PL100675B1 - Urzadzenie do wyrownywania odplywu i oczyszczania cieczy,zwlaszcza sciekow lub wody - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wyrównywania odplywu i oczyszczania cieczy, zwlaszcza scie¬ ków lub wody np. wód deszczowych, popluczyn a takze uwodnionych osadów naplywajacych nierównomiernie i w znacznych ilosciach.

Znane i dotychczas powszechnie do tego celu stosowane urzadzenia to osadniki oraz zbiorniki retencyjne wód deszczowych odznaczajace sie ciezka konstrukcja i spelniajace jedynie ograniczona role. I tak zbiorniki retencyjne poza gromadzeniem cieczy nie zapewniaja ich oczyszczania, a ponadto ze wzgledu na zazwyczaj nisko usytuowany odplyw wymagaja stosowania dodatkowo przepompowni budowanych jako odrebne obiekty.

Osadniki natomiast budowane sa jako zbiorniki o skomplikowanych ksztaltach glównie dna, co wyklucza mozliwosc stosowania prostych i pewnych w dzialaniu oraz nie wymagajacych obslugi zgarniaczy. Osadniki zapewniaja wprawdzie samoczynne zsuwanie sie osadów, lecz wymagaja budowania dodatkowych pompowni osadowych, przy czym odpompowywany osad nie posiada wymaganego stopnia zageszczenia. Efekt oczyszczania za pomoca takich osadników jest ograniczony poniewaz wyzej polozony odplyw ogranicza grawitacyjny odplyw zgromadzonych scieków, a odpompowywanie pelnej objetosci scieków lacznie z osadami ze.wzgledu na znaczne zanieczyszczenie mozliwe jest tylko do kanalizacji, a nie do innych odbiorników np. do rzeki.

Znane sa juz osadniki posiadajace ruchome elementy odbioru scieków, lecz ze wzgledu na miejscowe odprowadzenie scieków nie zapewniaja one wymaganego efektu oczyszczania, zas osadniki zaopatrzone w plywa¬ jace przelewy posiadaja skomplikowana, a jednoczesnie nietrwala konstrukcje polaczen czesci ruchomych z nie¬ ruchomymi. Znajdujacy sie zazwyczaj powyzej dolnego poziomu koryta plywajacego odplyw wymaga budowy odrebnych pompowni. Proste teleskopowe polaczenie elementów wywoluje przecieki przy wiekszych toleran¬ cjach wymiarowych, a przy wiekszym dopasowaniu elementy zacinaja sie na skutek przedostawania sie zanie¬ czyszczen lub wystepujacej korozji. Ponadto zarówno zbiorniki retencyjne jak i osadniki wymagaja stosowania drogich konstrukcji dna i znacznych zaglebien, a stosowane poziome zgarniacze mechaniczne osadów sa zawodne i wymagaja stalej obslugi.2 100675 Uzywane czasem prostsze zgarniacze radialne wymagaja zastosowania niekorzystnego napedu centralnego i grzebel o silnej konstrukcji. W przypadku zbiorników o ksztaltach zblizonych do kwadratu zachodzi koniecz¬ nosc stosowania zgrzebel przedluzajacych, co dodatkowo komplikuje urzadzenie. Zgrzebla takie nie moga byc stosowane w okresie zimowym, gdyz juz cienka pokrywa lodowa wywoluje awarie urzadzenia.

Z wymienionych powodów oczyszczanie wód deszczowych i popluczyn jest utrudnione i w praktyce sto- sunkwo rzadko wykonywane.

Celem wynalazku jest usuniecie przedstawionych wad i niedogodnosci znanych dotychczas urzadzen i umo¬ zliwienie wyrównywania odplywu oraz oczyszczania cieczy, zwlaszcza scieków lub wody naplywajacych nierów¬ nomiernie i w znacznych ilosciach, przy zapewnieniu znacznego stopnia oczyszczania w krótkim czasie jak i wy¬ daleniu na dowolna odleglosc osadów powstalych podczas oczyszczania, bez koniecznosci obslugi i w kazdych warunkach atmosferycznych, a wytyczonym do rozwiazania zagadnieniem technicznym jest opracowanie kon¬ strukcji urzadzenia umozliwiajacej osiagniecie tego celu.

