RU2520486C1 - Thin-layered floculator - Google Patents

Thin-layered floculator Download PDF

Info

Publication number
RU2520486C1
RU2520486C1 RU2013100423/05A RU2013100423A RU2520486C1 RU 2520486 C1 RU2520486 C1 RU 2520486C1 RU 2013100423/05 A RU2013100423/05 A RU 2013100423/05A RU 2013100423 A RU2013100423 A RU 2013100423A RU 2520486 C1 RU2520486 C1 RU 2520486C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modules
thin
plates
layer
flocculation chamber
Prior art date
Application number
RU2013100423/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Витальевич Сталинский
Вадим Дмитриевич Мантула
Семен Иосифович Эпштейн
Зоя Семеновна Музыкина
Юлия Анатольевна Шляхова
Антон Юрьевич Капустяк
Александр Васильевич Дунаев
Андрей Владимирович Алипов
Максим Николаевич Кротов
Отар Отарович Наниашвили
Original Assignee
Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") filed Critical Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь")
Priority to RU2013100423/05A priority Critical patent/RU2520486C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520486C1 publication Critical patent/RU2520486C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: floculator contains a cylindrical case, a cylindrical flocculation chamber, equipped from the bottom with a diaphragm in the form of a truncated cone with the smaller base facing down, a device for water supply, a device for discharge of clarified water, thin-layered modules in the form of inclined parallelepipeds, which adjoin with the midpoints of inclined internal ribs, and a horizontal partition spanning openings between the modules and located at the levels of the upper bases of the modules.
EFFECT: increased productivity and efficiency of water purification.
2 cl, 10 dwg

Description

Заявляемый объект относится к устройствам для очистки сточных вод и может быть использован в металлургии, горнорудной промышленности, машиностроении, коммунальном хозяйстве и других отраслях.The inventive object relates to a device for wastewater treatment and can be used in metallurgy, mining, engineering, utilities and other industries.

Известен аппарат для осветления жидкости, содержащий цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, коаксиально расположенную в корпусе, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды и тонкослойные модули. Тонкослойные модули установлены в пространстве между корпусом и камерой флокуляции и выполнены в виде наклонных пластин, которые расположены веерно от центра корпуса к периферии (патент Российской Федерации №2234357, МПК B01D 21/08, опубл. 20.08.2004).A known apparatus for clarifying a liquid, comprising a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber, coaxially located in the body, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water and thin-layer modules. Thin-layer modules are installed in the space between the housing and the flocculation chamber and are made in the form of inclined plates that are fan-shaped from the center of the housing to the periphery (Russian Federation patent No. 2234357, IPC B01D 21/08, published on 08/20/2004).

У заявляемого объекта и аналога совпадают следующие существенные признаки. Оба устройства содержат цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, коаксиально расположенную в корпусе, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды и тонкослойные модули.The claimed object and analogue coincide with the following essential features. Both devices contain a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber, coaxially located in the body, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water and thin layer modules.

Анализ технических свойств такого аппарата, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата препятствуют следующие причины. Веерное расположение пластин тонкослойных модулей обуславливает уменьшение расстояния между пластинами от периферии к стенке камеры флокуляции, что в свою очередь приводит к уменьшению площади отстаивания и увеличению неравномерности распределения воды по поперечному сечению зоны отстаивания.Analysis of the technical properties of such an apparatus, due to its features, shows that the following reasons hinder the receipt of the expected technical result. The fan-shaped arrangement of the plates of thin-layer modules causes a decrease in the distance between the plates from the periphery to the wall of the flocculation chamber, which in turn leads to a decrease in the settling area and an increase in the uneven distribution of water over the cross section of the settling zone.

Пояснения относительно веерного расположения пластин тонкослойных модулей в аналоге представлены на чертежах, где изображено:Explanations regarding the fan arrangement of plates of thin-layer modules in the analogue are presented in the drawings, which show:

- на фиг.1 - фрагмент размещения тонкослойных модулей по аналогу, вид в плане;- figure 1 is a fragment of the placement of thin-layer modules by analogy, plan view;

- на фиг.2 - вид по I-I на фиг.1;- figure 2 is a view according to I-I in figure 1;

- на фиг.3 - вид по II-II на фиг.1.- figure 3 is a view of II-II in figure 1.

