RU2144414C1

RU2144414C1 - Water treatment plant

Info

Publication number: RU2144414C1
Application number: RU98115473A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Н.С. Кобелев
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-01-20

Abstract

FIELD: purification of water from suspended and colloidal impurities. SUBSTANCE: plant has an inclined tubular-type settling tank with a flocculating chamber, filter, water tower with a washing tank, floating charge located in the flocculating chamber and filter casing and a reagent inlet on the feed pipe-line. The reagent inlet is furnished with a mixer made in the form of an adapter with a nozzle and pipe connection for injection of outdoor free air. Located in the lower part of the flocculating chamber is an elastic ring with nozzles communicating with the feed pipe-line through a flexible tube, all nozzles have internal curvilinear grooves. EFFECT: complete and intensive mixing of reagents with treated water, uniform collection and distribution of washing water. 3 dwg

Description

Изобретение относится к разделению жидких неоднородных систем, а именно к устройствам для очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей, и может быть использовано для очистки питьевой воды в сельских и малых населенных пунктах, а также для очистки промышленных и сточных вод. The invention relates to the separation of liquid heterogeneous systems, and in particular to devices for purifying water from suspended and colloidal impurities, and can be used to purify drinking water in rural and small towns, as well as for treating industrial and wastewater.

Известна установка для очистки воды (см. а.с. N 631455, МКИ С02 B 1/20, B 01 D 21/00, Бюл. 41, 1978), содержащая наклонный трубчатый отстойник, встроенную под ним камеру хлопьеобразования в виде усеченного конуса, ограниченного сверху и снизу решетками и заполненного гравием и пристроенной к нему цилиндрической обечайкой, примыкающей и верхней своей части к трубчатому отстойнику. A known installation for water purification (see.with. N 631455, MKI C02 B 1/20, B 01 D 21/00, Bull. 41, 1978), containing an inclined tubular sump, built under it flocculation chamber in the form of a truncated cone bounded above and below by gratings and filled with gravel and a cylindrical shell attached to it, adjacent to its upper part and to the tubular sump.

Недостатками данной установки являются невозможность регенерации зажатого слоя тяжелой гравийной загрузки в камере хлопьеобразования и низкая степень очистки воды в установке из-за отсутствия узла тонкой очистки воды. The disadvantages of this installation are the inability to regenerate the sandwiched layer of heavy gravel loading in the flocculation chamber and the low degree of water purification in the installation due to the lack of a unit for fine water purification.

Известна установка для очистки воды (см. а.с. N 1119987, МКИ C 02 F 1/52, B 01 D 21/16, В 01 D 32/10, Бюл. N 39, 1984), содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней части, фильтр, размещенный в верхней части отстойника, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи счищаемой и отвода промывной и очищенной воды, плавающую загрузку фильтра и камеры хлопьеобразования, причем соотношение средних диаметров зерен плавающей загрузки камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 24-40. A known installation for water purification (see.with. N 1119987, MKI C 02 F 1/52, B 01 D 21/16, B 01 D 32/10, Bull. N 39, 1984), containing an inclined sump tank type with a flocculation chamber located in the lower part, a filter located in the upper part of the sump, a water tower with a washing tank and pipelines for supplying cleanable and discharging washing and purified water, a floating filter load and a flocculation chamber, the ratio of the average grain diameters of the floating loading chamber and the filter is 24-40.

Недостатками данной установки являются недостаточное смешение реагентов с очищаемой водой, неинтенсивное хлопьеобразование и отсутствие аэрации для окисления загрязнений. The disadvantages of this installation are the lack of mixing of the reagents with the purified water, non-intensive flocculation and the absence of aeration for the oxidation of contaminants.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки воды путем установки на входе реагентов смесителя в виде насадки с соплом, а в нижней части камеры хлопьеобразования - эластичного кольца с соплами, причем сопла имеют внутренние криволинейные канавки, а смеситель обладает свойством инжекции наружного атмосферного воздуха за счет изменения давления и скорости подачи воды. The technical task of the invention is to increase the efficiency of water purification by installing at the inlet of the reagents a mixer in the form of a nozzle with a nozzle, and in the lower part of the flocculation chamber an elastic ring with nozzles, the nozzles having internal curved grooves and the mixer has the property of injecting outside air due to changes in pressure and water flow rate.

