RU2006254C1

RU2006254C1 - Slime dewatering device

Info

Publication number: RU2006254C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Макарович Тесля
Original assignee: Юрий Макарович Тесля
Priority date: 1992-01-09
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has a cylindrical case with a cover and a bottom, a perforated filtering member coaxially mounted in the case and fastened by its ends to the cover and the bottom which diameter is 0.1-0.6 of the case diameter, and a vibrator. EFFECT: improved structure. 3 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике фильтрования, а именно к обезвоживанию шламов, содержащих примеси как механических частиц, так и включения в гелеобразной форме. The invention relates to a filtering technique, namely to dewatering sludges containing impurities of both mechanical particles and inclusions in gel form.

Известно устройство для обезвоживания, содержащее корпус с коническим днищем, к которому присоединен патрубок отвода шлама, вертикальный фильтрующий трубчатый элемент с открытым верхним концом [1] . A device for dewatering is known, comprising a body with a conical bottom to which a sludge discharge pipe is connected, a vertical filtering tubular element with an open upper end [1].

Недостатком известного устройства является то, что получаемый обезвоженный шлам имеет повышенную влажность в связи с тем, что уплотнение его происходит за счет естественного процесса осаждения. Повышенная влажность шлама требует дополнительных затрат при последующей его обработке, связанной с удалением влаги. Кроме того, наблюдается достаточно быстрая кальматация отверстий фильтрующего элемента, что значительно затрудняет отвод жидкости из шлама. Все это приводит к образованию осадка повышенной влажности. A disadvantage of the known device is that the resulting dehydrated sludge has high humidity due to the fact that its compaction occurs due to the natural deposition process. The increased moisture content of the sludge requires additional costs during its subsequent processing associated with the removal of moisture. In addition, there is a fairly rapid calcination of the holes of the filter element, which greatly complicates the removal of fluid from the sludge. All this leads to the formation of a precipitate of high humidity.

Наиболее близким по технической сущности является вибрационный фильтр, включающий корпус с патрубками ввода суспензии и вывода получаемого осадка и фильтрата, а также фильтрующий элемент и вибратор, установленный в верхней части фильтра ( а. с. СССР N 1197691, кл. В 01 D 29/28, 15.12.85). The closest in technical essence is a vibration filter, which includes a housing with nozzles for introducing the suspension and output of the resulting sediment and filtrate, as well as a filter element and a vibrator installed in the upper part of the filter (a.s. USSR N 1197691, class B 01 D 29 / 28, 12/15/85).

Недостатки данного технического решения следующие. The disadvantages of this technical solution are as follows.

Размещение фильтрующего элемента в верхней части устройства требует дополнительных коммуникаций и приспособлений для устойчивой установки и крепления его в корпусе устройства, что в целом усложняет конструкцию устройства. Placing the filter element in the upper part of the device requires additional communications and devices for stable installation and fastening it in the device case, which generally complicates the design of the device.

Кроме того, предлагаемая соразмерность таких элементов, как фильтрующий элемент и корпус устройства, приводит к значительно низкому значению полезной емкости фильтра. В устройстве данной конструкции происходит кратковременный процесс разделения жидкой и твердой фаз. Такой процесс неприемлем при обезвоживании шламов городских станций очистки, где пpоцесс уплотнения имеет временный характер в связи с образованием водяных линз во всем объеме обрабатываемого шлама. Таким образом, технические возможности устройства ограничены. In addition, the proposed proportionality of elements such as a filter element and the housing of the device, leads to a significantly low value of the useful filter capacity. In the device of this design there is a short-term process of separation of liquid and solid phases. Such a process is unacceptable when dewatering sludge from urban sewage treatment plants, where the compaction process is temporary due to the formation of water lenses in the entire volume of the processed sludge. Thus, the technical capabilities of the device are limited.