Cel ten przy wykorzystaniu zbiornika z dnem kolowym i zgarniacza obrotowego osiagnieto przez zastoso¬ wanie zbiornika, którego dluzsze sciany pionowe stanowia odcinki boku kwadratu, a krótsze sciany pionowe tworza sciete naroza tego kwadratu i przez umieszczenie od strony jednej ze scian pionowych doplywu polaczo¬ nego z korytem zasilajacym zamocowanym do jednej dluzszej sciany pionowej i dwóch sasiednich krótszych scian pionowych, jak i przez umieszczenie po przeciwleglej stronie doplywu na dluzszej scianie pionowej odply¬ wu polaczonego poprzez komory odbiorcze rury i komore odplywowa z plywajacym ukladem odplywowym.

Komora odbiorcza stanowi cylindryczny zbiornik, którego dolna czesc przez skosy i dno wyprowadzona jest na zewnatrz zbiornika, a na górnej czesci umieszczonej wewnatrz zbiornika, umocowana jest pokrywa, do niej zas zbiorniczek wykonany z rury zewnetrznej i wewnetrznej polaczonych wspólnym dnem w ksztalcie pierscienia.

Wnetrze zbiorniczka wypelnione jest rtecia, w której zanurzona jest rura odplywowa. Pokrywa ma drugi zbiorni¬ czek na rtec wyparta ze zbiorniczka rurowego. Komora odplywowa posiada dno, w którym umocowana jest tuleja, a w niej wylot rury odplywowej oraz koncówka pompy.

Przedstawione rozwiazanie posiada szereg istotnych zalet. Odznacza sie prostota wykonania stanowiac jednolita calosc budowlano-konstrukcyjna, pracujaca w kazdych warunkach terenowych i atmosferycznych.

Urzadzenie jest w pelni zautomatyzowane, nie wymaga oddzielnej obslugi.

Szczególna zaleta jest wykorzystanie jednej konstrukcji do róznych warunków wysokosciowych, znajduja¬ cej zastosowanie w niezmienionej postaci przy odplywie grawitacyjnym umieszczonym ponizej doplywu i uzyciu pompy zanurzonej w komorze odplywowej przy odplywie usytuowanym na poziomie doplywu badz powyzej doplywu, co w praktyce umozliwia np. wykorzystanie tego urzadzenia przy kazdym poziomie wody w rzece.

Pompa usytuowana ponizej najnizszego poziomu scieków, osadów i zgrzebla zgarniacza nie jest narazona na ewentualne dzialanie pokrywy lodowej. Jednoczesnie wrazliwe na oblodzenie koryto odplywowe na skutek mozliwosci cyklicznego obnizenia najnizszego zwierciadla scieków ponizej minimalnego poziomu koryta plywa¬ jacego, zostaje uwolnione od bezposredniego dzialania oblodzenia.

Najlepszy efekt oczyszczania urzadzenie uzyskuje przy pracy cyklicznej, gdy sedymentacja zachodzi w cza¬ sie przerw miedzy doplywem a odplywem, jednakze oczyszczanie moze nastepowac równiez w czasie trwania doplywu i dzialania odplywu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na zalaczonych rysunkach, na których fig. 1 przedstawia urzadzenie do wyrównywania odplywu i oczyszczania cieczy, zwlaszcza scieków lub wody w widoku z góry, fig. 2 — urzadzenie to w przekroju pionowym wzdluz linii a-a na fig. 1, fig. 3 — urzadzenie w przekroju pionowym wzdluz linii b-b na fig. 1, fig. 4 - komore odbiorcza w przekroju pionowym wzdluz linii d-d na fig. 1, fig. 5- fragment odbieralnika plywajacego w widoku z góry, fig. 6-komore odbiorcza w przekroju poprzecznym wzdluz linii c-c na fig. 4, fig. 7 - komore odplywowa wraz z pompa w przekroju pionowym i fig. 8 — szczegól zamocowania pompy w przekroju poziomym wzdluz linii e-e na fig. 7.

