále gravitačně padá na dno 34 odpadního žlabu 35 kalů. Kombinovaná vlnitá lamela 40 je navržená tak, že její horní díl, na který částice kalu vždy padají, má orientaci vln směřován dolu, a spodní díl má vlnitost vodorovnou, čímž zabraňuje případnému pohybu částic kalů směrem vzhůru.

Dále, aby nedocházelo k míšení upravované vody pohybující se směrem vzhůru se vznikajícími kaly pohybujícími se směrem dolů v rámci modulu 38 sedimentace kalů je tento modul doplněn oddělující lomenou stěnou 41, a totéž platí pro modul 32 míšení, který je doplněn tvarovanou bočnicí 33, tvořící zároveň dno 34 odpadního žlabu 35 kalů, které jsou odpouštěny odpadní trubkou 36 zakomponovanou v přední stěně 5, umístěnou na úrovni odpadního žlabu 35 kalů.

Upravovaná voda, zbavená podstatného množství kalů proudí dále směrem vzhůru, do prostoru umístěného modulu 39 výstupu upravené vody, kde přes výškově nastavitelné přepadové desky 29 padá, a je odváděna výstupní trubkou 49 vody zakomponované do přední stěny 5 nádrže 3.

Vně přední stěny 5 nádrže 3 je modul 43 koncových odkalovacích procesů zahrnující přečerpávání a zahušťování kalů 44 umožňující odsávání částečně zahuštěných kalů trubkou 37 přepouštění kalů, která je součástí přední stěny 5 nádrže 3. Tyto částečně zahuštěné kaly protékají propojovacími trubkami 46 přes kalové čerpadlo 45 s elektromotorem až do vyústění 47 prostoru modulu 25 flokulačního rámu.

V přední stěně 5 nádrže 3 je dole ve středové svislé ose vypouštěcí trubka 50 vody sloužící k vypuštění obsahu vody z nádrže 3 při ukončování činnosti flokulační technologie. Dále jsou v přední stěně 5 nádrže 3, v místech horního prostoru modulu 32 míšení a v místě prostoru odpadního žlabu 35 kalů průzory 51 a 5U sloužící k vizuální kontrole stavu vločkového mraku a stavu zahuštění kalů.

Ke stejnému, avšak exaktní sledování s následným vyhodnocováním slouží v uvedených prostorech umístěné senzory 52 měření zahuštění kalů, pracujících na principu vyslání optického paprsku do prostoru média s vyhodnocení jeho intenzity světelnosti při návratu.

Nádrž 3 s vloženými moduly subsystému je uzavřena kyvné odnímatelným víkem 54 s ventilátory s vyvažováním postranními plynovými pružinami 53 a přední stěna 5 nádrže 3 je opatřena částečným krytem 55 modulu 43 koncových odkalovacích procesu a současně je v něm umístěn informační displej 56 s dotykovým ovládáním, sloužící k monitoringu a vyhodnocování

-9CZ 308147 B6 činnosti flexibilní modulové flokulační technologie úpravy vody, na základě kontinuálního vyhodnocování řídicí jednotky 57 subsystému flexibilní flokulační technologie.

Průmyslová využitelnost

Flexibilní modulové zařízení úpravy vody s flokulační technologií s řízenou funkcí úpravy vody je určena pro úpravu různě znečištěné vody s měnící se kvalitou, s možností testování a snadné výměny nebo demontáže dílčích modulů zařízení, a to v případě úprav, opotřebení nebo pro možnost a usnadnění přepravy. Tato flexibilní modulová flokulační technologie úpravy vody je součástí zařízení úpravny vody a totéž platí pro řízení, kde se počítá s nadřazeným řídicím elektronickým systémem v rámci úpravárenského celku vody.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Flexibilní modulové zařízení (1) úpravy vody s flokulační technologií s řízenou fúnkcí obsahující tři fúnkčně-provozní subsystémy, a to subsystém (2) nosného skeletu, subsystém (6) centrálního dynamického modulu flokulátoru a subsystém (31) modulu bočních technologických vestaveb, vyznačující se tím, že subsystém (2) nosného skeletu zahrnuje nádrž (3) tvaru kvádru bez horní a zadní stěny (4), v jehož přední stěně (5) jsou ukotveny všechny moduly, konkrétně modul (7) osového složení, modul (8) elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu, modul (11) multifůnkčního míchacího segmentu, modulu (25) flokulačního rámu, modul (32) míšení, modul (38) sedimentace kalů, modul (39) výstupu upravené vody, modul (43) koncových odkalovacích procesů a dále všechny přívody a odvody vody včetně sekce odpadového hospodářství;

