RU2191619C2

RU2191619C2 - Radial clarifier

Info

Publication number: RU2191619C2
Application number: RU2000110335A
Authority: RU
Inventors: С.В. Яковлев; В.Д. Журавлев; И.В. Журавлева; В.Ф. Бабкин; Н.Г. Акиньшин
Original assignee: Воронежская государственная архитектурно-строительная академия; Открытое акционерное общество "Инжпроект"
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: cleaning natural water and sewage. SUBSTANCE: radial clarifier has reservoir with inlet branch pipe and central pipe with stack of funnels forming taper shelf-type settler. Diameters of holes in funnels increase towards central pipe; funnels are provided with baffle plates. Secured in pipe is swirler. It is good practice to suspend funnels from bearing plate by means of springs and to provide it with vibrator connected to current source through contact interrupter fitted with rod which is engageable with funnel blank. It is good practice to provide peripheral part of reservoir with circular chamber having U-shaped section. EFFECT: increased productivity; enhanced clarification. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей от взвешенных веществ и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например для очистки природных и сточных вод. The invention relates to a device for cleaning liquids from suspended solids and can be used in various fields of the national economy, for example, for the purification of natural and waste waters.

Известен радиальный отстойник, содержащий цилиндрический резервуар с нижним центральным входным патрубком и сборным лотком для осветленной воды (см. Яковлев С.В. и др. Канализация. М.: Стройиздат, 1976, с. 246). Known radial sump containing a cylindrical tank with a lower Central inlet pipe and a collecting tray for clarified water (see Yakovlev SV and other Sewerage. M: Stroyizdat, 1976, S. 246).

Недостатком отстойника является его малая эффективность работы из-за неравномерности распределения поступающей воды по всей зоне отстаивания. The disadvantage of the sump is its low efficiency due to the uneven distribution of incoming water throughout the settling zone.

Наиболее близким известным техническим решением по совокупности признаков является радиальный отстойник-осветлитель, содержащий цилиндрический резервуар с входным патрубком, укрепленным в нижней центральной части корпуса и снабженным центральной трубой с распределителем воды в виде поярусно размещенных струенаправляющих элементов, и сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара (см. а.с. 1126310, кл. В 01 D 21/00, 1984 г.), прототип. The closest known technical solution for the totality of features is a radial clarifier-clarifier containing a cylindrical tank with an inlet pipe mounted in the lower central part of the housing and provided with a central pipe with a water distributor in the form of belt-mounted flow guiding elements, and a collection tray for clarified water, mounted in the peripheral part of the tank (see AS 1126310, class B 01 D 21/00, 1984), prototype.

Наличие струенаправляющих элементов в известном устройстве в виде горизонтальных дисков несколько повышает эффективность осаждения, однако из-за того, что плоскость дисков расположена горизонтально, на ней скапливается осадок, который изменяет гидродинамику струй воды, приводит к повышенной турбулентности потока, что неблагоприятно сказывается на условиях осаждения осадка. The presence of flow guiding elements in the known device in the form of horizontal disks somewhat increases the deposition efficiency, however, due to the fact that the plane of the disks is horizontal, sediment accumulates on it, which changes the hydrodynamics of the water jets, leads to increased flow turbulence, which adversely affects the deposition conditions draft.

Кроме того, в известном отстойнике в периферийной части образуются застойные зоны, не обеспечивающие активного осаждения взвешенных веществ. In addition, in the known sump in the peripheral part, stagnant zones are formed that do not provide active deposition of suspended solids.

Это приводит к низкой производительности отстойника и не обеспечивает достаточной эффективности освещения. This leads to poor performance of the sump and does not provide sufficient lighting efficiency.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности и эффективности осветления воды. The task of the invention is to increase the productivity and efficiency of clarification of water.

