PL172165B1 - Urzadzenie do pobierania wyklarowanych scieków z kolistego osadnika PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do pobierania wyklaro- wanych scieków z kolistego osadnika majacego centralne doprowadzenie scieków oraz od- prowadzajaca wyklarowane scieki rure nurkowa umieszczona ponizej poziomu wyklarowanych scieków i zaopatrzona w otwory, znam ienna tym, ze polaczona z rura odplywowa, rura nurkowa ma ksztalt zamknietego rurociagu pierscieniowego (12), umieszczonego wspól srodkowo i symetrycznie wokól pionowej osi kolistego osadnika (10), a jej doplywowe ot- wory (22) sa równo od siebie oddalone i maja rózna wielkosc. F ig . 1 P L 172165 B 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pobierania wyklarowanych ścieków z kolistego osadnika ze środkowym centralnym doprowadzeniem ścieków mające rurę nurkową zanurzoną poniżej lustra wyklarowanych ścieków.

Urządzenia do odprowadzenia ścieków są znane z licznych patentów.

W opisie SU PS 13 67 998 Al przedstawiono klarownik, w którym wyklarowaną ciecz odprowadza się na różnych poziomach poprzez otwarcie odpowiedniego zaworu zamykającego odpływ.

Z opisu CH-PS 79062 jest znany kurek spustowy służący do odprowadzenia ze zbiornika gęsto nawarstwionych cieczy. Kurek jest sterowany mechanicznie przy pomocy podciśnienia.

Z opisu US-PS 30 17998 jest znane urządzenie do wydzielania fazy stałej z cieczy. Wlot cieczy do zbiornika następuje przez rozdzielcze korytko o prostokątnym przekroju i kolistych otworach w jego dnie. Przy małych i normalnych wielkościach dopływu, ciecz wypływa przez koliste otwory dna korytka, a przy większych dopływach przelewa się przez boki korytka. Celem tego wynalazku nie jest urządzenie do równomiernego odprowadzenia sklarowanych ścieków lecz urządzenie do ich zasilania.

Wiele osadników do klarowania ma koliste korytko i przy brzegu zbiornika studzienkę ściekową. Bez stosowania ciśnienia na wolnej przestrzeni płynądo koryta wyklarowane ścieki przez proste lub ząbkowane szykany. Ilość pobieranarośnie proporcjonalnie do stopnia, spiętrzania ścieków. Kolisty osadnik - klarownik pracuje tylko wówczas w sposób optymalny, gdy jest równomiernie zasilany. Kanał odbierający ścieki może w obszarze szykan zarastać algami. Z drugiej strony już małe strumienie na powierzchni wody, np. pod działaniem wiatru, zmieniaj ąi zakłócają symetrię odpływu. W bardzo niekorzystnym przypadku około połowa zawartości korytka pozostaje nieczynna, np. w przypadku całkowicie różnych działań wiatrów po stronie zawietrznej w stosunku do strony nawietrznej. Oznacza to, że przez pozostałączęść koryta przepływa podwójna ilość płynów, podczas gdy na stronie zawietrznej wydajność sedymentacji zmniejsza się. Kożuch ściekowy jest wówczas porywany w znacznie zwiększonym stopniu i użytkownicy otrzymują ścieki o gorszej jakości. Dalsze trudności wynikają?, tego, że ze wspomnianych powodów montaż szykan wymaga kosztownych prac przygotowawczych. Poziom cieczy nie może być regulowany niezależnie od wypływającej ilości ścieków. Należy się liczyć z wysokimi kosztami oczyszczania korytek ściekowych oraz z wysokim obciążeniem odpływu ścieków dużą ilością ciał stałych.

Celem wynalazkujest usunięcie wyżej wymienionych niedogodności i wyrównywanie w miarę możliwości wypływającej ilości ścieków z równoczesnym zwiększeniem oraz z uniezależnieniem poziomu cieczy w osadniku kolistym od wielkości odbioru wyklarowanych ścieków.

Niespodziewanie stwierdzono, że zadanie to może spełnić całkowicie napełniona rura umieszczona pod powierzchnią wyklarowanych ścieków i służąca do równomiernego odprowadzania wyklarowanych ścieków, przy czym ich odpływ może być regulowany przez niezależny system sterowania. W ten sposób równomiernie odprowadzana regulowana ilość zostaje odebrana do studzienki odbierającej ścieki, przy czym ścieki czerpie się poniżej ich wyklarowanej powierzchni. Odpływ ten może być ilościowo sterowany.

