RU131641U1

RU131641U1 - GEOTUBA

Info

Publication number: RU131641U1
Application number: RU2012153827/05U
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Борзаковский; Михаил Ильич Русаков; Федор Иванович Лобанов
Original assignee: Федор Иванович Лобанов
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-08-27

Abstract

Техническое решение относится к области устройств для разделения твердой и жидкой фаз методом гравитационного осаждения, в частности, для разделения (осветления) суспензий, и может быть использовано для очистки бытовых и промышленных сточных вод, а также в горном деле для размещения отходов производства, создания ограждений и дамб. Геотуба содержит оболочку из фильтрующего материала и патрубки подачи пульпы. В оболочке закреплено, по меньшей мере, одно нормально закрытое устройство слива жидкой фазы пульпы. 5 з.п. ф-лы, 3 пр. The technical solution relates to the field of devices for separating solid and liquid phases by gravity deposition, in particular, for the separation (clarification) of suspensions, and can be used for treatment of domestic and industrial wastewater, as well as in mining for the placement of production waste, creating fences and dams. The geotube contains a shell of filter material and pulp supply pipes. At least one normally closed device for draining the liquid phase of the pulp is fixed in the shell. 5 cp f-ly, 3 ave.

Description

Техническое решение относится к области устройств для разделения твердой и жидкой фаз методом гравитационного осаждения, в частности, для разделения (осветления) суспензий, и может быть использовано для очистки бытовых и промышленных сточных вод, а также в горном деле для размещения отходов производства, создания ограждений и дамб.The technical solution relates to the field of devices for separating solid and liquid phases by gravity deposition, in particular, for the separation (clarification) of suspensions, and can be used for treatment of domestic and industrial wastewater, as well as in mining for the placement of production waste, creating fences and dams.

Известен (SU, авторское свидетельство, 1666145) тонкослойный отстойник, предназначенный для разделения суспензий и содержащий корпус, узлы ввода исходной жидкости и вывода разделенных фаз, наклонный тонкослойный модуль с блоками, пластины которого выполнены из пленочного материала, верхние и нижние концы пластин закреплены стержнями и винтами, взаимодействующими с закрепленными на корпусе аппарата гайками. Для обеспечения удобства обслуживания пластины тонкослойного модуля закреплены на верхних стержнях подпружиненной рамы с тросами, которая расположена над тонкослойным модулем и служит механизмом для регулирования натяжения пластин.Known (SU, copyright certificate, 1666145) is a thin-layer sump designed for separating suspensions and comprising a housing, input units for the initial liquid and output of the separated phases, an inclined thin-layer module with blocks, the plates of which are made of film material, the upper and lower ends of the plates are fixed by rods and screws interacting with nuts fixed to the device body. To ensure ease of maintenance, the plates of the thin-layer module are mounted on the upper rods of the spring-loaded frame with cables, which is located above the thin-layer module and serves as a mechanism for regulating the tension of the plates.

Известен (RU, патент 2104079) отстойник, предназначенный для разделения суспензий и содержащий корпус, устройства для ввода очищаемой воды и вывода очищенной воды и твердой фазы, тонкослойный модуль, включающий наклонные разделительные пластины, размещенные в съемном каркасе, причем корпус выполнен в виде цилиндра с наклонным днищем и снабжен распределителем осадка, каркас тонкослойного модуля выполнен в виде наклонного цилиндра, разделительные пластины тонкослойного модуля выполнены профильными.Known (RU, patent 2104079) is a sump designed for separating suspensions and comprising a housing, devices for introducing purified water and withdrawing purified water and solid phase, a thin-layer module including inclined separation plates placed in a removable frame, the housing being made in the form of a cylinder with inclined bottom and equipped with a sediment distributor, the frame of the thin-layer module is made in the form of an inclined cylinder, the dividing plates of the thin-layer module are made profile.

Недостатком известных конструкций следует признать их высокую металлоемкость, сложность конструкции, требующую налаживания и ремонта, а также отсутствие возможности выведения из отстойника отделенной жидкой фазы, не дожидаясь окончания процесса разделения жидкой и твердой фаз.A disadvantage of the known structures should be recognized as their high metal consumption, design complexity, requiring adjustment and repair, as well as the inability to remove the separated liquid phase from the sump, without waiting for the end of the process of separation of liquid and solid phases.

Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (http://kontara.ru/geotuby.html) конструкцию геотубы.The closest analogue of the developed device can be recognized (http://kontara.ru/geotuby.html) the design of the geotube.

Геотуба представляет собой высокоэффективную фильтрующую тканую систему для удержания загрязненных отходов, твердых осадков, шламов и т.д.The geotube is a highly efficient filtering woven system for retaining contaminated waste, solid sediment, sludge, etc.