Поставленная задача достигается тем, что в радиальном осветлителе, содержащем цилиндрический резервуар с размещенным в своей нижней центральной части входным патрубком, сообщенным с центральной трубой, над которой поярусно расположены струенаправляюшие элементы распределителя потока жидкости, а также размещенный в периферийной зоне резервуара сборный лоток для осветленной воды, отличительными от прототипа признаками является то, что поярусно расположенные струенаправляющие элементы, образующие распределитель потока жидкости, выполнены в виде телескопически установленного на центральной трубе и снабженного средством для регенерации пакета конических воронок, расположенных с зазором относительно друг друга и выполненных с отбойными козырьками на своих верхних наружных краях и внутренними разновеликими отверстиями, увеличивающимися в сторону центральной трубы, в полости которой укреплен закручиватель потока жидкости. The problem is achieved in that in a radial clarifier containing a cylindrical tank with an inlet pipe located in its lower central part in communication with a central pipe, over which the flow-directing elements of the liquid flow distributor are belly-mounted, as well as a collection tray for clarified water located in the peripheral zone of the tank distinctive features from the prototype features is that the tiered spaced flow elements forming the fluid flow distributor flaxen in the form of a set of conical funnels telescopically mounted on the central pipe and provided with means for regeneration, arranged with a gap relative to each other and made with fenders at their upper outer edges and internal holes of different sizes increasing towards the central pipe, in the cavity of which the flow swirl is strengthened liquids.

Целесообразно, чтобы средство для регенерации пакета конических воронок было выполнено в виде вибратора, закрепленного на подпружиненном относительно опорной площадки пакете конических воронок и соединенного с источником тока через контактный прерыватель, укрепленный на опорной площадке и выполненный со штоком, контактирующим с пакетом конических воронок. It is advisable that the means for the regeneration of the conical funnel package was made in the form of a vibrator mounted on a conical funnel package spring-loaded relative to the support platform and connected to the current source through a contact chopper mounted on the support platform and made with a rod in contact with the conical funnel package.

Целесообразно также, чтобы радиальный осветлитель был снабжен расположенной в периферийной зоне резервуара кольцеобразном камерой сечением U-образной формы, внутренняя стенка которой снабжена окном с коническим полочным осадителем, наружная стенка имеет снабженные козырьком перепускные окна для отвода осадка и образует со стенкой резервуара полость для уплотнения осадка, причем внутри кольцеобразной камеры параллельно внутренней стенке размещена перегородка с окном в нижней части, образующая перепускной канал и полость для осветления воды во взвешенном слое осадка, в которой размещен сборный лоток для осветленной воды. It is also advisable that the radial clarifier be equipped with a U-shaped cross-sectional chamber located in the peripheral zone of the tank, the inner wall of which is provided with a window with a conical shelf precipitator, the outer wall has overflow windows provided with a visor to drain sediment and forms a cavity for sealing the sediment with the tank wall moreover, inside the annular chamber parallel to the inner wall there is a partition with a window in the lower part, forming a bypass channel and a cavity for clarification water in the suspended sediment layer in which the collection tray for clarified water is placed.

Предпочтительно, чтобы в верхней части перепускного канала был размещен конический полочный осадитель. Preferably, a conical shelf precipitator is placed at the top of the bypass channel.

Выполнение распределителя потока жидкости в виде пакета конических воронок, расположенных с зазором относительно друг друга, с отбойными козырьками на своих верхних наружных краях позволяет повысить эффективность осветления, что обеспечивается предварительным осаждением части взвесей из исходящего из центральной трубы закрученного потока загрязненной жидкости на поверхностях воронок, направляющих своими козырьками наиболее загрязненные струи жидкости в нижние слои, а часть осветленной жидкости - в верхние, при этом происходит автоматическое сбрасывание осадка с поверхностей воронок, а также размещение кольцеобразной камеры U-образной формы в резервуаре позволяет включить в работу для активного осаждения взвешенных веществ периферийную зону резервуара. The implementation of the fluid flow distributor in the form of a package of conical funnels located with a gap relative to each other, with bumpers at their upper outer edges allows to increase the clarification efficiency, which is ensured by preliminary deposition of suspensions from the swirling outflow of contaminated liquid coming from the central pipe on the surfaces of the funnels guiding with their visors, the most polluted jets of liquid are in the lower layers, and part of the clarified liquid is in the upper layers, and auto The mathematical discharge of sediment from the surfaces of the funnels, as well as the placement of an annular U-shaped chamber in the tank, allows the peripheral zone of the tank to be activated for the active deposition of suspended solids.

На фиг.1 изображена схема заявляемого радиального осветлителя. Figure 1 shows a diagram of the inventive radial brightener.

На фиг.2 - узел А. Figure 2 - node A.

На фиг.3 - узел Б. Figure 3 - node B.

Радиальный осветлитель содержит цилиндрический резервуар 1 с входным патрубком 2, укрепленным в нижней центральной части корпуса и снабженным центральной трубой 3 с распределителем воды в виде поярусного размещения струенаправляющих элементов в форме воронок 4. The radial clarifier contains a cylindrical tank 1 with an inlet pipe 2, mounted in the lower central part of the housing and provided with a central pipe 3 with a water distributor in the form of a tiered arrangement of flow guiding elements in the form of funnels 4.