Технический результат предлагаемого решения достигается тем, что установка для очистки воды, содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней части, фильтр, размещенный в верхней части отстойника, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи очищаемой и отвода промывной и очищенной воды, плавающую загрузку фильтра и камеры хлопьеобразования, причем соотношение средних диаметров зерен плавающей загрузки камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 24-40 включает на входе реагентов смеситель в виде насадки с соплом, а в нижней части камеры хлопьеобразования эластичное кольцо с соплами, причем сопла имеют внутренние криволинейные канавки, а смеситель обладает свойством инжекции наружного атмосферного воздуха за счет изменения давления и скорости подачи веды. The technical result of the proposed solution is achieved in that a water treatment plant comprising an inclined tubular type sump with a flocculation chamber located in the lower part, a filter located in the upper part of the sump, a water tower with a washing tank and pipelines for supplying the cleaned and the discharge of the washing and cleaned water, a floating loading of the filter and the flocculation chamber, and the ratio of the average diameters of the grains of the floating loading of the flocculation chamber and the filter is 24-40 includes inputs e reagents mixer nozzle as the nozzle, and the lower part of the chamber flocculation elastic ring with nozzles, which nozzles have internal curved grooves, and the mixer has the property of outer air injection due to the pressure change and flow velocity Veda.

На фиг. 1 показана схема установки для очистки воды, на фиг. 2 - эластичное кольцо с насадками, а на фиг. 3 - развертка внутренних криволинейных канавок сопел. In FIG. 1 shows a diagram of a water treatment plant; FIG. 2 - elastic ring with nozzles, and in FIG. 3 - scan of the internal curved grooves of the nozzles.

Установка содержит наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в нижней части которого размещена камера хлопьеобразования 2 с плавающей загрузкой 3, пакет трубок 4, размещенный в отстойнике 1, фильтр 5, размещенный в верхней части отстойника 1 и выполненный в виде его отсека с зернистой плавающей загрузкой 6. Камера хлопьеобразования 2 отделена от отстойника 1 перфорированной перегородкой 7, под которой размещена зернистая плавающая загрузка 3. Ось отстойника 1 наклонена к горизонтали под углом 50-70^o. Верхняя часть фильтра 5 соединена трубопроводом 8 с промывным баком 9 водонапорной башни 10, из которого очищенная вода по трубопроводу 11 поступает к потребителю. Нижняя часть камеры хлопьеобразования 2 соединена с трубопроводом 12 для подачи очищаемой воды и трубопроводом 13 для отвода промывной воды. На подающем трубопроводе 12 предусмотрен смеситель 14 в виде насадки с соплом 15, в верхней части камеры хлопьеобразования 2 находится эластичное кольцо 16 с соплами 17. Сопла 15 и 17 имеют внутренние криволинейные канавки 18, а смеситель-патрубок 19 для инжекции наружного атмосферного воздуха. Подающий трубопровод 12 переходит в гибкую трубу 20 и соединен с эластичным кольцом 16 при помощи патрубков 21.The installation comprises an inclined tubular settler 1, in the lower part of which there is a flocculation chamber 2 with a floating charge 3, a tube package 4 located in the settler 1, a filter 5 located in the upper part of the settler 1 and made in the form of its compartment with a granular floating charge 6 The flocculation chamber 2 is separated from the sump 1 by a perforated partition 7, under which a granular floating load is placed 3. The axis of the sump 1 is inclined to the horizontal at an angle of 50-70 ^o . The upper part of the filter 5 is connected by a pipe 8 to the washing tank 9 of the water tower 10, from which the purified water through the pipe 11 enters the consumer. The lower part of the flocculation chamber 2 is connected to a pipe 12 for supplying purified water and a pipe 13 for draining the wash water. On the supply pipe 12, a mixer 14 is provided in the form of a nozzle with a nozzle 15, in the upper part of the flocculation chamber 2 there is an elastic ring 16 with nozzles 17. The nozzles 15 and 17 have internal curved grooves 18, and the mixer-pipe 19 for the injection of outside atmospheric air. The supply pipe 12 passes into the flexible pipe 20 and is connected to the elastic ring 16 by means of nozzles 21.