Сточные воды или шлам закачиваются в геотубу, где происходят процессы фильтрации: водопроницаемый геотекстиль отделяет твердые фракции и жидкость, позволяя последней выходить наружу. После заполнения твердыми фракциями геотуба разрезается, а ее обезвоженное содержимое транспортируется на место дальнейшей переработки или утилизации. Геотубы имеют диаметр 1-4 м и длину 3-200 м. Их монтируют на берегу или непосредственно в воде на глубине до 3 м, а затем укладывают на защищаемую поверхность. Заполнение объема геотуб водно-грунтовой смесью производят путем гидравлического нагнетания смеси через впускные рукава, расположенные на определенном расстоянии друг от друга по всей длине тубы. Для полного заполнения геотубы осадком производят неоднократную подачу шлама по мере фильтрации из нее жидкости.Wastewater or sludge is pumped into a geotube where filtering processes take place: a permeable geotextile separates solid fractions and liquid, allowing the latter to go outside. After filling with solid fractions, the geotube is cut, and its dehydrated contents are transported to the place of further processing or disposal. Geotubes have a diameter of 1-4 m and a length of 3-200 m. They are mounted on the shore or directly in the water at a depth of 3 m, and then laid on a protected surface. Filling the volume of geotubes with a water-soil mixture is carried out by hydraulic pumping of the mixture through inlet hoses located at a certain distance from each other along the entire length of the tube. To completely fill the geotube with sediment, the sludge is repeatedly supplied as the liquid is filtered from it.

Геотубы применяют при строительстве ядер дамб, пирсов, плотин и мелиорационных зон, защите берегов от эрозии, очистке водоемов, обезвоживании отходов бурения, складировании шлама в строительстве грунтовых конструкций, обезвоживании сырья, а также в очистных сооружениях и при шламовых амбарах.Geotubes are used in the construction of cores of dams, piers, dams and reclamation zones, protecting coasts from erosion, cleaning reservoirs, dewatering drilling waste, storing sludge in the construction of soil structures, dewatering raw materials, as well as in sewage treatment plants and in slurry barns.

Недостаток геотубы в том, что при ее повторном заполнении фильтрация из нее жидкости происходит медленно. По этой причине для достижения заданной производительности в работе должно находиться их большое количество.The disadvantage of the geotube is that when it is re-filled, the filtration of fluid from it is slow. For this reason, to achieve a given performance in their work should be a large number of them.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного решения, состоит в повышении производительности геотубы, а также за счет улучшения экологической обстановке в зоне использования геотубы за счет уменьшения разливов отфильтрованной геотубой воды.The technical result obtained by the implementation of the developed solution is to increase the productivity of the geotube, as well as by improving the environmental situation in the area of use of the geotube by reducing spills of filtered geotube.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать геотубу разработанной конструкции. Геотуба разработанной конструкции содержит оболочку из фильтрующего материала и патрубки подачи пульпы и средство удаления осадка, при этом в оболочке закреплено, по меньшей мере, одно нормально закрытое устройство слива жидкой фазы пульпы.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a geotube of a developed design. The geotube of the developed design contains a shell of filtering material and pulp supply nozzles and a sediment removal means, and at least one normally closed pulp liquid phase discharge device is fixed in the shell.

Понятие «нормально закрытое устройство слива жидкой фазы» означает наличие постоянно закрытого сливного устройства, которое принудительно открывают только на стадию слива жидкой фазы.The term "normally closed device for draining the liquid phase" means the presence of a constantly closed drain device, which is forced to open only at the stage of draining the liquid phase.

Наличие патрубков подачи пульпы (двухфазной системы) и, по меньшей мере, одного нормально закрытого устройства слива жидкой фазы пульпы, обеспечивает слив отделенной от пульпы жидкой фазы и подачу в освободившийся объем геотубы новой порции пульпы. При этом нет необходимости ждать, пока вся загруженная в геотубу пульпа расслоится на твердую и жидкую фазы с выделением жидкой фазы через оболочку геотубы.The presence of pulp supply pipes (two-phase system) and at least one normally closed device for draining the liquid phase of the pulp ensures the discharge of the liquid phase separated from the pulp and the supply of a new portion of pulp to the released geotube volume. There is no need to wait until all the pulp loaded into the geotube separates into solid and liquid phases with the release of the liquid phase through the shell of the geotube.