Пространство между двумя смежными пластинами, из которых образованы тонкослойные осадительные модули, по сути, представляет собой мини-отстойник с площадью отстаивания, равной площади проекции пластины на горизонтальную плоскость. Если площадь проекции f, a количество пластин n, то общая площадь отстаивания F определяется по формуле: F=f·n.The space between two adjacent plates, from which thin-layer sedimentation modules are formed, is, in fact, a mini-sedimentation tank with an settling area equal to the area of the projection of the plate on a horizontal plane. If the projection area is f, and the number of plates is n, then the total settling area F is determined by the formula: F = f · n.

В свою очередь:In its turn:

f = f и с т cos λ = L o B o cos λ                                                               ( 1 )

Figure 00000001
f = f and from t cos λ = L o B o cos λ ( one )
Figure 00000001

где f - площадь проекции пластины на горизонтальную плоскость, м2;where f is the projection area of the plate on a horizontal plane, m 2 ;

fист - истинная площадь пластины, м2;f East - the true area of the plate, m 2 ;

Во - ширина пластины (фиг.1), м;In about - the width of the plate (figure 1), m;

Lo - длина пластины (фиг.2), м;L o - the length of the plate (figure 2), m;

λ - угол наклона пластины к горизонтальной плоскости (фиг.2).λ is the angle of inclination of the plate to the horizontal plane (figure 2).

Если по конструктивным или иным технологическим соображениям принять, что минимально допустимое расстояние между пластинами должно быть равно dmin, то расстояние dв между пластинами у стенки камеры флокуляции необходимо выбрать таким же (dв=dmin). При этом расстояние dн между пластинами у наружной стенки корпуса аппарата при их веерном размещении определяется по формуле:If for structural or other technological reasons it is assumed that the minimum allowable distance between the plates should be equal to d min , then the distance d in between the plates at the wall of the flocculation chamber must be chosen the same (d in = d min ). The distance d n between the plates at the outer wall of the apparatus when they are fan-shaped is determined by the formula:

d н = d в R н R к = d min R н R к ,                                                                      ( 2 )

Figure 00000002
d n = d at R n R to = d min R n R to , ( 2 )
Figure 00000002

где dн - расстояние между пластинами у наружной стенки корпуса при их веерном размещении (фиг.2), м;where d n - the distance between the plates at the outer wall of the housing when they are fan-shaped (figure 2), m;

Rн - радиус корпуса аппарата, м;R n - the radius of the apparatus, m;

Rк - радиус камеры флокуляции, м;R to - the radius of the flocculation chamber, m;

dв - расстояние между пластинами у стенки камеры флокуляции при их веерном размещении, м.d in - the distance between the plates at the wall of the flocculation chamber during their fan placement, m

Среднее расстояние между пластинами (dcp) при их веерном размещении определяется по формуле:The average distance between the plates (d cp ) when they are fan-shaped is determined by the formula:

d с р = 0,5 ( d в + d н ) .                                                                               ( 3 )

Figure 00000003
d from R = 0.5 ( d at + d n ) . ( 3 )
Figure 00000003

Отсюда видно, что среднее расстояние между пластинами при их веерном размещении больше минимально допустимого. Это означает, что на заданной площади зоны отстаивания Fот (для аналога F о т = π ( R н 2 R к 2 )

Figure 00000004
, пространство между стенкой камеры флокуляции и стенкой корпуса аппарата) можно разместить меньшее количество пластин, чем в том случае, если бы расстояние меду ними было одинаковым и равным dmin (dmin=dв=dн). Следовательно, площадь отстаивания будет меньшей по сравнению с таким расположением пластин, при котором расстояние между ними в любой точке было бы одинаковым и равным dmin.From this it can be seen that the average distance between the plates when they are fan-mounted is greater than the minimum allowable. This means that for a given area of the zone of settling F from (for analog F about t = π ( R n 2 - R to 2 )
Figure 00000004
, the space between the wall of the flocculation chamber and the wall of the apparatus body) it is possible to place a smaller number of plates than if the distance between them was the same and equal to d min (d min = d in = d n ). Therefore, the area of sedimentation will be smaller in comparison with such an arrangement of the plates, in which the distance between them at any point would be the same and equal to d min .