Воронки 4 поярусно установлены относительно друг друга и образуют пакет, телескопически установленный на центральной трубе 3. Воронки 4 имеют разновеликие отверстия 5, диаметр которых увеличивается в сторону центральной трубы 3. The funnels 4 are tiered relative to each other and form a package telescopically mounted on the central tube 3. The funnels 4 have different-sized openings 5, the diameter of which increases towards the central pipe 3.

Воронки 4 на своих верхних наружных краях выполнены с отбойными козырьками 6. В центральной трубе 3 укреплен закручиватель 7 потока. Funnels 4 at their upper outer edges are made with jack peaks 6. In the central pipe 3, a flow swirl 7 is strengthened.

Целесообразно, чтобы пакет из воронок 4 был подвешен на пружинах 8 к опорной площадке 9, снабжен вибратором 10, подсоединенном к источнику тока через контактный прерыватель 11. Прерыватель 11 прикреплен к опорной площадке 9 и снабжен штоком 12, контактирующим с заглушкой 13 верхней воронки 4. It is advisable that the package of funnels 4 was suspended on springs 8 to a support platform 9, equipped with a vibrator 10 connected to a current source through a contact chopper 11. The chopper 11 is attached to the support platform 9 and provided with a rod 12 in contact with the plug 13 of the upper funnel 4.

Целесообразно также, чтобы периферийная часть резервуара 1 была снабжена кольцевой камерой 14 сечением U-образной формы. Внутренняя стенка 15 этой камеры снабжена окном 16 с коническим полочным осадителем 17. Наружная стенка 18 камеры 14 имеет перепускные окна 19 для отвода осадка, снабженные козырьком 20. Стенка 18 образует со стенкой резервуара 1 полость 21 для сбора и уплотнения осадка. It is also advisable that the peripheral part of the tank 1 was provided with an annular chamber 14 with a cross section of a U-shape. The inner wall 15 of this chamber is provided with a window 16 with a conical shelf precipitator 17. The outer wall 18 of the chamber 14 has overflow windows 19 for removing sediment, provided with a visor 20. The wall 18 forms a cavity 21 with the wall of the tank 1 for collecting and compacting sediment.

Внутри камеры 14 параллельно внутренней стенке 15 размещена перегородка 22 с окном 23 в нижней части, образующая перепускной канал 24 и полость 25 для осветления воды во взвешенном слое осадка. В полости 25 размещен сборный лоток 26 для осветленной воды. Inside the chamber 14, a partition 22 with a window 23 in the lower part is arranged parallel to the inner wall 15, forming a bypass channel 24 and a cavity 25 for clarifying water in the suspended sediment layer. A collection tray 26 for clarified water is placed in the cavity 25.

Предпочтительно, чтобы в верхней части перепускного канала 24 был размещен конический полочный осадитель 27. Preferably, a conical flange precipitator 27 is placed at the top of the bypass channel 24.

Опорная площадка 9 прикреплена к опорным стойкам 28. The supporting platform 9 is attached to the supporting posts 28.

Верхняя часть перепускного канала 24 снабжена перфорированным коллектором 29 для сбора осветленной воды с радиальными патрубками 30, прикрепленными к лотку 26. The upper part of the bypass channel 24 is equipped with a perforated collector 29 for collecting clarified water with radial nozzles 30 attached to the tray 26.

Верхняя часть полости 21 снабжена перфорированным коллектором 31 с патрубками 32 для подачи осветленной воды в лоток 26. The upper part of the cavity 21 is provided with a perforated collector 31 with nozzles 32 for supplying clarified water to the tray 26.

Днище резервуара 1 снабжено центральным приямком 33 с патрубком 34. The bottom of the tank 1 is equipped with a Central pit 33 with a pipe 34.

Нижняя часть полости 21 имеет патрубок 35 для отвода осадка. The lower part of the cavity 21 has a pipe 35 for drainage of sediment.

Нижняя часть пакета воронок 4 снабжена конической перегородкой 36, телескопически соединенной с центральной трубой 3. The lower part of the funnel 4 package is provided with a conical partition 36 telescopically connected to the central pipe 3.

Радиальный осветлитель работает следующим образом. Radial brightener works as follows.