Поскольку процесс накопления осадка в устройстве происходит только за счет гравитационных сил, осадок имеет повышенную влажность, что сопровождается дополнительными затратами для удаления из него остаточной влаги. Since the process of sediment accumulation in the device occurs only due to gravitational forces, the precipitate has high humidity, which is accompanied by additional costs to remove residual moisture from it.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить новый технический результат, заключающийся в том, что данное устройство конструктивно проще и удобнее в эксплуатации при обезвоживании шламов, характерных для городских станций очистки; расширяются технологические возможности устройства; полученный осадок имеет достаточно низкую влажность. The proposed technical solution allows you to get a new technical result, which consists in the fact that this device is structurally simpler and more convenient to use when dewatering sludge, typical of urban treatment plants; expand the technological capabilities of the device; the resulting precipitate has a fairly low humidity.

Технические средства, с помощью которых достигается вышеуказанный технический результат, сводятся к следующему в известном устройстве, содержащем корпус с наклонным днищем, трубопроводы для подвода шлама и вывода фильтрата и сгущенного осадка, концентрически расположенный в корпусе вертикальный перфорированный фильтрующий элемент и вибpатоp. Устройство дополнительно снабжено регулятором скорости отвода жидкости, а фильтрующий элемент установлен непосредственно на днище устройства на всю высоту корпуса, причем диаметр фильтрующего элемента оптимизируется для данного вала шламов и равен 0,1-0,06 от диаметра корпуса устройства. The technical means by which the above technical result is achieved are reduced to the following in a known device comprising a housing with an inclined bottom, pipelines for supplying sludge and withdrawing a filtrate and condensed sludge, a vertical perforated filter element and a vibrator concentrically located in the housing. The device is additionally equipped with a fluid drainage speed controller, and the filter element is mounted directly on the bottom of the device to the entire height of the housing, and the diameter of the filter element is optimized for a given sludge shaft and is 0.1-0.06 of the diameter of the device housing.

Для осуществления эффективной регенерации фильтрующего элемента (исключается механическая очистка) в предлагаемом устройстве диаметр и высота отверстий в перфорированном фильтрующем элементе оптимизируются по следующей зависимости: высота отверстий равна 0,3-1,0 величины его диаметра. For the effective regeneration of the filter element (mechanical cleaning is excluded) in the proposed device, the diameter and height of the holes in the perforated filter element are optimized according to the following dependence: the height of the holes is 0.3-1.0 of its diameter.

Кроме того, фильтрующий элемент выполнен из коррозионно-стойкого материала, например, нержавеющей стали, металлокерамики, стеклопластика и др. In addition, the filter element is made of a corrosion-resistant material, for example, stainless steel, cermets, fiberglass, etc.

Регулятор скорости отвода фильтрата позволяет более равномерно распределить потоки отводящей жидкости на границе шлам - фильтрующий элемент по всей высоте фильтрующего элемента. При этом максимально исключаются процессы, связанные с кальматацией отверстий в фильтрующем элементе. Происходит равномерный отток фильтра, который способствует эффективному уплотнению шлама с максимальным отводом воды. The filtrate discharge speed controller allows you to more evenly distribute the flow of exhaust fluid at the boundary of the sludge - filter element over the entire height of the filter element. At the same time, processes associated with the sizing of holes in the filter element are excluded. A uniform outflow of the filter occurs, which contributes to the effective compaction of sludge with maximum water drainage.

Установка фильтрующего элемента непосредственно на днище устройства позволяет стационарно укрепить его без каких-либо сложных конструктивных приспособлений, что в целом упрощает саму конструкцию устройства. Кроме того, размещение фильтрующего элемента на всю высоту корпуса дополнительно увеличивает площадь фильтрации, что способствует лучшему обезвоживанию шлама. Installing the filter element directly on the bottom of the device allows you to permanently fix it without any complex structural devices, which generally simplifies the design of the device. In addition, the placement of the filter element over the entire height of the housing additionally increases the filtration area, which contributes to better dewatering of the sludge.