Кроме того, при веерном расположении пластин возникает неравномерность распределения потоков воды в промежутках между пластинами (фиг.2, фиг.3).In addition, when the fan arrangement of the plates there is an uneven distribution of water flows in the spaces between the plates (figure 2, figure 3).

Расход, при котором в отстойнике происходит задержание всех частиц, имеющих гидравлическую крупность u, может быть определен по формуле:The flow rate at which the retention of all particles having a hydraulic particle size u can be determined by the formula:

Q в е е р = Q п а р K

Figure 00000005
, Q at e e R = Q P but R K
Figure 00000005
,

где Qвеер - расход воды при веерном расположении пластин, м3/ч;where Q fan - water flow with a fan arrangement of plates, m 3 / h;

Qпар - расход воды при параллельном расположении пластин и расстоянии между ними d=dmin, м3/ч;Q steam - water flow with a parallel arrangement of the plates and the distance between them d = d min , m 3 / h;

К - коэффициент уменьшения расхода (К<1).K - coefficient of reduction in flow (K <1).

Расчеты показывают, что если Rк=0,7Rн, то К=0,63, а Qвеер=0,63Qпар, отсюда при Rк/Rн<0,7 величина К будет еще меньшей.Calculations show that if R k = 0.7R n , then K = 0.63, and Q fan = 0.63Q pairs , hence when R k / R n <0.7, the value of K will be even smaller.

Таким образом, при веерном расположении пластин расход, определяемый из условия задержания частиц заданной гидравлической крупности, будет значительно ниже в сравнении с расходом воды при параллельном расположении пластин.Thus, with a fan-shaped arrangement of the plates, the flow rate determined from the conditions for the retention of particles of a given hydraulic size will be significantly lower in comparison with the flow rate of water in a parallel arrangement of the plates.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранный в качестве прототипа тонкослойный отстойник, содержащий цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, коаксиально расположенную в корпусе, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды и расположенные внутри корпуса тонкослойные модули. Каждый модуль представляет собой блок из параллельных прямоугольных пластин, расположенных друг от друга на определенном расстоянии с образованием осадительных ячеек. При этом пластины объединены таким образом, что блок имеет форму наклонного параллелепипеда, основаниями которого служат прямоугольники, две боковые грани - прямоугольники, а две грани - параллелограммы. При этом две противоположные грани (параллелограммы) расположены перпендикулярно основанию (т.е. лежат в вертикальных плоскостях), а две другие противоположные грани (прямоугольники) расположены наклонно к основанию. Оси осадительных ячеек параллельны вертикальным граням. При этом модули расположены так, что их вертикальные грани перпендикулярны горизонтальной прямой, соединяющей ось корпуса с центром вертикальной грани, а сами модули соприкасаются друг с другом нижними внутренними углами, проемы между тонкослойными модулями перекрыты горизонтальной перегородкой, расположенной на уровне нижнего основания модулей (А.с. №1101262, МПК B01D 21/00, опубл. 07.07.1984).The closest set of features to the claimed object is a thin-layer sump selected as a prototype, comprising a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber coaxially located in the body, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water, and thin-layer modules located inside the body. Each module is a block of parallel rectangular plates located at a certain distance from each other with the formation of precipitation cells. In this case, the plates are combined in such a way that the block has the shape of an inclined parallelepiped, the bases of which are rectangles, two side faces are rectangles, and two faces are parallelograms. In this case, two opposite faces (parallelograms) are located perpendicular to the base (i.e., lie in vertical planes), and two other opposite faces (rectangles) are inclined to the base. The axes of the precipitation cells are parallel to the vertical faces. In this case, the modules are arranged so that their vertical faces are perpendicular to the horizontal line connecting the body axis to the center of the vertical face, and the modules themselves are in contact with each other by the lower internal corners, the openings between the thin-layer modules are blocked by a horizontal partition located at the level of the lower base of the modules (A. S. No. 1101262, IPC B01D 21/00, publ. 07/07/1984).