Urzadzenie ma symetryczny zbiornik 1, którego dluzsze sciany pionowe 2 stanowia odcinki boku kwadra¬ tu. Kwadrat ten posiada sciete naroza tworzace krótsze sciany pionowe 3. Dno 4 zbiornika 1 wykonane jest w ksztalcie kola. Krótsze sciany pionowe 3 polaczone sa z obrzezem dna 4 przy pomocy skosów 5.

Od strony jednej ze scian pionowych 2 zbiornik 1 zaopatrzony jest w doplyw 6 polaczony z korytem zasilajacym 7 przymocowanym wzdluz jednej sciany 2 oraz sasiednich scian 3. Po przeciwleglej stronie doplywu 6 zbiornik 1 zaopatrzony jest w odplyw 8 polaczony z usytuowanym wewnatrz zbiornika 1 wzdluz sciany 2 i scian 3 plywajacym ukladem odplywowym 9 poprzez komory odbiorcze 10 i rury 11 z komora odplywowa 12. '...-.

W srodku zbiornika 1 umieszczony jest slup 13, na którym spoczywa plyta srodkowa 14.

W dnie zbiornika 4 w jego centralnym miejscu obok slupa 13 usytuowana jest mimosrodowo komora osadowa 15, wykonana w ksztalcie stozka scietego o kolowym dnie 16 i nachylonych scianach 17. Z komory100675 3 usadowej 15 wyprowadzona jest na zewnatrz zbiornika rura osadowa 18. Rura osadowa 18 ma ymocowa^ wewnatrz komory osadowej 15 szybkozlaczna koncówke 19.

W górnej czesci zbiornika 1 ponad krawedzia kolowego dna 4 usytuowana jest bieznia zewnetrzna 20 zgarniacza obrotowego 21, po której tocza sie kola 22 zgarniacza 21. Na dnie 4 zbiornika 1 znajduja sie przymocowane do zgarniacza 21 zgrzebla 23 osadu 24.

Z pomostu 14 na linie zawieszona jest pompa osadowa 25, która poprzez szybkozlaczna koncówke 19 polaczona jest z rura osadowa18. V Uklad odplywowy 9 przedstawiony szczególowiej na fig. 4-5 sklada sie z koryta 26 umieszczonego na plywakach 27 i rury odplywowej 28, zas w scianach pionowych 29 koryta 26 znajduja sie otworki 30 odprowa¬ dzajace oczyszczona wode badz scieki.

Komora odbiorcza 10 (fig. 4-6) stanowi cylindryczny zbiornik 31, który usytuowano w zbiorniku 1 w ten sposób, ze jego dolna czesc 32 przechodzi przez dno 4 zbiornika 1 a jego górna czesc 33 umieszczona jest wewnatrz zbiornika 1. Na górnej czesci 33 konpry odbiorczej 10 zamocowana jest pokrywa 34, do której przytwierdzony jest zbiorniczek cylindryczny 35 wykonany z dwóch rur zewnetrznej 36 i wewnetrznej 37 pola¬ czonych,dnem 38 wykonanym w formie pierscienia.

Wnetrze zbiorniczka cylindrycznego 35 wypelnione jest rtecia 39, w której zawieszona jest rura odplywo¬ wa 28 koryta 26. Pokrywa 34 na swoim obwodzie posiada scianke 40, która tworzy pojemnik 41 dla wypartej ze zbiorniczka 35 przez rijre odplywowa 28 rteci 39.

Komora odplywowa 12 usytuowana jest wewnatrz zbiornika 1 w poblizu odplywu 8 i zamocowana do jednej ze scian 2 poprzez scianki 42 i dno 43. Pod dnem 43 komory odplywowej 12 doprowadzone sa rury 11 laczace sie z komora odbiorcza 10. Rura 11 polaczona jest z komora odplywowa 12 poprzez tuleje 44 zamoco¬ wana w dnie 43 przy czym wylot 45 rury 11 ponad tuleja 44 wykonany jest w dnie 43 w formie leja. Wewnatrz tulei 44 znajduje sie koncówka 46 pompy 47, która zawieszonajest wewnatrz komory 12 na linie 48 przy czym pompa 47 zaopatrzona jest w wylot 49 skierowany ku górze. Wnetrze calego zbiornika 1 podzielone jest za pomoca minimalnego zwierciadla osadów 50 na pojemnosc osadowa 51 oraz za pomoca maksymalnego zwiercia¬ dla 52 na czesc retencyjno-sedymentacyjna 53. Ponad minimalnym zwierciadlem osadów 50 znajduje sie mini¬ malne zwierciadlo scieków 54.