17:2 165

Według wynalazku urządzenie do pobierana wyklarowanych ścieków z kolistego osadnika mającego centralne doprowadzenie ścieków oraz odprowadzającą wyklarowane ścieki rurę nurkową umieszczoną poniżej poziomu wyklarowanych ścieków i zaopatrzoną w⁷ otwory, charakteryzuje się tym, że połączona z rurą odpływową rura nurkowa ma kształt zamkniętego rurociągu pierścieniowego umieszczonego współośrodkowo i symetrycznie wokół pionowej osi kolistego osadnika, ajej odpływowe otwory sąrówno od siebie oddalone i mająróżną wielkość. W rurze odpływowej korzystnie jest umieszczony sterowany pływakiem zawór motylkowy. Urządzenie według wynalazku ma korzystnie pływak do mierzenia poziomu lustra ścieków w osadniku. Pierścieniowy rurociąg jest połączony ze zbiorczym kolektorem wylotowym z chłonną studnią odpływową położoną na zewnątrz kolistego osadnika. Odpływowy pierścieniowy rurociąg jest umieszczony w różnych odległościach od środkowego dopływu ścieków oraz od ścian osadnika i ma tylkojeden zbiorczy kolektor odpływowych ścieków, który przechodzi na zewnątrz przez ścianę osadnika. Urządzenie ma instalację regulującą, ustawienie poziomu spiętrzenie cieczy nad rurociągiem pierścieniowym, niezależnie od ilości dopływających ścieków, a kolisty osadnik jest zbiornikiem buforowym. Pierścieniowy rurociąg odpływowy ma otwory dopływowe wyklarowanej cieczy o wielkości, przy której ciecz płynie w rurociągu pod ciśnieniem ze stałąprędkością. W kolistym osadniku o średnicy większej od 50 m jest korzystnie umieszczony bliżej środka osadnika drugi rurociąg pierścieniowy, przy czym rurociąg odpływowy z tego pierścieniowego rurociągu jest połączony z tą samą studnią chłonną. Rurociąg pierścieniowy ma na obwodzie otwory korzystnie o różnej wielkości, które najkorzystniej mająkształt szczelin, których długość korzystnie zmniejsza się w kierunku do zbiorczego kolektora odpływowych ścieków. Rurociąg pierścieniowy ma korzystnie zwiększający się przekrój, poczynając od miejsca na przeciwko zbiorczego kolektora odpływowych ścieków. Rurociąg pierścieniowy korzystnie rozszerza się skokowo i ma szczeliny korzystnie o coraz mniejszej długości w kierunku jego wylotu oraz zwiększającą się w tym samym kierunku średnicę rur w celu polepszenia równomierności przepływu strugi cieczy wewnątrz rurociągu z maksymalną szybkością przepływu w każdym odcinku rur, korzystnie 0,3 m/sek. Stopniowane segmenty rur rurociągu pierścieniowego mają korzystnie równy poziom górny i są poszerzone do dołu lub są skokowo wysunięte do góry i do dołu. Ogólnie regulację ilościową prowadzi się przez zmianę różnicy poziomów między poziomem cieczy w osadniku - klarowniku i w studzience ściekowej. Celowo rura nurkowa ma kształt rurociągu pierścieniowego z otworami umieszczonymi w równych odstępach od siebie. Korzystne jest połączenie kolektorem wyjściowym rurociągu pierścieniowego z odpływową studnią chłonną umieszczoną na zewnątrz kolistego osadnika. Celowe jest zamontowanie urządzenia odpływowego, które dałoby się przestawiać w kierunku pionowym w stosunku do studni chłonnej. Zwykle montuje się rurociąg pierścieniowy w równych odległościach od środkowego dopływu ścieków.

Przy właściwym zwymiarowaniu otworów i średnic rur zupełnie wystarczy w tym przypadku poprowadzenie tylko jednego przewodu odprowadzającego wyklarowane ścieki przechodzące przez ścianę kolistego osadnika. Przewód ten prowadzi do progu przelewowego, który jest regulowany niezależnie od poziomu cieczy. Urządzenie odpływowe może być samo progiem regulującym. Regulacja ilościowa może być prowadzona przez zmianę różnicy poziomów, to jest poziomu cieczy w osadniku i poziomu cieczy w kanale odbierającym wyklarowane ścieki czyli w studzience ściekowej. Poziom cieczy w osadniku - klarowniku może być podnoszony o różne, zaprogramowane wysokości. Wewnętrzne ciśnienie w rurociągu odbierającym ciecz może być podniesione tak wysoko, żeby w końcowym odcinku rury był jeszcze zapewniony odpływ pod ciśnieniem.