У заявляемого объекта и прототипа совпадают следующие существенные признаки. Оба устройства содержат цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, коаксиально расположенную в корпусе, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды, тонкослойные модули и горизонтальную перегородку, перекрывающую проемы между модулями. Тонкослойные модули у обоих аппаратов выполнены в виде наклонных параллелепипедов с прямоугольными основаниями, двумя боковыми гранями, расположенными вертикально, и двумя боковыми гранями, расположенными наклонно, причем вертикальные грани расположены перпендикулярно горизонтальной прямой, соединяющей ось отстойника с центром вертикальной грани.The claimed object and the prototype match the following essential features. Both devices contain a cylindrical housing, a cylindrical flocculation chamber, coaxially located in the housing, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water, thin-layer modules and a horizontal partition that overlaps the openings between the modules. The thin-layer modules in both devices are made in the form of oblique parallelepipeds with rectangular bases, two side faces located vertically, and two side faces located obliquely, with vertical sides located perpendicular to the horizontal line connecting the axis of the settler to the center of the vertical side.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата препятствуют следующие причины. Заявленное в прототипе размещение тонкослойных модулей не позволяет обеспечить достаточно плотное заполнение пространства между цилиндрической стенкой корпуса и центральной цилиндрической камерой флокуляции. Это приводит к уменьшению площади, занимаемой модулями, и тем самым обуславливает недостаточно высокую эффективность очистки воды и производительность. Кроме того, при фиксированной ширине модулей, что определяется размерами готовых стандартных пластин, используемых при изготовлении модулей, последние располагаются на определенном расстоянии от центра отстойника, и это определяет размер камеры флокуляции. К недостаткам прототипа можно отнести недостаточную производительность и эффективность очистки воды, недостаточную площадь отстаивания, небольшой объем и низкий коэффициент использования объема камеры флокуляции, а также сложность обслуживания и эксплуатации прототипа в целом.Analysis of the technical properties of the prototype, due to its features, shows that the following reasons hinder the receipt of the expected technical result. Declared in the prototype the placement of thin-layer modules does not allow for a sufficiently dense filling of the space between the cylindrical wall of the housing and the Central cylindrical flocculation chamber. This leads to a decrease in the area occupied by the modules, and thereby leads to insufficiently high water purification efficiency and productivity. In addition, with a fixed width of the modules, which is determined by the size of the finished standard plates used in the manufacture of the modules, the latter are located at a certain distance from the center of the sump, and this determines the size of the flocculation chamber. The disadvantages of the prototype include insufficient productivity and efficiency of water treatment, insufficient settling area, small volume and low utilization of the volume of the flocculation chamber, as well as the complexity of maintenance and operation of the prototype as a whole.

В прототипе камера флокуляции, вода из которой выходит снизу, полностью открыта в нижней части, что в свою очередь приводит к значительному сокращению времени пребывания воды в приемной камере прототипа, т.е. к сокращению продолжительности периода флокуляции.In the prototype, the flocculation chamber, the water from which flows from below, is fully open in the lower part, which in turn leads to a significant reduction in the residence time of water in the receiving chamber of the prototype, i.e. to reduce the duration of the flocculation period.