Dzialanie ciagle w odniesieniu do scieków urzadzenia wedlug wynalazku przedstawione jest ponizej.

Przy minimalnym poziomie zwierciadla osadów 50 doplywem 6 przyplywaja znaczne ilosci scieków, które za pomoca koryta zasilajacego 7 rozprowadzane sa wzdluz sciany 2 oraz scian 3 zbiornika 1. W tym czasie uklad odplywowy 8 zajmuje swoje najnizsze polozenie i nie pracuje. Po podniesieniu sie zwierciadla na skutek doply¬ wajacych scieków do poziomu minimalnego scieków 54 uklad odplywowy 9 zaczyna dzialac.

Dzialanie ukladu odplywowego 9 polega na tym, ze przeplywajace w kierunku od doplywu 6 do odplywu 9 scieki zostaja uwolnione od zawiesin. Z komory retencyjno-sedymentacyjnej 53 poprzez otwory 30 w sciankach 29 koryta 26 doplywaja scieki oczyszczone w kierunku rury odplywowej 28 poprzez która doplywaja do dolnej czesci 32 komory odbiorczej 10, skad pod dnem 38 zmieniaja kierunek wzdluz komory odbiorczej 10 plynac ku górze do rury odplywowej 11, przez która doplywaja w kierunku komory odplywowej 12, do której przedostaja sie poprzez tuleje 44 zamocowana w dnie 43 komory odplywowej 12, która przeplywaja dalej w kierunku odplywu 8 na zewnatrz.

Plywajace w sciekach na plywakach 27 koryto 26 przyjmuje w zaleznosci od poziomu scieków polozenie najnizsze przy minimalnym zwierciadle scieków 54, oraz najwyzsze przy maksymalnym zwierciadle scieków 52.

Umieszczona we wnetrzu zbiorniczka cylindrycznego 35 komory odbiorczej 10 rura odplywowa 28 analo¬ gicznie w stosunku do polozenia koryta 26 przyjmuje polozenie wsuniecia w czasie którego jej dolna czesc spoczywa na dnie 38 pomiedzy zewnetrzna rura 36 i wewnetrzna 37 zbiorniczka 35. W tym czasie wyparta przez scianki rury odprowadzajacej 28 rtec 39 przemieszczona zostaje do pojemnika 41 oraz w polozenie wysuniecia w czasie którego rura 28 wysuwa sie ku górze, a jej dolna czesc przemieszcza sie w zbiorniczku 35 w kierunku pokrywy 34 komory odprowadzajacej 10. W tym czasie rtec 39 splywa ze zbiorniczka 41 w kierunku dna 38.

Dzialanie cylindryczne urzadzenia, przy którym uzyskuje sie najlepsze wyniki oczyszczania przedstawione jest ponizej. Po zakonczonym poprzednim cyklu, wypelnienie zbiornika jest minimalne i osiagnelo poziom 50.

Koryto 26 zajmuje polozenie najnizsze i znajduje sie powyzej minimalnego zwierciadla osadów 50. Zawór odcinajacy na odplywie 8 jest zamkniety.

Do zbiornika 1 analogicznie jak w poprzednim systemie pracy doplywaja duze ilosci scieków, które powo¬ duja podnoszenie sie zwierciadla scieków do poziomu koryta 26. Po osiagnieciu przez scieki poziomu otwotków koryta 26 scieki poprzez otworki 30 wplywaja do koryta 26 i plyna w kierunku odplywu 8. Na skutek zanikniecia zaworu na odplywie 8 poziomy scieków oczyszczonych w komorze odplywowej 12 korycie 264 100675 i zbiorniku l wyrównuja sie. W czasie dalszego doplywu, poziom scieków nadal podnosi sie, a do komory odplywowej 12 doplywaja poprzez otworki 30 takie ilosci scieków oczyszczonych, które powoduja dalsze wyrównywanie sie poziomów.

