PL235975B1 - Separator lamelowy wielostrumieniowy dwustopniowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest separator lamelowy wielostrumieniowy dwustopniowy przeznaczony do usuwania substancji lekkich i zawiesin z cieczy, zwłaszcza do oddzielania substancji ropopochodnych, tłuszczów i substancji olejowych.

W publikacji „Separatory wielostrumieniowe PUR-KLB do oczyszczania ścieków opadowych”, W. Olszewski, Gaz, Woda i Technika Sanitarna Nr 6/2010 str. 25-27, opisane są pakiety wielostrumieniowe przeciwprądowe w których kierunek przepływu cieczy w przewodach sedymentacyjnych jest przeciwny niż kierunek usuwania osadu, przy czym warunkiem grawitacyjnego zsuwania się osadu jest kąt nachylenia przewodów sedymentacyjnych co najmniej 45° (zwykle 55 + 60°). Im mniejszy jest kąt nachylenia przewodów sedymentacyjnych, tym większy jest efekt sedymentacji zawiesin. Najhardziej efektywne ze znanych konstrukcji pakietów wielostrumieniowych są pakiety wielostrumieniowe prostopadłoprądowe, posiadające poziome przewody sedymentacyjne, które umożliwiają uzyskanie wysokiego efektu sedymentacji zawiesin przy względnie dużej ich wydajności. Przewody sedymentacyjne mogą mieć różne formy, na przykład pakiety do jednoczesnego oddzielania substancji lekkiej i ciężkiej mają kanały w kształcie rombu z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części kanału.

Z opisu patentowego CA1157814 znany jest separator zawierający pakiet wielostrumieniowy z poziomymi przewodami przepływowymi i pionowymi kanałami do wznoszenia i opadania oddzielanych frakcji. Frakcje lekkie są unoszone do górnej części separatora, a frakcje cięższe opadają do stożkowej części dolnej. Separator ten nie ma strefy wstępnego oczyszczania.

Z opisu patentowego FR2704447 znany jest separator lamelowy wielostrumieniowy o przepływie poprzecznym, utworzony przez dwa pakiety wielostrumieniowe wykonane z pionowych płyt pofałdowanych w płaszczyźnie poziomej, które tworzą poziome przewody przepływowe ze szczelinami umożliwiającymi wznoszenie fazy lekkiej zdyspergowanej w oczyszczanej cieczy i grawitacyjne opadanie fazy cięższej na dno separatora. W rozwiązaniu tym oczyszczaną ciecz jest doprowadzana kanałem zasilającym do strefy wstępnego oczyszczania usytuowanej pomiędzy pakietami, a następnie przepływa przez poziome pakiety wielostrumieniowe. Górna część separatora, w której zbierają się faza lekka, ma po bokach kanały, przelewowe do jej odprowadzania poza separator.

Z opisu patentowego GB2116447 znany jest separator o przepływie poziomym z dwiema komorami separacji rozdzielonymi pakietem wielostrumieniowym o przepływie poziomym. Obie komory separacji są zaopatrzone w odpływy osadu. W drugiej komorze jest wykonany próg przelewowy do odprowadzania oleju i niżej umieszczony próg przelewowy wody.

Z patentu PL 124394 znane są także pakiety wielostrumieniowe z przewodami poziomymi lub nachylonymi pod katem do 10 stopni, posiadające równoległe ścianki, między którymi umieszczone są w sposób uporządkowany płytki poziome wzdłuż ich długości, a przechylone pod kątem nie mniejszy niż 45 stopni do poziomu wzdłuż ich szerokości, oddzielone szczeliną od sąsiednich ścianek. Pakiety te przeznaczone są do sedymentacji zawiesin w cieczy z samooczyszczaniem się przewodów sedymentacyjnych z osadu.

Celem wynalazku zwiększenie efektu sedymentacji zawiesin i separacji frakcji lekkich przy zachowaniu-względnie dużej wydajności przepływu cieczy przez separator wielostrumieniowy.

Separator wielostrumieniowy dwustopniowy, zawierający zbiornik z dwiema strefami separacji objętościowej, dolną i górną, które są rozdzielone hydraulicznie pakietami wielostrumieniowymi z poziomymi przewodami sedymentacyjnymi, w przekroju w kształcie rombu z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części przewodów sedymentacyjnych, umożliwiającymi grawitacyjną separację wydzielanych faz, lżejszej i cięższej, przy czym strefa dolna, usytuowana pomiędzy dwoma pakietami wielostrumieniowymi, ma wlot oczyszczanej cieczy w części przydennej zbiornika, strefy osadowe, usytuowane poniżej pakietów wielostrumieniowych, są zaopatrzone w przewody wylotowe, strefa górna, usytuowana nad pakietami wielostrumieniowymi, ma koryto zbiorcze połączone z przewodem spustu frakcji lekkich, a strefa boczna, przylegająca do ściany zbiornika, ma koryta odpływowe połączone z przewodem zbiorczym do odprowadzania oczyszczonej wody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że strefa dolna ma kształt zbieżny do góry, utworzony przez pakiety wielostrumieniowe pochylone lustrzanie zbieżnie do góry w kierunku płaszczyzny osiowej zbiornika, oraz pochylone zbieżnie do góry przegrody boczne oddzielające dolną strefę separacji objętościowej od stref osadowych, a koryto zbiorcze jest usytuowane w płaszczyźnie osiowej w strefie górnej poniżej poziomu oczyszczanej cieczy.