a že subsystém (6) centrálního dynamického modulu flokulátoru, který je uložen v ose nádrže (3), se skládá z modulu (7) osového složení napojeného na modul (8) elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu, kterýžto modul (8) je složen z rotačního motoru (9) a převodovky (10), přičemž modul (7) osového složení je propojen dále s modulem (11) multifůnkčního míchacího segmentu s tím, že modul (7) osového složení je tvořen hřídelí (12) s připojovací nástavbou uloženou na straně převodovky (11) v prvním radiaxiálním ložisku (13A), jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí (14A) s pojistnou podložkou a jeho vnější kroužek je uložen v rotační přírubě (15) a axiálně zajištěn víkem (16A);

že na protilehlé straně hřídele (12) s připojovací nástavbou je druhé radiaxiální ložisko (13B) uložené v rotační přírubě (18) s tvarovým vybráním, jehož vnitřní kroužek je axiálně zajištěn maticí (14B) s pojistnou podložkou a vnější kroužek je axiálně zajištěn víkem (16B);

že obě radiaxiální ložiska (13A) resp. (13B) jsou utěsněna hřídelovými těsněními (19A) resp. (19B);

že modul (7) osového složení je na koncové straně s rotační přírubou (18) s tvarovým vybráním radiálně uložen a zároveň axiálně uvolněn uložením rotační příruby (18) s tvarovým vybráním na čepu (20) s tvarovým zakončením uloženým pevně v odnímatelné zadní stěně (4); a že v rotační přírubě (15) modulu (7) osového složení je uložen modul (8) elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a jeho dutá hřídel je propojena s koncovým čepem hřídele (12) s připojovací nástavbou, kde rotační příruba (15) modulu (7) osového složení je uložena v

- 10 CZ 308147 B6 přírubě (17) přední stěny (5), přičemž k hřídeli (12) s připojovací nástavbou je připojen modul (11) multifunkčního míchacího segmentu zahrnujícího kyvný drážkovaný podélník (21), na kterém jsou stavitelně svěmými spoji uloženy příčné míchací segmenty (22, 22', 22”), kde na každém z příčných míchacích segmentů (22, 22', 22”) jsou osové tvarové výstupky (23), které jsou svěmě, pomocí třmenů (24), uloženy v drážkovaném podélníku (21), přičemž modul (7) osového složení, modul (8) elektronicky řízeného pohonu a převodového mechanizmu a modul (11) multifunkčního míchacího segmentu jsou uloženy v modulu (25) flokulačního rámu, který je pomocí polohovacích trnů (26) přišroubován k přední stěně (5) a zadní stěně (4) oboustranně přes plošná těsnění (27) přičemž všechny subsystémy (2, 6, 31) jsou uloženy v nádrži (3) vůči vertikální ose modulu (25) flokulačního rámu zrcadlově s tím, že subsystém (6) centrálního dynamického modulu flokulátoru dále zahrnuje v rámci v něm obsaženého modulu (25) flokulačního rámu souměrně k vertikální středové ose nádrže (3) subsystému (2) nosného skeletu vstupní žlab (28) vody s přepadovými deskami (29) a mísícími rošty (30);