Z chwila ustania doplywu do zbiornika, poziom zawartych w nim scieków nie podnosi sie wyzej, a cala zawartosc scieków w zbiorniku 1 pozostaje w bezruchu. W ten sposób osiagniete zostaly optymalne warunki do wytracania znajdujacych sie w sciekach zawiesin, które sedymentujac w kierunku dna 4 opadaja na nie i zajmuja jego objetosci czesc zas osadów opada na skosy 5.

Po krótkim czasie spokojnego odstania scieków w czesci retencyjno-sedymentacyjnej 53 odpowiadajacego przebyciu przez zawiesiny drogi od maksymalnego zwierciadla scieków 52 do polozonego niewiele nizej poziomu otworków 26 otwiera sie zawór odcinajacy na odplywie 8, co powoduje obnizenie sie zwierciadla scieków w komorze odplywowej 12 i korycie 26 ponizej poziomu otworków 30 koryta 26. W ten sposób kazdy otworek posiada jednakowe warunki pracy, a w zwiazku z tym odbiór oczyszczonych scieków przez uklad odplywo¬ wy, jest wyrównany, co stwarza najkorzystniejsze warunki odprowadzania pozbawionych zawiesin scieków z górnej strefy komory retencyjno-sedymentacyjnej 53. Na skutek ciaglego odprowadzania scieków poprzez odplyw 8 wypelnienia zhiornika 1 sciekami ciagle maleje az do chwili osiagniecia minimalnego poziomu scieków 54 odpowiadajacego poziomowi polozenia odplywu 8.

W podanym przykladzie dzialania urzadzenia wedlug wynalazku na skutek znajdujacego sie ponizej doply¬ wu 6 odplywu 8, odplyw odbywa sie samoczynnie bez koniecznosci pompowania. W praktyce najczesciej wystepuje sytuacja, w której odplyw 8 znajduje sie na poziomie zblizonym do poziomu doplywu 6. Przyklad takiego rozwiazania przedstawiono linia ciagla na fig. 7.

Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku w tych warunkach jest nastepujace. Pompe 47 opuszcza sie na linie 48 w kierunku dna 43 komory odplywowej 12, przy czym koncówka 46 skierowana jest w dól w strone leja 45. Po osiagnieciu poziomu dna 43 komory 12 koncówka 46 pompy 47 po skosach leja 45 wsuwa sie w tuleje 44, co powoduje samoczynne zamocowanie pompy w komorze odplywowej 12. Tak przygotowane urzadzenie gotowe jest do pracy, a dzialanie jego jest analogiczne do opisanego wyzej cyklicznego systemu pracy, przy czym momentowi otwarcia zasuwy odcinajacej na odplywie 8 odpowiada moment wlaczenia pompy 47. Uruchomienie pompy 47 na skutek dzialania sily ssania spotegowane dzialaniem sily reakcji od wylotu 49 oczyszczonych scieków wyplywajacych z pompy 47 do komory odplywowej 12 powoduje dodatkowe ustabilizowanie sie koncówki 46 pompy 47 w tulei 44 dna 43.

W czasie pracy pompy 47 zwierciadlo 54 scieków oczyszczonych zajmuje poziom ponizej odplywu 8.

Poziom scieków w zbiorniku 1 obniza sie az do poziomu minimalnego 54 zwierciadla scieków, przy którym nastepuje wylaczanie pompy 47, co jest równoznaczne z zakonczeniem cyklu pracy.

Usuwanie osadów odbywa sie okresowo w sposób jednolity dla kazdego z przedstawionych systemów P^cy.

Zgrzebla 23 przez ruch obrotowy zgarniacza 21 przesuwaja zgromadzony na dnie 4 osad 24 do srodka zbiornika 1 w kierunku slupa 13 i komory osadowej 15.