Korzystnym jest, jeżeli oba pakiety wielostrumieniowe są pochylone względem płaszczyzny osiowej zbiornika pod jednakowym kątem w zakresie od 10 do 15 stopni.

PL 235 975 B1

Separator z pakietem wielostrumieniowym wg wynalazku, ma skróconą do minimum drogą spływu oddzielanych osadów w przewodach sedymentacyjnych, nie wzdłuż przewodów lecz w kierunku poprzecznym do kierunku przepływu, co zapobiega kumulacji osadów na długości przewodów sedymentacyjnych. Analogicznie skrócona jest droga uwalniania frakcji lekkich, poprzecznie i na całej długości przewodów sedymentacyjnych, bezpośrednio do strefy separacji objętościowej. Zaletą separatora według wynalazku jest zastosowanie zbieżnego do góry układu pakietów wielostrumieniowych graniczących z dolną strefie separacji objętościowej. Dzięki temu wymuszone jest równomierne obciążenie hydrauliczne przewodów sedymentacyjnych.

Wynalazek jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok separatora w rzucie poziomym a-a z fig. 2, fig. 2 przedstawia separator w przekroju A-A z fig. 1, fig. 3 przedstawia separator w przekroju pionowym B-B z fig. 1, a fig. 4 przedstawia fragment pakietu wielostrumieniowego w widoku czołowym.

Jak przedstawiono na fig. 1-3, separator składa ze obudowy zbiornika 1, w którym są zamontowane dwa pakiety wielostrumieniowe 2 w taki sposób, że jest wymuszony przepływ cieczy doprowadzanej pompą przez kolektor wlotowy 3 równolegle przez całą objętość każdego pakietu wielostrumieniowego 2. W tej części separatora zachodzi separacja frakcji lekkich i zawiesin w przewodach pakietów wielostrumieniowych 2. Zbiornik 1 ma dwie strefy separacji objętościowej, dolną z kolektorem wlotowym 3 i górną 5, które są rozdzielone hydraulicznie lamelowymi pakietami wielostrumieniowymi 2 w kształcie prostopadłościanów. Każdy pakiet ma poziome przewody sedymentacyjnymi 4 w kształcie rombów z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części kanałów, widocznymi na fig. 4. Szczeliny umożliwiają grawitacyjną separację wydzielanych faz, lżejszej i cięższej. Strefa dolna separacji objętościowej, usytuowana pomiędzy dwoma pakietami wielostrumieniowymi 2, ma wlot oczyszczanej cieczy w postaci kolektora 3 w strefie przydennej zbiornika 1. Strefa osadowa 8 usytuowana poniżej każdego pakietu wielostrumieniowego 2 jest zaopatrzona w przewody wylotowe 9. Strefa górna 5 separacji objętościowej, usytuowana nad pakietami wielostrumieniowym 2, ma koryto zbiorcze 6 połączone z przewodem spustu frakcji lekkich. Strefa boczna 10, przylegająca do ściany zbiornika 1, ma na górze koryta odpływowe 11 połączone z przewodem zbiorczym 12 do odprowadzania oczyszczonej wody. Koryto zbiorcze 6 jest usytuowane w płaszczyźnie osiowej w strefie górnej 5 poniżej poziomu oczyszczanej cieczy wyznaczonego przez krawędzie przelewowe koryt odpływowych 11. Strefa dolna separacji objętościowej ma kształt zbieżny do góry, utworzony przez oba pakiety wielostrumieniowe 2 pochylone lustrzanie zbieżnie do góry w kierunku płaszczyzny osiowej zbiornika 1, oraz pochylone zbieżnie do góry przegrody boczne oddzielające strefę dolną z kolektorem wlotowym 3 od stref osadowych 8. Oba pakiety wielostrumieniowe 2 są pochylone względem płaszczyzny osiowej pod jednakowym kątem w zakresie od 10 do 15 stopni, co powoduje takie same pochylenie poziomych przewodów sedymentacyjnych 4. Pochylenie obu pakietów wielostrumieniowych 2 wymusza równomierne obciążenie hydrauliczne przewodów sedymentacyjnych 4. Urządzenie posiada zawór odpowietrzający 13, króciec 14 do miernika poziomu cieczy, oraz filtr dezodoryzacji powietrza wylotowego 16, widoczne na fig. 2. W kopule i ścianie zbiornika 1 są zamontowane włazy rewizyjne 15. Do ściany zbiornika 1 jest przymocowana drabina włazowa widoczna na fig. 1.