Проемы между тонкослойными модулями (между тонкослойными модулями и стенкой корпуса, между тонкослойными модулями и стенкой камеры флокуляции) перекрыты горизонтальной перегородкой, расположенной на уровне нижнего основания модулей. Это приводит к тому, что между модулями, стенкой корпуса и стенкой камеры флокуляции образуются карманы, которые постепенно заполняются осадком, удаление которого является весьма трудоемкой операцией, связанной с обязательной остановкой и опорожнением отстойника. Между тем масса накопившегося осадка может в конечном итоге в несколько раз превысить массу тонкослойных модулей, что обуславливает необходимость неоправданного увеличения прочностных характеристик конструкций для удерживания модулей в прототипе или же приведет к обрушению модулей.The openings between the thin-layer modules (between the thin-layer modules and the wall of the housing, between the thin-layer modules and the wall of the flocculation chamber) are blocked by a horizontal partition located at the level of the lower base of the modules. This leads to the fact that between the modules, the wall of the casing and the wall of the flocculation chamber, pockets are formed, which are gradually filled with sediment, the removal of which is a very time-consuming operation associated with the mandatory stop and emptying of the sump. Meanwhile, the mass of accumulated sediment can ultimately several times exceed the mass of thin-layer modules, which necessitates an unjustified increase in the strength characteristics of structures to hold the modules in the prototype or lead to the collapse of the modules.

Пояснения относительно расположения в прототипе тонкослойных модулей, соприкасающихся друг с другом нижними внутренними углами, представлены на чертежах, где изображено:Explanations regarding the location of the prototype thin-layer modules in contact with each other by the lower inner corners are presented in the drawings, which show:

- на фиг.4 - размещение модулей при их соприкосновении нижними внутренними углами по прототипу, вид в плане;- figure 4 - placement of the modules when they contact the lower inner corners of the prototype, a plan view;

- на фиг.5 - аксонометрическое изображение фрагмента размещения тонкослойных модулей по прототипу.- figure 5 is an axonometric image of a fragment of the placement of thin-layer modules of the prototype.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такой тонкослойный флокулятор, в котором усовершенствования путем введения нового взаимного расположения конструктивных элементов позволят при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности очистки воды за счет увеличения площади отстаивания, увеличения объема и коэффициента использования объема камеры флокуляции, а также в упрощении обслуживания и эксплуатации тонкослойного флокулятора в целом.The claimed object is based on the task of creating such a thin-layer flocculator in which improvements by introducing a new mutual arrangement of structural elements will make it possible to use the claimed object to achieve a technical result consisting in increasing the productivity and efficiency of water treatment by increasing the settling area, increasing the volume and utilization rate the volume of the flocculation chamber, as well as in simplifying the maintenance and operation of a thin layer fl the eyepiece as a whole.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом тонкослойном флокуляторе, содержащем цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды, тонкослойные модули в виде наклонных параллелепипедов с прямоугольными основаниями, двумя боковыми гранями, расположенными вертикально, и двумя боковыми гранями, расположенными наклонно, причем вертикальные грани расположены перпендикулярно горизонтальной прямой, соединяющей ось корпуса с центром вертикальной грани, и горизонтальную перегородку, перекрывающую проемы между модулями, согласно заявляемому техническому решению тонкослойные модули соприкасаются серединами внутренних наклонных ребер, камера флокуляции оснащена снизу диафрагмой в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, а горизонтальная перегородка, перекрывающая проемы между модулями, расположена на уровне верхних оснований модулей.The problem is solved in that in the inventive thin-layer flocculator containing a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water, thin-layer modules in the form of inclined parallelepipeds with rectangular bases, two side faces located vertically, and two lateral faces located obliquely, and the vertical faces are perpendicular to the horizontal line connecting the axis of the body with the center of the According to the claimed technical solution, thin-layer modules are in contact with the middle of the internal inclined ribs, the flocculation chamber is equipped with a diaphragm in the form of a truncated cone with the smaller base facing down, and the horizontal partition overlapping the openings between the modules is located on level of the upper base of the modules.