В предпочтительном варианте реализации в оболочке закреплено более одного нормально закрытого устройства для слива жидкой фазы пульпы. Указанные устройства, в принципе, могут быть произвольно размещены по поверхности оболочки. Но предпочтительно, особенно для протяженных геотуб значительной длины, размещать подобные устройства рядами, проходящими параллельно продольной оси геотубы, что позволит автоматизировать процесс слива жидкой фазы путем использования дистанционно управляемых клапанов (возможно использование электромагнитных клапанов). Однако возможно размещение рядами перпендикулярно продольной оси геотубы. Этот вариант размещения предпочтителен при использовании геотуб небольшой длины. Он обеспечивает слив жидкой фазы по мере ее отстаивания от твердой фазы. Также возможно использование обоих вариантов одновременно.In a preferred embodiment, more than one normally closed device for draining the liquid phase of the pulp is fixed in the shell. These devices, in principle, can be arbitrarily placed on the surface of the shell. But it is preferable, especially for long geotubes of considerable length, to place such devices in rows running parallel to the longitudinal axis of the geotube, which will automate the process of draining the liquid phase by using remotely controlled valves (the use of electromagnetic valves is possible). However, it is possible to place rows perpendicular to the longitudinal axis of the geotube. This placement option is preferred when using short length geotubes. It provides drainage of the liquid phase as it settles from the solid phase. It is also possible to use both options at the same time.

Нормально закрытое устройство может содержать управляемый клапан или вентиль. Желательно использовать дистанционно управляемые нормально закрытые устройства.A normally closed device may comprise a controllable valve or valve. It is advisable to use remotely controlled normally closed devices.

Поскольку добиться полного отделения твердой фазы от жидкой фазы очень сложно или процесс будет проходить в технологически неприемлемые сроки, некоторая часть твердой фазы все же может проходить через устройство слива. Для, по меньшей мере, уменьшения вероятности этой возможности желательно помещать внутри геотубы на внутреннюю поверхность оболочки на вход устройства слива фильтрующий материал. Указанный фильтрующий материал должен обладать большей пропускной способностью, чем фильтрующий материал, образующий оболочку геотубы. Это обеспечит достаточную скорость слива жидкой фазы с существенным отделением остаточных частиц твердой фазы.Since it is very difficult to achieve complete separation of the solid phase from the liquid phase or the process will take place in technologically unacceptable periods, some part of the solid phase can still pass through the drain device. To at least reduce the likelihood of this possibility, it is desirable to place filter material inside the geotube on the inner surface of the shell at the inlet of the drain device. The specified filter material should have a greater throughput than the filter material forming the shell of the geotube. This will provide a sufficient rate of discharge of the liquid phase with a significant separation of residual particles of the solid phase.

Момент открывания нормально закрытого устройства слива жидкой фазы может быть определен, исходя из опыта работы, когда известна скорость разделения двухфазной системы. Кроме того, возможен вариант реализации геотубы разработанной конструкции, когда нормально закрытое сливное устройство открывают произвольно и в случае недостаточности разделения фаз сразу же закрывают. Однако предпочтительно использовать все же определение точного времени открывания нормально закрытого устройства. Установка датчиков внутри геотубы, характеризующих степень расслоения двухфазной системы принципиально возможна, но это значительно усложнить конструкции геотубы и увеличит ее стоимость. Использование водомерных стекол, обеспечивающих контроль состояния системы внутри геотубы, также значительно усложнит конструкцию устройства и понизит ее надежность из-за возможных протечек на границе водомерное стекло - геоткань. Наиболее предпочтительным средством контроля за состоянием двухфазной системы можно признать водомерную трубку, которую возможно герметично закрепить на оболочке и которая при достаточно большом диаметре позволить получить визуальную объективную информацию о состоянии двухфазной системы в геотубе.The moment of opening of a normally closed device for draining the liquid phase can be determined based on work experience when the separation rate of a two-phase system is known. In addition, it is possible to implement a geotube of a developed design, when a normally closed drain device is opened arbitrarily and, in case of insufficient phase separation, it is immediately closed. However, it is preferable to use nevertheless the determination of the exact opening time of the normally closed device. Installation of sensors inside the geotube, characterizing the degree of separation of the two-phase system, is fundamentally possible, but this will significantly complicate the construction of the geotube and increase its cost. The use of water-measuring glasses, which provide control of the state of the system inside the geotube, will also significantly complicate the design of the device and reduce its reliability due to possible leaks at the boundary of the water-measuring glass - geo-fabric. The most preferred means of monitoring the state of a two-phase system is a water meter tube, which can be hermetically mounted on the shell and which, with a sufficiently large diameter, allows visual objective information about the state of the two-phase system in the geotube to be obtained.

Оболочка геотубы может быть выполнена с возможностью ее частичного раскрытия, что обеспечит удаление осевшей твердой фазы без распарывания (и порчи) оболочки геотубы.The geotube shell can be made with the possibility of its partial opening, which will ensure the removal of settled solid phase without breaking (and spoiling) the geotube shell.

Геотуба разработанной конструкции может быть использована следующим образом.Geotube developed design can be used as follows.