Установка для очистки воды работает следующим образом. Installation for water purification works as follows.

Очищаемая вода смешивается с реагентами в смесителе 14 за счет внутренних криволинейных канавок 18, размещенных в сопле 15 и обогащается атмосферным воздухом, поступающим через патрубок 19. Затем она по трубопроводу 12 под напором подается по гибкой трубе 20, патрубкам 21 в эластичное кольцо 16 и через сопла 17, закручиваясь во внутренних криволинейных канавках 18, подается в камеру хлопьеобразования 2. В камере хлопьеобразования 2 очищаемая вода приобретает волновое движение за счет закрутки, благодаря контактной среде из плавающей загрузки 3 и аэрации засасываемого смесителем 14 наружного атмосферного воздуха происходит флокуляция и образование агрегативно устойчивой хлопьевидной взвеси. The purified water is mixed with the reagents in the mixer 14 due to the internal curved grooves 18 located in the nozzle 15 and enriched with atmospheric air entering through the pipe 19. Then it is supplied through the pipe 12 under pressure through a flexible pipe 20, pipes 21 into an elastic ring 16 and through the nozzle 17, twisting in the internal curved grooves 18, is fed into the flocculation chamber 2. In the flocculation chamber 2, the purified water acquires a wave motion due to swirling, thanks to the contact medium from the floating load 3 and a In the case of ambient air sucked in by the mixer 14, flocculation and the formation of an aggregatively stable flocculent suspension occurs.

Затем очищаемая вода поступает а наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в котором происходит предварительное ее осветление от крупной взвеси, после чего она проходит через зернистую плавающую загрузку 6 (например, пенопористол) фильтра 5, в котором осуществляется окончательная очистка воды и проходит обеззараживание (не показано). Безупречная по своим качествам вода по трубопроводу 8 поступает в бак 9 водонапорной башни 10, где происходит необходимый контакт с обеззараживающим агентом и по трубопроводу 11 подается потребителю. В процессе очистки воды задвижка на трубопроводе 13 закрыта. Then, the purified water enters and the inclined sump 1 of the tubular type, in which it is preliminarily clarified from a large suspension, after which it passes through a granular floating load 6 (for example, foam foam) of the filter 5, in which the final water purification is carried out and decontamination takes place (not shown ) The water of perfect quality by pipeline 8 enters the tank 9 of the water tower 10, where the necessary contact with the disinfecting agent occurs and through the pipe 11 is supplied to the consumer. In the process of water treatment, the valve on the pipe 13 is closed.