W rozwiązaniu według wynalazku można uzyskać maksymalną szybkość odpływu na wylocie z rurociągu. Nadpiętrzenie nad rur^. nurkową może być utrzymywane oraz regulowane niezależnie od ilości odpywających ścieków. Osadnik - klarownik może być również stosowany jako zbiornik buforowy. Nie przewiduje się natomiast w tym układzie zastosowania pompy. Różnica poziomów decyduje o ilości odprowadzanych ścieków i szybkości przepływu. Przez podnoszenie i opuszczanie urządzenia odpływowego automatycznie reguluje się wielkość strumienia cieczy, o ile m 165 jest to potrzebne i pożądne. Korzystne jest odprowadzenie ścieków przy pomocy rur nurkowych łącznie z tak zwanym kielichem Coanda, co przedstawiono w niemieckim wzorze użytkowym G 91 12 947.8. Zastosowanie wynalazku umożliwia jednak podwyższenie niezawodności ruchu i eksploatacji całej instalacji, obniżenie kosztów jej konserwacji, polepszone wytrącanie ciał stałych, a także stopnia czystości odprowadzanych ścieków. Zrzut ścieków w odprowadzonej cieczy uległ również obniżeniu.

Przez zamontowanie rury nurkowej na pewnej głębokości poniżej poziomu cieczy, gdzie panują już stabilne warunki powoduje się, że zamknięta rura chroni pobierane wyklarowane ścieki przed działaniem światła, dzięki czemu jest utrudniona fotosynteza. Odpływająca ilość cieczy jest niezalezna od nadpiętrzenia. Zalety dokładnej regulacji oraz zwiększonego odpływu są zapewnione dzięki prowadzeniu ruchu przy stale wypełnionym kolektorze ścieków. Kolektor wylotowy jest prowadzony centralnie przez zewnętrzna, ścianę osadnika - klarownika do progu zapory drewnianej, gdzie następuje oddzielna regulacja odpływu. Możliwe jest tu całkowite dostosowanie się do wymaganego stanu i potrzeb produkcji. Przy zastosowaniu systemu zamkniętych perforowanych rur odpływająca ilość ścieków może być oddzielnie nastawiona i uregulowana. Niezależnie od wielkości otworów można dokładnie wyliczyć maksymalną ilość odpływającej cieczy. Rurociąg jest podparty statycznie przy pomocy wsporników. W przypadku potrzeby montuje się bezpośrednio na rurze nurkowej ścianę nurkową, przestawną w kierunku pionowym. Rurociąg pełniący rolę zbiorczego kolektora ścieków, może być zasilany w sposób nieciągły. Średnica poszczególnych odcinków rury nurkowej musi być dopasowana do zamierzonego natężenia odpływu cieczy z osadnika. Przy projektowaniu i obliczaniu instalacji oczyszczania ścieków należy uwzględnić straty, jak np. tarcie wewnętrzne w rurach, straty ciśnienia, a także straty na przyspieszeniu wskutek przepływu w kierunku prostopadłym do kierunku strumienia w rurze. Instalacje już istniejące i pracujące mogą zostać zmodernizowane przez zamontowanie usprawnień wynikających z rozwiązań wynalazku. Przede wszystkim w celu osiągnięcia poprawy równomierności odpływu powiększa się średnicę rury odpływowej w kierunku odpływu cieczy. Szybkość cieczy zostaje wówczas ograniczona do średniej wynoszącej na końcu rurociągu 0,3 m/sek, a średnica rurociągu odbierającego ścieki zostaje następnie zmniejszona.

Zgodnie z innym przykładem wykonania wynalazku można szczelinę regulującą odpływ zmniejszyć, aby osiągnąć równomierny strumień cieczy i zapobiec przekroczeniu maksymalnej prędkości. Szczególnie korzystne jest połączenie zwiększenia średnicy rury odpływowej z równoczesnym zmniejszeniem długości szczeliny w rurociągu pierścieniowym. Ma to tę zaletę, że osiąga się prędkość 0,3 m/sek na każdym odcinku rury, co bez stopniowania średnic poszczególnych odcinków rurociągu pierścieniowego byłoby możliwe wyłącznie na końcu rury. Unika się w ten sposób ewentualnego wytrącania się zawieszonych w cieczy kłaczków osadu ściekowego, wskutek zbyt małych sił unoszenia. Dzięki powiązaniu ze sobą zmienionej długości szczeliny ze stopniowaniem średnic rur uzyskuje się pełnią poprawę równomierności dopływu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy rury nurkowej wewnątrz kolistego osadnika - klarownika, fig. 2 przedstawia rzut poziomy osadnika z fig. 1, fig. 3 przedstawia fragment rurociągu pierścieniowego i odpływowego, fig. 4 i fig. 5 przedstawiają specjalną konstrukcję rury nurkowej, która ma na celu spowodowanie jednostajnych i niezbyt wysokich prędkości strumienia.