1. Суспензию осадка коммунальных сточных вод закачивают через патрубки в геотубу, уложенную на землю на полигоне переработки осадка сточных вод. Постепенно происходят одновременно два процесса: осаждение твердой фазы суспензии на дно геотубы (расслоение суспензии) и выделение жидкой фазы (воды) через оболочку геотубы. Через некоторое время в верхней части объема геотубы образуется слой практически чистой воды. Через нормально закрытое устройство слива жидкой фазы проводят удаление осветленной воды из объема геотубы. В освободившийся объем геотубы закачивают дополнительный объем суспензии осадка сточных вод. Процесс продолжают до тех пор, пока технологически допустимо добавлять суспензию осадка сточных вод в геотубу. Затем доводят состояние суспензии в геотубе до уровня содержания влаги, допустимого по технологическому процессу. Затем осадок удаляют.1. A suspension of sewage sludge is pumped through pipes into a geotube laid on the ground at the sewage sludge treatment landfill. Two processes gradually occur simultaneously: the precipitation of the solid phase of the suspension on the bottom of the geotube (separation of the suspension) and the release of the liquid phase (water) through the shell of the geotube. After some time, a layer of almost pure water forms in the upper part of the volume of the geotube. Through a normally closed device for draining the liquid phase, clarified water is removed from the volume of the geotube. An additional volume of sewage sludge suspension is pumped into the vacated volume of the geotube. The process is continued until it is technologically feasible to add a suspension of sewage sludge to the geotube. Then, the condition of the suspension in the geotube is brought to the level of moisture content admissible by the technological process. Then the precipitate is removed.

2. Геотубу используют для размещения шламов обогатительных фабрик калийных рудников на земной поверхности. Для этого шламовую пульпу закачивают в геотубу через патрубки. После первой закачки происходит осаждение твердых частиц шлама и фильтрация рассола через поверхность геотубы. Через некоторое время в верхней части геотубы образуется слой осветленного рассола. Эксперименты показали, что осветление рассола происходит через 24-36 часов после подачи шламовой пульпы. После удаления рассола через клапаны, производят следующую подачу шламовой пульпы. Циклы подачи шламовой пульпы и удаления рассола повторяют. Осадок твердых частиц шлама не удаляют. Геотубу, наполненную твердыми частицами шлама, используют для создания дамб и ограждений на поверхности шламохранилищ и солеотвалов.2. A geotube is used to place sludge from potash mines on the earth's surface. For this, the slurry pulp is pumped into the geotube through nozzles. After the first injection, sedimentation of solid particles of sludge and filtration of the brine through the surface of the geotube takes place. After some time, a layer of clarified brine forms in the upper part of the geotube. The experiments showed that brine clarification occurs 24-36 hours after the supply of slurry pulp. After removing the brine through the valves, produce the next feed slurry pulp. The slurry pulp supply and brine removal cycles are repeated. Sludge solid particles are not removed. A geotube filled with solid particles of sludge is used to create dams and fences on the surface of sludges and salt dumps.

3. Геотубу используют для размещения шламов обогатительных фабрик калийных рудников в подземных горных выработках. В этом случае принцип наполнения геотуб аналогичен п.1 и 2, а размещение и заполнение геотубы выполняют в отработанных очистных камерах. Твердые частицы шлама оставляют в геотубе, а осветленный рассол собирают в рассолосборниках.3. The geotube is used to place sludge from potash mines in underground mines. In this case, the principle of filling the geotube is similar to paragraphs 1 and 2, and the placement and filling of the geotube is performed in waste treatment chambers. Solid sludge particles are left in the geotube, and clarified brine is collected in pickling tanks.

Использование геотубы разработанной конструкции позволяет повысить производительность разделения, по меньшей мере, на 27% при одновременном улучшении экологической обстановки в районе использования геотубы за счет сбора в приемник отделенной жидкой фазы.The use of a geotube of a developed design makes it possible to increase the separation performance by at least 27% while improving the environmental situation in the area where the geotube is used by collecting the separated liquid phase in the receiver.

Claims

1. A geotube containing a shell of filtering material and nozzles for supplying pulp, characterized in that at least one normally closed device for draining the liquid phase of the pulp is fixed to the shell.

2. Geotube according to claim 1, characterized in that more than one normally closed device for draining the liquid phase of the pulp is fixed in the shell.

3. The geotube according to claim 1, characterized in that the normally closed device comprises a controllable valve.

4. The geotube according to claim 1, characterized in that the normally closed device comprises a valve.

5. The geotube according to claim 1, characterized in that filter material is fixed inside the geotube to the inner surface of the shell at the inlet of the drain device.

6. Geotube according to claim 1, characterized in that it further comprises a device that provides the ability to control the level of settled liquid phase in the geotube.