Оптимизация размеров фильтрующего элемента и корпуса осуществляется в связи с тем, что в процессе обезвоживания шламов, характерных для городских станций очистки, помимо осадка, скапливающегося в нижней части устройства, в толще шлама образуются так называемые водяные линзы. Наличие таких линз является крайне нежелательным явлением и представляет собой лимитирующее звено в процессе уплотнения шлама. The optimization of the size of the filter element and the housing is carried out due to the fact that in the process of dewatering the sludge characteristic of urban treatment plants, in addition to the sediment accumulating in the lower part of the device, so-called water lenses form in the thickness of the sludge. The presence of such lenses is an extremely undesirable phenomenon and represents a limiting element in the process of compacting sludge.

При выборе оптимальных соотношений размеров диаметра фильтрующего элемента и корпуса устройства появляется возможность регулирования расстояния между стенками элемента и корпуса таким образом, что стенки перфорированного фильтрующего элемента попадают в область наибольшего сечения образовавшихся водяных линз. Это способствует максимальному и более эффективному отводу жидкости из шлама, обеспечивает оптимальный полезный объем устройства. When choosing the optimal ratio of the size of the diameter of the filter element and the housing of the device, it becomes possible to control the distance between the walls of the element and the housing so that the walls of the perforated filter element fall into the region of the largest cross section of the formed water lenses. This contributes to the maximum and more efficient drainage of liquid from the sludge, provides an optimal net volume of the device.

Соотношение размеров диаметра отверстия и его высоты дает возможность оптимизировать формы канала внутри отверстия. При предлагаемом соотношении размеров этих величин в канале отверстия не наблюдается скопления и задержки включений. Процесс регенерации фильтрующего элемента сводится лишь к удалению скопившихся частиц только на поверхности элемента. Таким образом, при регенерации полностью восстанавливается первоначальная пропускная способность фильтрующего элемента. The ratio of the diameter of the hole to its height makes it possible to optimize the shape of the channel inside the hole. With the proposed ratio of the sizes of these values in the channel of the hole there is no accumulation and delay of inclusions. The regeneration process of the filter element is reduced only to the removal of accumulated particles only on the surface of the element. Thus, during regeneration, the initial throughput of the filter element is fully restored.

На чертеже изображено устройство для обезвоживания преимущественно шламов городских станций очистки. The drawing shows a device for dewatering mainly sludge urban treatment plants.

Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, на которой установлен вибратор 3, наклонное днище 4 с уклоном в сторону приямка 5, концентрически расположенный в корпусе 1 вертикальный фильтрующий элемент 6 из нержавеющей стали, установленный в наклонном днище 4 посредством каркаса 7. The device comprises a housing 1 with a cover 2, on which a vibrator 3 is mounted, an inclined bottom 4 with a slope towards the pit 5, a stainless steel vertical filter element 6 concentrically located in the housing 1, mounted in the inclined bottom 4 by means of a frame 7.

Фильтрующий элемент выполнен из нержавеющей стали. Диаметр элемента равен 160 мм, что составляет 0,08 от диаметра корпуса равного 2000 мм. Высота отверстий в фильтрующем элементе равна 0,9 мм, что составляет 0,6 от величины его диаметра. В нижней боковой части устройства установлены трубопровод 8 подачи обрабатываемого шлама, трубопровод 9 отвода фильтрата, соединенный с регулятором 10 скорости отвода фильтрата, и трубопровод 11 подачи промывающей жидкости, соединенный с перфорированной трубкой 12, коаксиально размещенной в центре фильтрующего элемента 6. Трубопровод 13 отвода уплотненного осадка расположен в донной части устройства и соединен с приямком 5. The filter element is made of stainless steel. The diameter of the element is 160 mm, which is 0.08 of the diameter of the casing equal to 2000 mm. The height of the holes in the filter element is 0.9 mm, which is 0.6 of its diameter. In the lower side of the device, there is installed a pipe 8 for supplying the processed sludge, a pipe 9 for discharging the filtrate connected to a regulator 10 for discharging the filtrate, and a pipe 11 for supplying a washing liquid connected to a perforated tube 12 coaxially located in the center of the filter element 6. The pipe 13 for discharging the compacted sediment is located in the bottom of the device and is connected to the pit 5.