Для удаления загрязнений, накопившихся в отстойнике 1 и загрузке 6 фильтра 5, то есть для их регенерации, открывают задвижку на трубопроводе 13. При этом вода из бака 9 поступает по трубопроводу 8 в фильтр 5. Движущаяся вниз вода расширяет зернистую загрузку 6 и зерна ее опускаются в пакет трубок 4. При этом происходит интенсивное трение отдельных зерен плавающей загрузки 6 о стенки пакета трубок 4, в результате чего осуществляется интенсивный отрыв загрязнений как от стенок пакета трубок 4, так и от поверхности зерен плавающей загрузки 6. Промывная вода с отмытыми загрязнениями поступает в камеру хлопьеобразования 2, где контактирует с плавающей загрузкой 3, которая под действием нисходящего потока воды находится в расширенном состоянии. При этом эластичное кольцо 16, сопла 17 с внутренними криволинейными канавками 18 выполняют функцию дренажа, обеспечивая равномерный сбор промывной воды и ее отвод через патрубки 21 и гибкую трубу 20, и отводится по трубопроводу 13. To remove impurities accumulated in the sump 1 and the load 6 of the filter 5, that is, for their regeneration, open the valve on the pipe 13. In this case, water from the tank 9 enters through the pipe 8 into the filter 5. Moving down the water expands the granular load 6 and its grains they are lowered into the tube package 4. In this case, intense friction of the individual grains of the floating load 6 against the walls of the tube package 4 occurs, resulting in an intensive separation of contaminants both from the walls of the tube package 4 and from the surface of the grains of the floating load 6. Rinsing Water-washed with dirt enters the flocculation chamber 2, where the contact with the floating load 3, which under the action of the downward flow of water is in the expanded state. In this case, the elastic ring 16, the nozzle 17 with the internal curved grooves 18 perform the function of drainage, ensuring uniform collection of washing water and its discharge through the nozzles 21 and the flexible pipe 20, and is discharged through the pipe 13.

После окончания промывки установки закрываются задвижки на трубопроводе 13 и очищаемая вода по трубопроводу 12 поступает в установку. При этом плавающая загрузка 3 камеры хлопьеобразования 2 и плавающая загрузка 6 фильтра 5 всплывают и установка будет работать в рабочем режиме очистки воды до следующей регенерации. After flushing the installation, the valves on the pipeline 13 are closed and the purified water through the pipeline 12 enters the installation. In this case, the floating load 3 of the flocculation chamber 2 and the floating load 6 of the filter 5 pop up and the installation will work in the operating mode of water purification until the next regeneration.

Предлагаемая установка наиболее эффективно работает при обезжелезивании, когда поступающий наружный атмосферный воздух создает аэрацию и превращает окисное железо в гидроокись и образуется осадок. The proposed installation works most efficiently during iron removal, when incoming outside air creates aeration and turns oxide iron into hydroxide and a precipitate forms.

Наличие смесителя в виде насадки с соплом с внутренними криволинейными канавками и сопел в камере хлопьеобразования 2 обеспечивают интенсивное перемешивание реагентов с очищаемой водой в полном ее объеме и созревание хлопьев в камере хлопьеобразования 2 агрегативно устойчивой взвеси, что повышает эффективность очистки воды по сравнению с прототипом. The presence of a mixer in the form of a nozzle with a nozzle with internal curved grooves and nozzles in the flocculation chamber 2 provides intensive mixing of the reagents with the water to be purified in its entirety and ripening of flocs in the flocculation chamber 2 of an aggregate stable suspension, which increases the efficiency of water purification compared to the prototype.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в полном и интенсивном смешивании реагентов с обрабатываемой водой и применении в качестве дренажа для равномерного распределения и сбора промывной воды при помощи эластичного кольца с соплами за счет образования закрутки потока и волн с использованием гидродинамических сил без привлечения извне дополнительных энергозатрат. The originality of the proposed technical solution lies in the complete and intensive mixing of reagents with the treated water and use as drainage for uniform distribution and collection of wash water using an elastic ring with nozzles due to the formation of flow swirl and waves using hydrodynamic forces without additional external energy consumption.

Claims

A water treatment plant comprising an inclined tubular type sump with a flocculation chamber located in its lower part, a filter located in the upper part of the sump, a water tower with a wash tank, inlet and outlet pipelines, a floating charge placed in the flocculation chamber and the filter housing, the ratio of the average grain diameters of which in the flocculation chamber and the filter is 24-40, and the input of the reagent on the feed pipe, characterized in that the input of the reagent is equipped with a mixer, in the form of a nozzle with a nozzle and a nozzle for injecting outside atmospheric air and located in the lower part of the flocculation chamber with an elastic ring with nozzles communicated with the supply pipe by means of a flexible tube, while all nozzles have internal curved grooves.