В отдельных случаях изготовления в заявляемом флокуляторе тонкослойные модули могут быть выполнены из пластин, уложенных друг на друга, при этом пластины оснащены, по меньшей мере, двумя ребрами, каждое из которых выполнено в виде малых пластинок длиной L и шириной d, причем малые пластинки размещены перпендикулярно плоскости пластины и расположены на пластине параллельно друг другу на расстоянии b. В этом случае при укладке пластин друг на друга за счет наличия ребер пластины находятся на расстоянии d. При этом пластины уложены друг на друга таким образом, что длинные стороны ребер наклонены к горизонтальной плоскости.In some cases, manufacturing in the inventive flocculator, thin-layer modules can be made of plates stacked on top of each other, while the plates are equipped with at least two ribs, each of which is made in the form of small plates of length L and width d, and small plates are placed perpendicular to the plane of the plate and are located on the plate parallel to each other at a distance b. In this case, when laying the plates on top of each other due to the presence of ribs, the plates are at a distance d. In this case, the plates are stacked on top of each other so that the long sides of the ribs are inclined to the horizontal plane.

При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и эффективности очистки воды за счет увеличения площади отстаивания, увеличения объема и коэффициента использования объема камеры флокуляции, а также в упрощении обслуживания и эксплуатации тонкослойного флокулятора в целом.When using the inventive facility, it is possible to achieve a technical result consisting in increasing the productivity and efficiency of water treatment by increasing the area of sedimentation, increasing the volume and utilization of the volume of the flocculation chamber, as well as simplifying the maintenance and operation of the thin-layer flocculator as a whole.

Размещение тонкослойных модулей в пространстве между цилиндрической стенкой корпуса и центральной цилиндрической камерой флокуляции таким образом, чтобы соприкосновение смежных модулей приходилось на середину их внутренних наклонных ребер, позволяет обеспечить наиболее оптимальное размещение модулей при более плотном заполнении данного пространства модулями, увеличить площадь, занимаемую модулями, и увеличить площадь отстаивания, что в свою очередь способствует повышению эффективности очистки воды и увеличению производительности флокулятора по изобретению.Placing thin-layer modules in the space between the cylindrical wall of the housing and the central cylindrical flocculation chamber in such a way that the adjacent modules touch in the middle of their internal inclined ribs allows for the most optimal placement of the modules with a denser filling of this space with modules, to increase the area occupied by the modules, and increase the area of sedimentation, which in turn helps to increase the efficiency of water treatment and increase productivity and flocculator of the invention.

Оснащение камеры флокуляции снизу диафрагмой в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, обеспечивает увеличение полезного объема камеры флокуляции, а также повышение производительности и эффективности очистки воды, упрощение обслуживания и эксплуатации тонкослойного флокулятора в целом. При отсутствии диафрагмы поток воды, поступающий в камеру флокуляции через тангенциальные впуски, расположенные в верхней части камеры флокуляции (устройство для подвода воды в камеру флокуляции), движется преимущественно вдоль стенок в пространстве, объем которого составляет 10-15% от объема камеры флокуляции. При наличии же диафрагмы поток воды, поступающий в камеру флокуляции через тангенциальные впуски, расположенные в верхней части камеры, движется в пространстве, объем которого равен Vполез:Equipping the flocculation chamber from the bottom with a diaphragm in the form of a truncated cone, facing a smaller base downward, increases the useful volume of the flocculation chamber, as well as increases the productivity and efficiency of water treatment, simplifies maintenance and operation of the thin layer flocculator as a whole. In the absence of a diaphragm, the water flow entering the flocculation chamber through the tangential inlets located in the upper part of the flocculation chamber (a device for supplying water to the flocculation chamber) moves mainly along the walls in space, the volume of which is 10-15% of the volume of the flocculation chamber. If there is a diaphragm, the water flow entering the flocculation chamber through the tangential inlets located in the upper part of the chamber moves in a space whose volume is equal to V useful :

V п о л е з = V п о л н π d д 2 4 h к

Figure 00000006
, V P about l e s = V P about l n - π d d 2 four h to
Figure 00000006
,

где Vполез - полезный объем камеры флокуляции, м3;where V climbed - the useful volume of the flocculation chamber, m 3 ;

Vполн - полный объем камеры флокуляции, м3;V full - the total volume of the flocculation chamber, m 3 ;

dд - диаметр отверстия в диафрагме, м;d d - the diameter of the holes in the diaphragm, m;

hк - высота камеры флокуляции, м.h to - the height of the flocculation chamber, m

Поскольку обычно dд≤Dк, где Dк - диаметр камеры флокуляции, то Vполез≥0,7Vполн, т.е. значительно больше, чем при отсутствии диафрагмы.Since usually d d ≤D k , where D k is the diameter of the flocculation chamber, then V climbed ≥0.7V full , i.e. significantly more than in the absence of a diaphragm.