že po stranách nádrže (3), na úrovni spodní hrany modulu (25) flokulačního rámu, je spodní hrana subsystému (31) modulu bočních technologických vestaveb, obsahující ve směru toku média modul (32) míšení, jehož tvarovaná bočnice (33) se dnem (34) tvoří s bočnicí modulu (25) flokulačního rámu odpadní žlab (35) kalů, ze kterého vyúsťuje odpadní trubka (36) pevně uložená v neodnímatelné přední stěně (5);

že modul (32) míšení je polohově napojen trubkou (37) přepouštění kalů pevně vetknutou do přední stěny (5) v nádrži (3) s využitím horního ohybu na tvarované bočnicí (33), přičemž trubka (37) přepouštění kalů je na protilehlé straně polohově napojena polohovacím trnem (26) v odnímatelné zadní stěně (4);

že subsystém (31) modulů bočních technologických vestaveb dále zahrnuje modul (38) sedimentace kalů a modul (39) výstupu upravené vody polohově umístěný ve směru pohybu upravované vody vzhůru, kde modul (38) sedimentace kalů je umístěn prostorově nad odpadním žlabem (35) kalů, je tvořen sadou kombinovaných vlnitých lamel (40), přičemž dále zahrnuje boční lomenou stěnu (41), zároveň z části uzavírající prostor odpadního žlabu (35) kalů;

že po stranách v horní části subsystému (2) nosného skeletu jsou umístěny moduly (39) výstupu upravené vody skládajících se z odtokových žlabů (42) upravené vody, které jsou jako u vstupního žlabu (28) vody opatřeny přepouštěcími přepadovými deskami (29), uchycené šrouby s možností vertikálního stavění;

že v přední stěně (5) nádrže (3) v subsystému (2) nosného skeletu je umístěn modul (43) koncových odkalovacích procesů zahrnující blok (44) přečerpávání pro zahušťování kalů, zahrnující kalové čerpadlo (45) s elektromotorem a propojovací trubky (46) propojující trubku (37) přepouštění kalů a vyústění (47) v prostoru modulu (11) multifůnkčního míchacího segmentu, kde modul (43) koncových odkalovacích procesů obsahuje i pevně uloženou odpadní trubku (36), která vyúsťuje z neodnímatelné přední stěny (5), kde jsou dále napojeny paralelní vstupní trubky (48) vody, jsou zaústěny do prostoru vstupních žlabů (28) vody, stejně tak jako výstupní trubky (49) vody, zaústěné do prostoru odtokového žlabu (42) upravené vody, přičemž osové, v nejnižším místě flexibilního modulového zařízení (1), je vyústěna vypouštěcí trubka (50) vody;

že v přední stěně (5) v prostoru odpadního žlabu (35) kalu jsou umístěny průzory (51), v jehož blízkosti uvnitř nádrže (3) jsou uloženy senzory (52) měření zahuštění kalů a v místě vločkového mraku, v horní části modulu (32) míšení jsou umístěny průzory (51') a v jejich dosahu, uvnitř nádrže (3), jsou opět umístěny senzory (52) měření zahuštění kalů;

- 11 CZ 308147 B6 že na nádrži (3) je kyvné uloženo a vyváženo plynovými pružinami (53) víko (54) s ventilátory, přičemž rotační motor (9) s převodovkou (10), včetně kalového čerpadla (45) s elektromotorem, je chráněn krytem (55) se zabudovaným informačním displejem (56) s dotykovým ovládáním a 5 pod ním je uložena řídicí jednotka (57) subsystému flexibilní flokulační technologie; a že prostorově nad modulem (38) sedimentace kalů, vedle bočnic modulu (25) flokulačního rámu, je umístěn modul (43) koncových odkalovacích procesů, ίο přičemž modul (32) míšení, modul (38) sedimentace kalu a modul (39) výstupu upravené vody jsou zapolohovány polohovacími tmy (26) v přední stěně (5) nádrže (3) a v odnímatelné zadní stěně (4) ajsou propojeny se stěnami šrouby přes plošná těsnění (27', 27”, 27'”), přičemž modul (25) flokulačního rámu je zapolohován pouze dvěma soubory kolmých šroubů přes oboustranně vložená plošná těsnění (27).