Варианты выполнения устройства, отражающие предельные и запредельные соотношения параметров, защищаемых объемов притязаний в формуле изобретения, представлены в таблице. Embodiments of the device, reflecting the limiting and transcendental ratio of the parameters protected by the claims in the claims are presented in the table.

Устройство для обезвоживания преимущественно шлама городских станций очистки работает следующим образом. A device for dehydration mainly sludge urban treatment plants works as follows.

Шлам, представляющий смесь сырого осадка первичных отстойников и избыточный ил из вторичных отстойников и имеющий влажность 97,5 % , по трубопроводу 8 подается в корпус 1 до полного его заполнения. Под действием сил тяжести происходит первоначальное расслоение твердой и жидкой фаз шлама. Жидкая фаза (фильтрат) через отверстия фильтрующего элемента 6 попадает в трубопровод 9 отвода фильтрата. После расслоения шлама вводят в действие регулятор 10 скорости отвода фильтрата. Одновременно включают вибратор и осуществляют пульсирующие движения фильтрующего элемента 6. Выпуск фильтрата производят с начальной скоростью 4 л/с. Скорость выпуска по ходу процесса фильтрации уменьшают. The sludge, which is a mixture of raw sludge from primary sedimentation tanks and excess sludge from secondary sedimentation tanks and having a moisture content of 97.5%, is piped 8 to housing 1 until it is completely filled. Under the influence of gravity, the initial separation of the solid and liquid phases of the sludge occurs. The liquid phase (filtrate) through the holes of the filter element 6 enters the pipe 9 of the filtrate discharge. After the separation of the sludge, the filtrate discharge speed controller 10 is activated. At the same time, the vibrator is turned on and pulsating movements of the filter element 6 are carried out. The filtrate is released at an initial speed of 4 l / s. The release rate during the filtration process is reduced.

Уплотненный осадок, сформировавшийся на наклонном днище 4, через приямок 5 и трубопровод 13 отвода осадка удаляют из устройства. The compacted sediment formed on the inclined bottom 4 is removed from the device through the pit 5 and the drainage discharge pipe 13.

В конце цикла фильтрации по трубопроводу 11 подают промывающую жидкость в перфорированную трубку 12 для регенерации фильтрующего элемента 6. At the end of the filtration cycle, pipe 11 serves the washing liquid in the perforated tube 12 to regenerate the filter element 6.

Использование предлагаемого технического решения при обезвоживании шламов городских станций очистки позволяет интенсифицировать процессы обезвоживания получаемых шламов, получить шламы с достаточно низкой влажностью, снизить расходы для дополнительного удаления влаги при дальнейшей обработке этих шламов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1174389, кл. С 02 F 11/00, 1985. The use of the proposed technical solution for dewatering sludge from urban treatment plants makes it possible to intensify the dewatering of the resulting sludge, to obtain sludge with a sufficiently low humidity, and to reduce costs for additional moisture removal during further processing of these sludges. (56) Copyright certificate of the USSR N 1174389, cl. C 02 F 11/00, 1985.

Claims

1. DEVICE FOR DRAINAGE OF Sludge, containing a cylindrical body with a cover and an inclined bottom, a supply pipe and pipes for drainage of liquid and condensed sludge, a cylindrical perforated filter element and a vibrator coaxially located in the housing, characterized in that it is equipped with a fluid drainage speed controller, ends the filter element is attached to the cover and the bottom and the diameter of the filter element is made up of 0.1 to 0.6 of the diameter of the housing.

2. The device according to p. 1, characterized in that the wall thickness of the filter element is made component 0.3 - 1.0 of the diameter of the holes in it.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the filter element is made of a corrosion-resistant material.