Размещение горизонтальной перегородки, перекрывающей проемы между модулями (между тонкослойными модулями и стенкой корпуса, между тонкослойными модулями и стенкой камеры флокуляции), на уровне верхних оснований модулей позволяет конструктивно просто обеспечить упрощение и облегчение процесса удаления накопившегося на перегородке осадка, осуществление которого становится возможным только при частичном опорожнении заявляемого тонкослойного флокулятора до уровня воды ниже верхних оснований тонкослойных модулей, путем, например, смывания осадка водой из шланга в каналы тонкослойных модулей.Placing a horizontal partition that overlaps the openings between the modules (between thin-layer modules and the wall of the housing, between thin-layer modules and the wall of the flocculation chamber), at the level of the upper bases of the modules makes it possible to constructively simplify and facilitate the process of removing sediment accumulated on the partition, the implementation of which becomes possible only with partial emptying of the inventive thin-layer flocculator to a water level below the upper bases of the thin-layer modules, for example, by rinsing water sediment from the hose into the channels of thin-layer modules.

Выполнение тонкослойных модулей из пластин, уложенных друг на друга, оснащение пластин, по меньшей мере, двумя ребрами, каждое из которых выполнено в виде малых пластинок длиной L и шириной d, размещение этих малых пластинок перпендикулярно плоскости пластины и их расположение на пластине параллельно друг другу на расстоянии b позволяют конструктивно просто обеспечить образование равновеликих по высоте и ширине каналов для тока воды в тонкослойном модуле, равномерность распределения потоков воды, а также позволяет повысить производительность и эффективность очистки воды, упростить обслуживание и эксплуатацию тонкослойного флокулятора в целом.The implementation of thin-layer modules of plates stacked on top of each other, equipping the plates with at least two ribs, each of which is made in the form of small plates of length L and width d, the placement of these small plates perpendicular to the plane of the plate and their location on the plate parallel to each other at a distance b allow constructively simple to ensure the formation of channels equal in height and width for the water flow in the thin-layer module, the uniform distribution of water flows, and also allows to increase the producer efficiency and effectiveness of water treatment, simplify maintenance, and operation of thin-layer flocculator as a whole.

Сущность заявляемого объекта поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the claimed object is illustrated by drawings, which depict:

- на фиг.6 - вертикальный разрез заявляемого тонкослойного флокулятора;- figure 6 is a vertical section of the inventive thin-layer flocculator;

- на фиг.7 - размещение модулей при их соприкосновении серединами внутренних наклонных боковых ребер, вид в плане;- Fig.7 - the placement of the modules when they touch the middle of the inner inclined side ribs, a plan view;

- на фиг.8 - аксонометрическое изображение фрагмента размещения тонкослойных модулей в корпусе;- Fig.8 is a perspective view of a fragment of the placement of thin-layer modules in the housing;

- на фиг.9 - фрагмент размещения тонкослойных модулей у стенки корпуса, вид в плане;- figure 9 is a fragment of the placement of thin-layer modules at the wall of the housing, a plan view;

- на фиг.10 - вертикальный разрез тонкослойного модуля по III-III на фиг.9.- figure 10 is a vertical section of a thin-layer module according to III-III in figure 9.