W kolistym osadniku 10, zbudowanym w zasadzie z betonu, jest zamontowany pierścieniowy rurociąg 12 w równych odległościach od ścian osadnika w położeniu stale zanurzonym w cieczy w pewnej odległości od jej lustra 14. W środku osadnika znajduje się wlot cieczy 24 wraz ze sterowaniem zmiany jej kierunku, co nie jest bliżej pokazane na rysunku. Ścieki mogą być również doprowadzane z urządzenia z zamontowanym tak zwanym tulipanem Coanda. Ścieki dopływają więc przez wlot 24. Wyklarowane ścieki zostają odprowadzone rurociągiem pierścieniowym 12, któryjak to pokazano na fig. 3, ma otwory 22 ułożone względem siebie w równych odstępach. Otwory te mogą mieć minimalną szerokość 10 mm. Ze zbiorczego rurociągu pierścieniowego 12 wyklarowane ścieki płyną do kolektora zbiorczego 16 odpływo6

17:2165 wych ścieków. Wypływająca z rurociągu pierścieniowego ciecz osiąga swoją maksymalną prędkość strumienia, podczas gdy na jego przeciwległym końcu 12' prędkość jej wynosi praktycznie 0. Wypływająca z kolektora zbiorczego 16 ciecz przepływa do urządzenia z progiem regulacyjnym 23. Próg regulacyjny jak wskazuje strzałka zwrotna może być zarówno podnoszony jak i opuszczany. Dopływ ścieków do osadnika jest niezależny od odpływu, a poziom cieczy w osadniku - klarowniku może być regulowany niezależnie od odpływu cieczy. Rurociąg pierścieniowy 12 odpływowych ścieków i zbiorczy kolektor 16 są zawsze całkowicie wypełnione. Strumień cieczy przepływa poprzez próg regulacyjny do nie przedstawionej na rysunku studni. Jest również możliwe zautomatyzowanie regulacji przestawnego progu 24. Różnica wysokości ciśnień ma zawsze wpływ na szybkość strumienia cieczy.

Według innego przykładu wykonania wynalazku jest możliwe również poprowadzenie kolektora zbiorczego 16 do góry. W tym przypadku rura musi być tak skonstruowana aby mogła być w pewnych określonych granicach podnoszona w górę i opuszczana w dół względnie powinna mieć przyporządkowane sobie odpowiednie do tego celu urządzenie. Możliwe jest również regulowanie ilości odprowadzonej cieczy sterowanym pływakiem motylkowym zamontowanym w zbiorczym kolektorze.

Podczas sterowania różnic wysokości ciśnienia między lustrem cieczy 14 w osadniku a poziomem cieczy 20 na progu regulacyjnym Ah należy uwzględnić straty powstałe wskutek tarcia wewnętrznego w rurach, straty przy wlocie cieczy do różnych szczelin rurociągu pierścieniowego 12 oraz w danym przypadku straty wskutek turbulencji strumienia. Ciecz przepływa zawsze przez rurę nurkowąpod ciśnieniem i dlatego nie ma większego znaczenia czy otwory dopływowe znajdą się w szczytowym punkcie rurociągu na jego ścianach bocznych lub wjego dolnej części. Dzięki przedstawionemu powyżej rozmieszczeniu otworów dopływowych w rurze nurkowej i nadaniu im kształtu szczelin o minimalnej szerokości 10 mm, stało się możliwe przy odpowiedniej zmianie długości szczelin pełne dopasowanie szybkości przepływa do hydraulicznych warunków w rurociągu. Bardzo dokładny przekrój przepływu w szczelinach można uzyskać w sposób bardzo precyzyjny metodą frezowania otworów w rurach. Wykonanie szczeliny nie jest możliwe przy pomocy wierteł. Jak wyżej stwierdzono rura nurkowa jest połączona ze studnią chłonna przewodem odpływowym. W szczególności przy osadnikach kolistych o średnicach większych niż 5 0 metrów należy zaproj ektować dodatkowo drugi rurociąg pierścieniowy umieszczony bliżej środka kolistego osadnika. Odpływowy przewód drugiego pierścieniowego rurociągujest również doprowadzony do tej samej studni chłonnej. W odmianie wykonania wynalazku okazało się również możliwe zastosowanie opisanego urządzenia do odbierania sklarowanych ścieków w prostokątnym osadniku - klarowniku. Figury 4 i 5 pokazują widok rury nurkowej. Średnica rury nurkowej jest zwiększana od strony naporu cieczy w kierunku jej odpływu. Odcinki rury są u góry położone równo na tym samym poziomie, a u dołu są rozszerzone lub rura rozszerzona jest współosiowo, jak to pokazano na fig. 4 i 5. Przepływ strumienia cieczy następuje od strony lewej 30 do prawej 37, a rura nurkowa jest umieszczona również zawsze poniżej poziomu lustra cieczy 34. Przekroje rury są całkowicie dostosowane do wielkości dopływu cieczy, a więc w segmencie 3 6 przekrój j est mniejszy, natomiast w segmencie 38 dopływa już znacznie więcej cieczy, więc przekrój jest odpowiednio większy. W głównym rzucie poziomym jest widoczne, że segmenty rur są położone symetrycznie względem siebie oraz względem osi środkowej 40. Dlatego też w tej postaci wykonania wynalazku szczeliny 42, 44 są coraz mniejsze. W ten sposób osiąga się wyrównanie prędkości przepływu. Można na przykład tym sposobem utrzymać maksymalną prędkość strumienia cieczy wynoszącą 0,3 m/sek.