Исходная вода по патрубку 2 поступает в центральную трубу 3, где она приобретает вращательное движение закручивателем 7, в результате чего под действием центробежных сил взвешенные вещества, плотность которых выше плотности воды, будут отбрасываться к внутренней поверхности центральной трубы 3 и при выходе из нее будет образовываться наиболее загрязненная часть воды в периферийном вращающемся потоке. Центральная, наиболее чистая, часть потока будет подниматься вверх. The source water through the pipe 2 enters the central pipe 3, where it acquires a rotational movement by the curler 7, as a result of which, under the action of centrifugal forces, suspended solids whose density is higher than the density of water will be discarded to the inner surface of the central pipe 3 and will form when it exits the most contaminated part of the water in a peripheral rotating stream. The central, cleanest part of the stream will rise up.

Далее восходящий вращающийся поток воды поднимается вверх и движется в радиальном направлении через зазоры между воронками 4. Из-за того что отверстия 5 воронок 4 увеличиваются вниз, а наиболее загрязненная вода находится на периферии вращающегося восходящего потока, наиболее загрязненная часть жидкости направляется нижними воронками в нижние слои резервуара 1, осветленная вода проходит через верхние зазоры между воронками и попадает в верхние слои резервуара 1. Наличие отбойных козырьков 6 обеспечивает направление потока в сторону днища резервуара 1, что способствует более интенсивному осаждению взвешенных веществ. Next, the ascending rotating water flow rises up and moves in the radial direction through the gaps between the funnels 4. Due to the fact that the holes 5 of the funnels 4 increase downward, and the most polluted water is located on the periphery of the rotating upward flow, the most polluted part of the liquid is directed by the lower funnels to the lower layers of the tank 1, clarified water passes through the upper gaps between the funnels and enters the upper layers of the tank 1. The presence of the bumps 6 provides a flow direction towards the bottoms and reservoir 1, which contributes to a more intensive deposition of suspended solids.

При прохождении исходной воды через зазоры между воронками взвешенные вещества выпадают в осадок на наклонную часть воронок и сползают в центральную часть, где подхватываются уже коагулированным восходящим потоком исходной воды и направляются в зазоры между нижними воронками 4. When the source water passes through the gaps between the funnels, suspended solids precipitate on the inclined part of the funnels and slide into the central part, where they are picked up by the already coagulated upward flow of the source water and sent to the gaps between the lower funnels 4.

Дальнейшее осаждение взвесей из сточной воды осуществляется в отстойной зоне резервуара 1, после чего очищенная вода направляется в сборный лоток 26 и далее транспортируется на дальнейшую более глубокую очистку. Further sedimentation of suspensions from the wastewater is carried out in the settling zone of the tank 1, after which the purified water is sent to the collecting tray 26 and then transported for further deeper treatment.

В случае установки дополнительной камеры 14 вода поступает в полочный осадитель 17, где дополнительно очищается от мелких взвешенных веществ. В перепускном канале 24 часть воды поднимается вверх и через коллектор 29 и патрубки 30 направляется в сборный лоток 26, а часть воды опускается вниз, через окна 23 входит в камеру 25, проходит вверх через слой взвешенного осадка и, осветленная, направляется в сборный лоток 26. Избыток взвешенного осадка через окна 19 с помощью козырька 20 направляется в нижнюю часть полости 21, где уплотняется и через патрубок 35 выводится на дальнейшую переработку. In the case of installing an additional chamber 14, water enters the shelf precipitator 17, where it is additionally purified from fine suspended solids. In the bypass channel 24, part of the water rises and through the collector 29 and nozzles 30 is sent to the collecting tray 26, and part of the water goes down, through the windows 23 enters the chamber 25, passes up through the layer of suspended sediment and, clarified, is sent to the collecting tray 26 The excess of suspended sediment through the windows 19 with the help of a visor 20 is sent to the lower part of the cavity 21, where it is sealed and is discharged through the pipe 35 for further processing.

Взвешенные вещества, которые оседают в центральной отстойной зоне резервуара 1 собираются в центральном приямке 33, откуда по патрубку 34 удаляются на дальнейшую обработку. Suspended substances that settle in the central settling zone of the tank 1 are collected in the central pit 33, wherefrom the pipe 34 is removed for further processing.

Осветленная вода из полости 21 поднимается вверх и через коллектор 31 и патрубки 32 направляется в сборный лоток 26. The clarified water from the cavity 21 rises and through the collector 31 and nozzles 32 is sent to the collecting tray 26.