Jak przedstawiono na fig. 3, 4, każdy pakiet wielostrumieniowy 2 składa się z równoległych przewodów sedymentacyjnych 4 utworzonych przez poziome profile kształtowe 17, 18 oddzielone od siebie szczelinami. Tak utworzone przewody sedymentacyjne 4 służą do wydzielania fazy zdyspergowanej (substancji rozproszonej) z fazy dyspersyjnej, w szczególności do sedymentacji zawiesiny osadów i/lub separacji substancji lekkich zawartych w oczyszczanej cieczy, takich jak oleje roślinne, czy ropopochodne. Osad, który opada na dolną powierzchnię przewodu sedymentacyjnego 4, zsuwa się w dół do pionowych kanałów osadowych 20 usytuowanych po stronie dolnych szczelin w przewodach sedymentacyjnych 4, a frakcje lekkie wydostają się na górną wewnętrzną powierzchnię pakietu i wypływają na powierzchnię przez pionowe kanały flotacyjne 19 usytuowanych po stronie górnych szczelin w przewodach sedymentacyjnych 4. W ten sposób rozdziela się fazę sedymentującą od fazy wypływającej, co znacznie polepsza efekt usuwania osadu i fazy flotującej (lekkiej).

Na skutek przepływał równoległego cieczy wzdłuż przewodów sedymentacyjnych 4 następuje wydzielenie frakcji lżejszych od wody i ich .przemieszczanie się ku górze do zamkniętej wokół i otwartej na górze strefy górnej 5 separacji objętościowej. W tej strefie następuje dalsze oddzielanie i aglomeracja w większe agregaty zdyspergowanych frakcji lekkich wstępnie odseparowanych od cieczy w pakietach wielostrumieniowych 2. Utworzona w ten sposób warstwa frakcji lekkich jest okresowo odprowadzana

PL 235 975 B1 przez koryto zbiorcze 6 po otwarciu zaworu spustowego 7 na przewodzie spustu frakcji lekkich. Zawiesiny opadające, zatrzymane na powierzchniach lameli przewodów sedymentacyjnych 4, gromadzą się w strefach osadowych 8, skąd są okresowo odprowadzane przewodami wylotowymi 9 do zewnętrznego zbiornika osadu. Ciecz po oczyszczeniu przepływa do strefy bocznej 10 zbiornika 1, skąd pr zez koryta odpływowe 11 przelewa się do przewodu zbiorczego 12 do odpływu z urządzenia.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Separator wielostrumieniowy dwustopniowy, zawierający zbiornik (1) z dwiema strefami separacji objętościowej, dolną i górną (5), które są rozdzielone hydraulicznie pakietami wielostrumieniowymi (2) z poziomymi przewodami sedymentacyjnymi (4), w przekroju w kształcie rombu, z przeciwległymi szczelinami usytuowanymi w górnej i dolnej części przewodów sedymentacyjnych (4), umożliwiającymi grawitacyjną separację wydzielanych faz, lżejszej i cięższej, przy czym strefa dolna, usytuowana pomiędzy dwoma pakietami wielostrumieniowymi (2), ma wlot oczyszczanej cieczy w części przydennej zbiornika (1), strefy osadowe (8), usytuowane poniżej pakietów wielostrumieniowych (2), są zaopatrzone w przewody wylotowe (9), strefa górna (5), usytuowana nad pakietami wielostrumieniowymi (2), ma koryto zbiorcze (6) połączone z przewodem spustu frakcji lekkich, a strefa boczna (10), przylegająca do ściany zbiornika (1), ma koryta odpływowe (11) połączone z przewodem zbiorczym (12) do odprowadzania oczyszczonej wody, znamienny tym, że strefa dolna ma kształt zbieżny do góry, utworzony przez pakiety wielostrumieniowe (2) pochylone lustrzanie zbieżnie do góry w kierunku płaszczyzny osiowej zbiornika (1), oraz pochylone zbieżnie do góry przegrody boczne oddzielające dolną strefę separacji objętościowej od stref osadowych (8), a koryto zbiorcze (6) jest usytuowane w płaszczyźnie osiowej w strefie górnej (5) poniżej poziomu oczyszczanej cieczy.
2. 2. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że oba pakiety wielostrumieniowe (2) są pochylone względem płaszczyzny osiowej zbiornika (1) pod jednakowym kątem w zakresie od 10 do 15 stopni.