172 165

172 165

Fig.3

172 165

Fig.4

J—

172 165

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do pobierania wyklarowanych ścieków z kolistego osadnika mającego centralne doprowadzenie ścieków oraz odprowadzajacą wyklarowane ścieki rurę nurkową umieszczoną poniżej poziomu wyklarowanych ścieków i zaopatrzoną w otwory, znamienne tym, że połączona z rurą odpływową, rura nurkowa ma kształt zamkniętego rurociągu pierścieniowego (12), umieszczonego współśrodkowo i symetrycznie wokół pionowej osi kolistego osadnika (10), a jej dopływowe otwory (22) sąrówno od siebie oddalone i mająróżną wielkość.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma umieszczony w rurze odpływowej sterowany pływakiem zawór motylkowy.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma pływak do mierzenia poziomu lustra ścieków w osadniku (10).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze pierścieniowy rurociąg (12) jest połączony zbiorczym kolektorem wylotowym (16) z chłonną studnią odpływową położoną, na zewnątrz kolistego osadnika (10).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że odpływowy pierścieniowy rurociąg (12) jest umieszczony w równych odległościach od środkowego dopływu ścieków oraz od ścian osadnika (10).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że ma tylko jeden zbiorczy kolektor (16) odpływowych ścieków.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zbiorczy kolektor (16) odpływowych ścieków przechodzi na zewnątrz przez ścianę osadnika (10).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze ma instalację regulującą ustawianie poziomu spiętrzenia cieczy nad rurociągiem pierścieniowym (12) niezależnie od ilości odpływających ścieków.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kolisty osadnik (10) jest zbiornikiem buforowym.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścieniowy rurociąg (12) ma otwory dopływowe (22) o wielkości przy której ciecz przepływa w rurociągu pierścieniowym (12) pod odpowiednim ciśnieniem.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w kolistym osadniku o średnicy większej od 50 m jest umieszczony bliżej środka osadnika drugi rurociąg pierścieniowy, przy czym rurociąg odpływowy z tego drugiego pierścieniowego rurociągu jest połączony z tą samą odpływową studnią chłonną.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wielkość otworów (22) w rurociągu pierścieniowym (12) jest tak dobrana, że jest w nim stała prędkość strumienia cieczy.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że rurociąg pierścieniowy (12) ma na obwodzie otwory (22) o różnej wielkości.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że otwory (22) mają kształt szczelin (42, 44), których długość stopniowo zmniejsza się w kierunku do zbiorczego kolektora (16) odpływowych ścieków.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rurociąg pierścieniowy (12) ma stopniowo zwiększający się przekrój, poczynając od miejsca naprzeciwko zbiorczego kolektora (16) odpływowych ścieków.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że rurociąg pierścieniowy (12) rozszerza się skokowo.

    172 165
17. 17. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rurociąg pierścieniowy (12) ma szczeliny (42, 44) o coraz mniejszej długości w kierunku jego wylotu oraz zwiększającą się w tym samym kierunku średnicę rur polepszające równomierność przepływu strugi cieczy wewnątrz rurociągu z maksymalną szybkością, przepływu w każdym odcinku rury (30,38), korzystnie 0,3 m/sek.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że stopniowane segmenty rur (36,38) rurociągu pierścieniowego (12) mają równy poziom górny i są poszerzone u dołu.
19. 19. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że stopniowane segmenty rur (36,38) rurociągu pierścieniowego (12) są skokowo wysunięte do góry i do dołu.