В случае установки полочного осадителя 27 в перепускном канале 24 поднимающаяся вода дополнительно осветляется прохождением через зазоры полочного осадителя 27, а осадок падает с пластин осадителя 27 вниз и направляется в камеру 25. In the case of installing the shelf precipitator 27 in the bypass channel 24, the rising water is additionally clarified by passing through the gaps of the shelf precipitator 27, and the precipitate falls down from the plates of the precipitator 27 and is sent to the chamber 25.

В случае подвески пакета воронок 4 на пружинах 8 при повышении толщины слоя осадка на воронках 4 увеличивается общий вес пакета. Пружины 8 растягиваются, заглушка 13 опускается, шток 12 выдвигается вниз и включает в действие контактный прерыватель 11, который включает в цепь вибратор 10. Под действием вибрации осадок сползает с поверхности воронок 4, пакет воронок облегчается и поднимается вверх. Шток 12 толкается вверх заглушкой 13, что приводит к отключению вибратора 10. In the case of suspension of the package of funnels 4 on the springs 8 with increasing thickness of the sediment layer on the funnels 4 increases the total weight of the package. The springs 8 are stretched, the plug 13 is lowered, the stem 12 extends downward and activates a contact chopper 11, which includes a vibrator 10. Under the action of vibration, the precipitate slides from the surface of the funnels 4, the packet of funnels is lightened and rises. The rod 12 is pushed up by the plug 13, which leads to the shutdown of the vibrator 10.

Технико-экономическая эффективность предложенного радиального осветлителя по сравнению с прототипом (a.c. 1126310) заключается в повышении его производительности до 15-20 % за счет обеспечения четырехступенчатого осветления воды: в распределительном центральном пакете воронок, в центральной отстойной зоне, в кольцевом тонкослойном осадителе и при прохождении через слой взвешенного осадка в камере U-образной формы. The technical and economic efficiency of the proposed radial clarifier in comparison with the prototype (ac 1126310) is to increase its productivity up to 15-20% by providing four-stage clarification of water: in the central distribution package of funnels, in the central settling zone, in an annular thin-layer precipitator and when passing through a layer of suspended sediment in a U-shaped chamber.

При этом исключаются застойные зоны в периферийной части резервуара. This eliminates stagnant zones in the peripheral part of the tank.

Обеспечение оптимальной скорости движения воды и создания благоприятных условий для осаждения взвеси по всему объему радиального осветлителя позволяет повысить эффективность осветления на 30-35 % при равных гидравлических нагрузках с прототипом. Ensuring the optimal speed of water movement and creating favorable conditions for sedimentation of suspended matter throughout the volume of the radial clarifier can improve the clarification efficiency by 30-35% with equal hydraulic loads with the prototype.

Наличие полости для сбора осадка в периферийной части резервуара позволяет обеспечить отвод осадка с пониженной влажностью, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы на дальнейшую обработку осадка. The presence of a cavity for collecting sludge in the peripheral part of the tank allows for the removal of sludge with low humidity, which reduces capital and operating costs for further processing of sludge.

Claims

1. A radial clarifier containing a cylindrical tank with an inlet pipe located in its lower central part in communication with a central pipe, above which the flowing elements of the liquid flow distributor are belly-mounted, as well as a collection tray for clarified water located in the peripheral zone of the tank, characterized in that the tiered flowing elements forming the fluid flow distributor are made in the form of a telescopically mounted on the central pipe and equipped with with a means for regenerating a packet of conical funnels located with a gap relative to each other and made with fenders at their upper outer edges and internal different-sized central holes increasing towards the central pipe, in the cavity of which a fluid flow swirl is strengthened.

2. The radial clarifier according to claim 1, characterized in that the means for regeneration is made in the form of a vibrator mounted on a packet of conical funnels spring-loaded relative to the support platform and connected to the current source through a contact chopper, mounted on the support platform and made with a rod in contact with pack of conical funnels.

3. The radial illuminator according to claim 1, characterized in that it is provided with a U-shaped annular chamber located in the peripheral zone of the reservoir, the inner wall of which is provided with a window with a conical shelf precipitator, the outer wall has overflow windows provided with a visor for removing sediment and forms the reservoir wall has a cavity for collecting and compacting sediment, and inside the annular chamber parallel to the inner wall there is a partition with a window in the lower part, forming a bypass channel and the cavity for clarification I water suspended sediment layer in which is situated a collecting tray for clarified water.

4. The radial clarifier according to claim 3, characterized in that a conical shelf precipitator is placed in the upper part of the bypass channel.