Zewnetrzne kola 22 zgarniacza 21 tocza sie po biezni 12. Wlasciwa prace zgarniacza 21 i zgrzebel 23 umozliwia konstrukcja polegajaca na tym, ze usytuowane w dnie 4 komory odbiorcze 10 ukladu odplywowego 9 usytuowane sa poza kolista czescia dna 4 w skosach 5, zas kbmora odplywowa 12 posiada dno 43 polaczone z rurami 11 usytuowanymi wewnatrz zbiornika l na takiej wysokosci, ze zgrzebla 23 mieszcza sie bez przeszkód, pomiedzy dnem 4 i rurami 11, jak równiez w przestrzeni pomiedzy najniszym polozeniem plywaków 27 ukladu odplywowego 9 i dnem 4.

Przemieszczanie sie osadów ze skosów 5 odbywa sie samoczynnie przez zsuwanie sie ich w kierunku dna kolowego 4.

Usuwanie osadów zgarnietych do komory 15 odbywa sie na dowolna odleglosc poprzez uruchomienie pompy 25 przy równoczesnym obnizeniu zwierciadla scieków 54 do poziomu minimalnego zwierciadla osadów 50. Utrzymywanie tego poziomu jest mozliwe przez dluzszy okres czasu niezaleznie od warunków atmosferycz¬ nych. Przy temperaturze ujemnej tworzaca sie warstwa lodu bedzie znajdowala sie ponad pompa 15, zgrzeblem 23, rurami 11, a ponizej koryta 26. Taka konstrukcja zapewnia cykliczna prace urzadzenia i osiagniecie najko¬ rzystniejszych efektów oczyszczania w kazdych warunkach.

Claims (5)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do wyrównywania odplywu i oczyszczania cieczy, zwlaszcza scieków lub wody, posiadajace zbiornik z dnem kolowym i napedzany od zewnatrz zgarniacz obrotowy, znamienne tym, ze zbiornik (1) ma dluzsze sciany pionowe (2) stanowiace odcinki boku kwadratu, którego sciete naroza tworza krótsze sciany f100675 5 pionowe (3), a od strony jednej ze scian pionowych (2) umieszczony jest doplyw (6) polaczony z koryteip zasilajacym (7) przymocowanym wzdluz sciany (2) i sasiednich scian (3) natomiast po przeciwleglej stronie doplywu (6) sciana (2) zaopatrzona jest w odplyw (8) polaczony z usytuowanym wewnatrz zbiornika (1) wzdluz sciany (2) i scian (3) plywajacym ukladem odplywowym (9) poprzez komory odbiorcze (10) rury (11) i komore odplywowa (12), przy czym komory odbiorcze usytuowane sa w zbiorniku (1) w przestrzeni poza dnem kolowym (4).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n e t y m, ze bieznia zewnetrzna (20) zgarniacza obrotowego (21) umieszczona jest w zarysie kolowym scian dluzszych (2) i na nich spoczywa.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n e ty m, ze komora odbiorcza (10) stanowi cylindryczny zbiornik (31), którego dolna czesc (32) przechodzi przez skosy (5) i dno (4) na zewnatrz zbiornika (1) a na górnej czesci (3.3) umieszczonej wewnatrz zbiornika (1) umocowana jest pokrywa (34), do której przymocowany jest zbiorniczek (35) wykonany z rury zewnetrznej (36) i wewnetrznej (37) polaczonych dnem (38) w ksztalcie pierscienia, przy czym wnetrze zbiornika (35) wypelnione jest rtecia (39), w której zanurzona jest rura odplywo¬ wa (28) koryta (26) zas pokrywa (34) na swoim obwodzie posiada pojemnik (41) ma wyparta ze zbiorniczka (35) rtec (39).

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne ty m, ze komora odplywowa (12) posiada dno (43), w którym umocowana jest tuleja (44), a w niej usytuowany jest wylot (45) rury (11) oraz koncówka (46) pompy (47) zaopatrzonej w wylot (49), skierowany ku górze.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze w centralnym miejscu zbiornika (1) mimosrodo- wo usytuowana jest komora osadowa (15), z której wyprowadzona jest rura osadowa (18) zaopatrzona na koncu usytuowanym w komorze (15) w koncówke szybkozlaczna (19), na której zawieszona jest pompa (25). Mi. l fi jl/f -y% 6 2 20 7 §2 14100 675 h 45 4S_ n >-n im i" 42 fig. 8 t;-t-zi.j 'sil Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl