RU147134U1

RU147134U1 - DEVICE FOR COAGULATION WASTE LIQUID TREATMENT

Info

Publication number: RU147134U1
Application number: RU2014128259/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Шевченко
Original assignee: Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "ЭкоТОН"
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2014-10-27

Abstract

1. Устройство для коагуляционной обработки сточных вод, содержащее трубопровод подачи сточной жидкости, обводной трубопровод для ввода коагулянта и установленную в трубопроводе подачи сточной жидкости диафрагму, имеющую входное проходное отверстие и выходное проходное отверстие, которые соединены между собой каналом с образованием по меньшей мере двух направляющих лопаток и одной задерживающей лопатки, отличающееся тем, что задерживающая лопатка имеет направляющую часть, расположенную под углом к потоку, и задерживающую часть, расположенную перпендикулярно к потоку, при этом задерживающая часть расположена в области центральной части потока.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зона ввода коагулянта расположена непосредственно за задерживающей лопаткой.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма содержит отверстие для приема обводного трубопровода.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что обводной трубопровод двумя концами соединен с трубопроводом подачи сточной жидкости, при этом один из концов установлен перед диафрагмой, а второй установлен в отверстии в диафрагме.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входное проходное отверстие диафрагмы сужается в направлении движения потока сточной жидкости.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал диафрагмы имеет V-образную форму.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обводной трубопровод имеет штуцер для ввода коагулянта.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагма выполнена из полимерного материала.1. A device for coagulation treatment of wastewater containing a sewage supply pipe, a bypass pipe for introducing a coagulant and a diaphragm installed in a sewage supply pipe having an inlet passage and an outlet passage, which are interconnected by a channel with the formation of at least two guides blades and one retentive blade, characterized in that the retentive blade has a guide part located at an angle to the flow, and the retentive part is located dix perpendicular to the flow, thus hindering part is located in the central part potoka.2. The device according to claim 1, characterized in that the input zone of the coagulant is located directly behind the retaining blade. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm comprises an opening for receiving a bypass pipe. The device according to claim 3, characterized in that the bypass pipe is connected by two ends to the sewage supply pipe, with one of the ends installed in front of the diaphragm, and the second installed in the hole in the diaphragm. The device according to claim 1, characterized in that the inlet orifice of the diaphragm narrows in the direction of flow of the waste fluid. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm channel has a V-shape. The device according to claim 1, characterized in that the bypass pipe has a fitting for introducing a coagulant. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made of a polymeric material.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для очистки сточных жидкостей, в частности к оборудованию для коагуляционной обработки сточной жидкости перед подачей во флотатор, и может быть использована на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, в пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности, на малых очистных сооружениях канализации, на очистных сооружениях коммунальных предприятий.The utility model relates to equipment for wastewater treatment, in particular to equipment for coagulation treatment of wastewater before being fed to the flotator, and can be used in pulp and paper industry, food and oil refining industries, small sewage treatment plants, and sewage treatment plants utilities.

В настоящее время остро стоит вопрос охраны окружающей среды, в частности водных объектов. Это обусловлено постоянным сокращением водных ресурсов, а также увеличением объема производственных сточных жидкостей. Для очистки сточных жидкостей используются химические, физико-химические, биологические и биохимические методы, но их применение требует предварительной подготовки. Для предварительной подготовки сточных жидкостей используют методы механической очистки, включающие процеживание, отстаивание, разделение суспензии в поле центробежных сил и фильтрование.Currently, the issue of environmental protection, in particular water bodies, is acute. This is due to the constant reduction of water resources, as well as an increase in the volume of production wastewater. Chemical, physicochemical, biological and biochemical methods are used to treat wastewater, but their application requires preliminary preparation. For preliminary preparation of wastewater, mechanical cleaning methods are used, including filtering, settling, separation of the suspension in the field of centrifugal forces and filtering.

Из физико-химических методов широкое распространение имеет флотационный способ очистки, в частности способ напорной флотации, в сочетании с реагентной обработкой. Чаще всего для повышения эффективности флотации в качестве реагентов применяют коагулянты и флокулянты, посредством которых удаляют загрязнения в виде весьма стойких взвесей. Ввиду вышеуказанного актуальной является разработка средств, направленных на осуществление наиболее полной коагуляции взвесей.Of the physicochemical methods, the flotation treatment method is widespread, in particular the pressure flotation method, in combination with reagent treatment. Most often, to increase the flotation efficiency, coagulants and flocculants are used as reagents, by which they remove contaminants in the form of very persistent suspensions. In view of the above, it is urgent to develop tools aimed at implementing the most complete coagulation of suspensions.

Из уровня техники известно устройство для коагуляционной обработки сточных вод, включенное в установку по очистке сточных вод, описанное в патенте РФ №113263, (опубл. 10.02.2012 г.). Указанное устройство содержит трубопровод подачи сточной жидкости, обводной трубопровод для подачи коагулянта, смеситель для смешения сточной жидкости с коагулянтом и змеевик, в котором осуществляются процессы коагуляции примесей.The prior art device for coagulation wastewater treatment included in the wastewater treatment plant described in the patent of the Russian Federation No. 113263, (publ. 02/10/2012). The specified device contains a sewage supply pipe, a bypass pipe for supplying a coagulant, a mixer for mixing the waste fluid with a coagulant and a coil in which the processes of coagulation of impurities.

К недостаткам описанного решения следует отнести относительно низкую эффективность смешивания коагулянта с потоком сточной жидкости, вследствие чего в потоке сточной жидкости появляются области, в которых коагулянт отсутствует, что в результате приводит к снижению эффективности коагулирования жидкости. Подобные эффекты в целом снижают эффективность работы установки и эффективность применения коагулянта.The disadvantages of the described solution include the relatively low efficiency of mixing the coagulant with the wastewater stream, as a result of which there are areas in the wastewater stream in which the coagulant is absent, which results in a decrease in the efficiency of the coagulation of the liquid. Such effects generally reduce the efficiency of the installation and the effectiveness of the use of the coagulant.

Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для коагуляционной обработки сточных вод, описанное в патенте РФ №139653 (опубл. 20.04.2014). Устройство содержит трубопровод подачи сточной жидкости и обводной трубопровод для подачи коагулянта, при этом внутри трубопровода подачи сточной жидкости между местами соединения обводного трубопровода с трубопроводом подачи сточной жидкости установлена диафрагма. Указанная диафрагма представляет собой пластину круглой формы, диаметр которой больше наружного диаметра трубопровода подачи сточной жидкости, с выполненным в ее центральной части отверстием, нижний край которого снабжен двумя отогнутыми вниз направляющими лопатками, а верхний край - отогнутой вверх задерживающей лопаткой. При этом задерживающая лопатка выполнена в виде части пластины направленной под углом к направлению потоку сточной жидкости и имеет в целом треугольную форму.The closest analogue, selected as a prototype, is a device for coagulation wastewater treatment described in the patent of the Russian Federation No. 139653 (publ. 04/20/2014). The device comprises a sewage fluid supply pipe and a bypass pipe for supplying a coagulant, wherein a diaphragm is installed inside the sewage fluid supply pipe between the junction of the bypass pipe and the sewage fluid supply pipe. The specified diaphragm is a circular plate, the diameter of which is larger than the outer diameter of the sewage supply pipe, with an opening made in its central part, the lower edge of which is provided with two guide vanes bent downward and the upper edge with an upwardly curved retaining blade. In this case, the retaining blade is made in the form of a part of the plate directed at an angle to the direction of flow of the waste fluid and has a generally triangular shape.

Недостатком прототипа является относительно низкая эффективность смешивания коагулянта с потоком сточной жидкости, вследствие чего в потоке сточной жидкости появляются области, в которых коагулянт отсутствует, что в результате приводит к снижению эффективности коагулирования жидкости. Также форма задерживающей лопатки обеспечивает относительно низкое изменение скорости потока сточной жидкости, что обуславливает снижение эффективности коагулирования жидкости.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of mixing the coagulant with the flow of wastewater, as a result of which areas in which the coagulant is absent appear in the flow of wastewater, which results in a decrease in the efficiency of coagulation of the liquid. Also, the shape of the retaining blade provides a relatively low change in the flow rate of the waste fluid, which leads to a decrease in the efficiency of coagulation of the fluid.

В основу полезной модели поставлена задача разработать устройство для коагуляционной обработки сточной жидкости, в конструкции которого будет предусмотрена установка диафрагмы, обеспечивающей возможность повышения эффективности смешивания коагулянта с потоком сточной жидкости, за счет чего будет повышена эффективность коагулирования потока сточной жидкости в устройстве в целом.The utility model is based on the task of developing a device for the coagulation treatment of waste fluid, the design of which will include the installation of a diaphragm, which will increase the efficiency of mixing the coagulant with the flow of waste fluid, thereby increasing the efficiency of coagulation of the flow of waste fluid in the device as a whole.

Поставленная задача решается тем, что разработано устройство для коагуляционной обработки сточных вод, содержащее трубопровод подачи сточной жидкости, обводной трубопровод для ввода коагулянта и установленную в трубопроводе подачи сточной жидкости диафрагму, имеющую входное проходное отверстие и выходное проходное отверстие, которые соединены между собой каналом с образованием по меньшей мере двух направляющих лопаток и одной задерживающей лопатки, при этом задерживающая лопатка имеет направляющую часть, расположенную под углом к потоку, и задерживающую часть, расположенную перпендикулярно к потоку, при этом задерживающая часть расположена в области центральной части потока. Расположение задерживающей части лопатки перпендикулярно направлению потока сточной жидкости обеспечивает эффект торможения жидкости в точке соприкосновения с последующим ускорением потока при огибании задерживающей лопатки. После чего наблюдается эффект срыва потока в области задерживающей лопатки и эффект вихреобразования. За счет образования вихря в потоке достигается интенсивное перемешивание потока коагулянта с потоком сточной жидкости. Таким образом, техническим результатом, который достигается заявляемой полезной моделью за счет вышеперечисленных конструктивных особенностей, является повышение эффективности коагулирования сточной жидкости.The problem is solved in that a device for coagulation treatment of wastewater is developed, comprising a sewage supply pipe, a bypass pipe for introducing a coagulant and a diaphragm installed in the sewage supply pipe having an inlet passage and an outlet passage, which are interconnected by a channel to form at least two guide vanes and one retaining blade, while the retaining blade has a guide portion located at an angle to Otoko, and a retention portion disposed perpendicularly to the flow, thus hindering part is located in the central part of the stream. The location of the retaining part of the blade perpendicular to the direction of flow of the waste fluid provides the effect of braking the fluid at the point of contact, followed by acceleration of the flow when the retaining blade is circled. After that, the effect of stalling the flow in the region of the retaining blade and the effect of vortex formation are observed. Due to the formation of a vortex in the stream, intensive mixing of the coagulant stream with the flow of waste fluid is achieved. Thus, the technical result that is achieved by the claimed utility model due to the above design features is to increase the efficiency of coagulation of waste fluid.

В предпочтительном варианте исполнения зона ввода коагулянта расположена непосредственно за задерживающей лопаткой, что обеспечивает подачу коагулянта в зону интенсивного вихреобразования и таким образом эффективное смешивание коагулянта с потоком сточной жидкости.In a preferred embodiment, the coagulant injection zone is located directly behind the retaining blade, which ensures the supply of the coagulant to the zone of intense vortex formation and thus effectively mixing the coagulant with the flow of waste fluid.

Направляющие лопатки выполнены таким образом, что при проходе потока сточной жидкости через них поток увеличивает скорость движения, при этом, проходя через зону ввода коагулянта, перемешивается с последним и перемещается далее по трубопроводу. При этом направляющие лопатки расположены под углом к направлению потока сточной жидкости. В частном случае лопатки выполнены вогнутыми, то есть имеют кривизну. При таком исполнении лопаток достигается плавный переход потока от одной скорости к другой без образования вихрей в потоке ранее, чем коагулянт вводится в поток.The guide vanes are made in such a way that when the wastewater stream passes through them, the flow increases the speed of movement, while passing through the coagulant input zone, it is mixed with the latter and moves further along the pipeline. In this case, the guide vanes are located at an angle to the direction of flow of the waste fluid. In the particular case, the blades are made concave, that is, they have a curvature. With this design of the blades, a smooth transition of the flow from one speed to another is achieved without the formation of vortices in the flow earlier than the coagulant is introduced into the stream.

В предпочтительном варианте исполнения диафрагма содержит отверстие для приема обводного трубопровода. Исполнение диафрагмы с отверстием для приема обводного трубопровода обеспечивает возможность максимально близкого расположения зоны ввода коагулянта с задерживающей лопаткой в зоне максимального вихреобразования. Причем обводной трубопровод двумя концами соединен с трубопроводом подачи сточной жидкости, при этом один из концов установлен перед диафрагмой, а второй установлен в отверстии в диафрагме. В часть обводного трубопровода, которая соединена с трубопроводом подачи сточной жидкости перед диафрагмой, отбирается часть потока сточной жидкости. Обводной трубопровод оснащен устройством для ввода коагулянта, который при подаче частично перемешивается с частью потока, ранее отобранным из трубопровода подачи сточной жидкости. В результате описанного выше соединения обводного трубопровода с трубопроводом подачи сточной жидкости обеспечена возможность предварительного смешивания потока сточной жидкости и коагулянта. Подобное решение позволяет снизить время взаимодействия химически активного/агрессивного коагулянта и трубопровода, что в результате позволяет использовать в конструкции устройства любой материал, который не рассчитан на взаимодействие с химически активными/агрессивными коагулянтами.In a preferred embodiment, the diaphragm comprises an opening for receiving a bypass pipe. The design of the diaphragm with a hole for receiving a bypass pipe provides the possibility of the closest possible location of the input zone of the coagulant with a retaining blade in the zone of maximum vortex formation. Moreover, the bypass pipe at both ends is connected to the sewage supply pipe, while one of the ends is installed in front of the diaphragm, and the second is installed in the hole in the diaphragm. A portion of the wastewater stream is taken to a part of the bypass pipe that is connected to the sewage liquid supply line in front of the diaphragm. The bypass pipe is equipped with a coagulant inlet device, which, when supplied, is partially mixed with a part of the stream previously selected from the waste liquid supply pipe. As a result of the above-described connection of the bypass pipe with the sewage supply line, it is possible to pre-mix the flow of waste liquid and coagulant. Such a solution allows to reduce the time of interaction of a chemically active / aggressive coagulant and the pipeline, which as a result allows you to use any material in the design of the device that is not designed to interact with chemically active / aggressive coagulants.

При таком исполнении реализуется двухступенчатое смешивание коагулянта и сточной жидкости: сначала с меньшим количеством сточной жидкости, затем с остальной частью потока, что позволяет отказаться от необходимости применения станции разбавления.With this design, two-stage mixing of coagulant and wastewater is realized: first with a smaller amount of wastewater, then with the rest of the stream, which eliminates the need for a dilution station.

Следует пояснить, что в качестве входного проходного отверстия принято не отверстие как таковое, а сечение диафрагмы, диаметр которого меньше внутреннего диаметра трубопровода подачи сточной жидкости. Причем входное проходное отверстие диафрагмы сужается в направлении движения потока сточной жидкости. По сути, сужение представляет уменьшение проходного диаметра каждого последующего сечения диафрагмы до канала, который связан с выходным проходным отверстием. Конструктивно, как уже было описано выше, сужение входного проходного отверстия достигается вогнутой формой направляющих и задерживающей лопатки. Подобная конструкция диафрагмы позволяет обеспечить плавное изменение давления и скорости потока сточной жидкости при переходе в зону интенсивного вихреобразования.It should be clarified that as the inlet passage, it is not the hole as such that is accepted, but the cross section of the diaphragm, the diameter of which is smaller than the inner diameter of the sewage supply pipe. Moreover, the inlet orifice of the diaphragm narrows in the direction of flow of the waste fluid. Essentially, the constriction represents a decrease in the bore diameter of each subsequent diaphragm section to a channel that is associated with the outlet bore. Structurally, as already described above, the narrowing of the inlet passageway is achieved by the concave shape of the guides and the retaining blade. Such a design of the diaphragm allows for a smooth change in pressure and flow rate of the waste fluid during the transition to the zone of intense vortex formation.

Предпочтительно канал диафрагмы имеет У-образную форму. Такое решение вызвано необходимостью обеспечения прочности задерживающей лопатки.Preferably, the diaphragm channel is U-shaped. This decision is caused by the need to ensure the strength of the retaining blade.

Обводной трубопровод имеет штуцер для ввода коагулянта. Таким образом, агрессивный коагулянт контактирует с обводным трубопроводом, в котором предварительно разбавляется, что позволяет отказаться от использования коррозионно-стойких материалов для трубопровода подачи сточной жидкости.The bypass pipe has a fitting for introducing a coagulant. Thus, the aggressive coagulant is in contact with the bypass pipe, in which it is pre-diluted, which eliminates the use of corrosion-resistant materials for the sewage supply pipe.

В предпочтительном варианте исполнения полезной модели диафрагма выполнена из полимерного материала, устойчивого практически ко всем видам химически активных/агрессивных коагулянтов. При этом использование полимерных материалов при изготовлении диафрагмы обеспечивает значительное упрощение технологического процесса изготовления диафрагмы.In a preferred embodiment of the utility model, the diaphragm is made of a polymer material that is resistant to almost all types of chemically active / aggressive coagulants. Moreover, the use of polymeric materials in the manufacture of the diaphragm provides a significant simplification of the technological process of manufacturing the diaphragm.

Заявляемая полезная модель поясняется при помощи графических материалов, описанных ниже.The inventive utility model is illustrated using the graphic materials described below.

Фиг. 1 - фронтальный вид диафрагмы.FIG. 1 - front view of the diaphragm.

Фиг. 2 - разрез А-А диафрагмы.FIG. 2 - section aa of the diaphragm.

Фиг. 3 - схема движения сточной жидкости в устройстве.FIG. 3 is a diagram of the movement of waste fluid in the device.

На фиг. 1 представлен фронтальный вид диафрагмы, установленной в трубопроводе подачи сточной жидкости. Диафрагма 1 содержит канал 2 с образованием направляющих лопаток 3 и задерживающей лопатки 4. При этом задерживающая лопатка 4 имеет направляющую часть 5 и задерживающую часть 6.In FIG. 1 is a front view of a diaphragm installed in a sewage supply line. The diaphragm 1 contains a channel 2 with the formation of the guide vanes 3 and the stopping blade 4. In this case, the stopping blade 4 has a guide part 5 and a stopping part 6.

На фиг. 2 представлен разрез А-А диафрагмы, обозначенный на фиг. 1. Позициями на фигуре обозначены направляющая лопатка 3, задерживающая лопатка 4, которая имеет направляющую часть 5 и задерживающую часть 6. Также на фиг.2 представлены входное проходное отверстие 7, выходное проходное отверстие 8, а также отверстие 9 для приема обводного трубопровода.In FIG. 2 shows a section AA of the diaphragm indicated in FIG. 1. The positions in the figure indicate a guide vane 3, a retention vane 4, which has a guide part 5 and a retention part 6. Also shown in FIG. 2 are an inlet passage 7, an outlet passage 8, and also an opening 9 for receiving a bypass pipe.

На фиг. 3 представлена схема движения сточной жидкости в устройстве. При прохождении сточной жидкости через диафрагму 1 за ней образуются два интенсивных вихревых потока 10 и 11. Также на фигуре представлены трубопровод 12 подачи сточной жидкости и обводной трубопровод 13.In FIG. 3 presents a diagram of the movement of waste fluid in the device. When the waste fluid passes through the diaphragm 1, two intense vortex flows 10 and 11 are formed behind it. Also shown in the figure are the sewage fluid supply pipe 12 and the bypass pipe 13.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the claimed device is as follows.

Часть основного потока сточной жидкости, проходящей по трубопроводу 12 подачи сточной жидкости, отбирают в обводной трубопровод 13 за счет создающейся разности давлений между участками трубопровода подачи сточной жидкости до и после диафрагмы 1. В обводной трубопровод вводят концентрированный раствор коагулянта, при этом при прохождении коагулянта и отобранной части потока сточной жидкости через обводной трубопровод 13 осуществляется их перемешивание. При необходимости через штуцер, установленный на обводном трубопроводе, вводят дополнительные реагенты. Расположение задерживающей части 6 диафрагмы 1 перпендикулярно направлению потока сточной жидкости обеспечивает эффект торможения жидкости в точке соприкосновения с последующим ускорением потока при огибании задерживающей лопатки 4. После чего наблюдается эффект срыва потока в области задерживающей лопатки 4 и эффект вихреобразования. Отобранную часть потока с коагулянтом возвращают в трубопровод 12 подачи сточной жидкости непосредственно за диафрагмой 1 по ходу потока сточной жидкости в зону интенсивного вихреобразования, где происходит окончательное перемешивание данного потока с основным потоком сточной жидкости и дополнительными реагентами, если они были предварительно введены.Part of the main flow of waste fluid passing through the sewage supply line 12 is taken to the bypass 13 due to the pressure difference between the portions of the sewage supply pipe before and after the diaphragm 1. A concentrated coagulant solution is introduced into the bypass, while passing through the coagulant and the selected part of the flow of wastewater through the bypass pipe 13 is their mixing. If necessary, additional reagents are introduced through a fitting installed on the bypass pipeline. The location of the retaining part 6 of the diaphragm 1 perpendicular to the direction of flow of the waste fluid provides an effect of fluid deceleration at the point of contact, followed by acceleration of the flow when the retaining vane 4 is bent around. After that, there is a flow stall effect in the region of the retaining vane 4 and a swirl effect. The selected part of the flow with the coagulant is returned to the sewage supply line 12 immediately after the diaphragm 1 along the flow of the waste fluid into the intensive vortex formation zone, where this flow is finally mixed with the main flow of the waste fluid and additional reagents, if they have been previously introduced.

Таким образом, разработано устройство для коагуляционной обработки сточной жидкости, в конструкции которого предусмотрена установка диафрагмы, обеспечивающей повышение эффективности смешивания коагулянта с потоком сточной жидкости, за счет чего повышается эффективности коагулирования потока сточной жидкости в устройстве в целом.Thus, a device for coagulation treatment of waste fluid has been developed, the design of which provides for the installation of a diaphragm, which improves the efficiency of mixing the coagulant with the flow of waste fluid, thereby increasing the efficiency of coagulation of the flow of waste fluid in the device as a whole.

Claims

1. A device for coagulation treatment of wastewater containing a sewage supply pipe, a bypass pipe for introducing a coagulant and a diaphragm installed in a sewage supply pipe having an inlet passage and an outlet passage, which are interconnected by a channel with the formation of at least two guides blades and one retentive blade, characterized in that the retentive blade has a guide part located at an angle to the flow, and the retentive part is located dix perpendicular to the flow, thus hindering part is located in the central part of the stream.

2. The device according to claim 1, characterized in that the input zone of the coagulant is located directly behind the retaining blade.

3. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm contains a hole for receiving a bypass pipe.

4. The device according to claim 3, characterized in that the bypass pipe is connected at two ends to the sewage supply pipe, with one of the ends installed in front of the diaphragm, and the second installed in the hole in the diaphragm.

5. The device according to claim 1, characterized in that the inlet orifice of the diaphragm narrows in the direction of flow of the waste fluid.

6. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm channel has a V-shape.

7. The device according to claim 1, characterized in that the bypass pipe has a fitting for introducing a coagulant.

8. The device according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made of a polymeric material.