На чертежах проставлены следующие обозначения:The following notation is affixed to the drawings:

1 - корпус;1 - housing;

2 - камера флокуляции;2 - flocculation chamber;

3 - трубопровод для подвода воды;3 - pipeline for water supply;

4 - водосборный лоток;4 - a drainage tray;

5 - тонкослойный модуль;5 - thin layer module;

6 - скребковый механизм;6 - scraper mechanism;

7 - патрубок для удаления осадка,7 - pipe to remove sediment,

8 - перегородка,8 - partition,

9 - диафрагма,9 - aperture

10 - пластины тонкослойных модулей,10 - plates of thin-layer modules,

11 - каналы в тонкослойных модулях,11 - channels in thin-layer modules,

12 - малые пластинки (ребра) в тонкослойных модулях.12 - small plates (ribs) in thin-layer modules.

Заявляемый тонкослойный флокулятор состоит из цилиндрического корпуса 1, центральной цилиндрической камеры флокуляции 2, размещенной коаксиально в корпусе, трубопроводов для подвода воды 3 (устройство для подвода воды в камеру флокуляции), водосборного лотка 4 (устройство для отвода осветленной воды), тонкослойных модулей 5, размещенных в пространстве между корпусом 1 и камерой флокуляции 2 и установленных, например, на опорах (не показано), скребкового механизма 6 с приводным валом и центрального патрубка 7 для удаления осадка, расположенного в нижней части конического днища корпуса 1 (фиг.6).The inventive thin-layer flocculator consists of a cylindrical body 1, a central cylindrical flocculation chamber 2, placed coaxially in the body, pipelines for supplying water 3 (a device for supplying water to the flocculation chamber), a drainage tray 4 (a device for draining clarified water), thin-layer modules 5, located in the space between the housing 1 and the flocculation chamber 2 and installed, for example, on supports (not shown), a scraper mechanism 6 with a drive shaft and a central pipe 7 for removing sediment, located on the bottom of the conical one (6) of the housing bottom.

Корпус 1 оборудован, по меньшей мере, двумя трубопроводами 3 для подвода загрязненной воды на очистку, которые размещены в верхней части корпуса 1 и входят в камеру флокуляции 2 тангенциально. Зазоры между верхними основаниями тонкослойных модулей 5, между верхними основаниями тонкослойных модулей 5 и стенкой корпуса 1 и между верхними основаниями тонкослойных модулей 5 и стенкой камеры флокуляции 2 перекрыты горизонтальной перегородкой 8, расположенной на уровне верхних оснований модулей 5 и предотвращающей выток воды мимо тонкослойных модулей 5. Камера флокуляции 2 выполнена в виде цилиндра с диафрагмой 9, установленной в его нижней части и выполненной в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз.The housing 1 is equipped with at least two pipelines 3 for supplying contaminated water for treatment, which are located in the upper part of the housing 1 and enter the flocculation chamber 2 tangentially. The gaps between the upper bases of the thin-layer modules 5, between the upper bases of the thin-layer modules 5 and the wall of the housing 1 and between the upper bases of the thin-layer modules 5 and the wall of the flocculation chamber 2 are blocked by a horizontal partition 8 located at the level of the upper bases of the modules 5 and preventing water from flowing past the thin-layer modules 5 The flocculation chamber 2 is made in the form of a cylinder with a diaphragm 9 installed in its lower part and made in the form of a truncated cone, facing down with a smaller base.

Тонкослойные модули 5 представляют собой блоки, собранные из, например, прямоугольных пластин 10, которые расположены параллельно и уложены друг на друга. Пластины объединены таким образом, что тонкослойный модуль 5 имеет форму наклонного параллелепипеда (фиг.10) с основаниями в виде прямоугольных параллелограммов, двумя наклонными боковыми гранями, выполненными в виде прямоугольных параллелограммов и размещенными к горизонтальной плоскости оснований наклонного параллелепипеда, например, под углом γ=55÷60°, а также двумя вертикальными гранями, выполненными виде параллелограммов с углом, например, γ=55÷60° и размещенными перпендикулярно к горизонтальной плоскости оснований наклонного параллелепипеда (фиг.8, 9). Пластины 10 уложены друг на друга с уклоном, например, γ=55÷60° и создают систему наклонных каналов 11, которые образованы смежными пластинами 10 и образуют с горизонтальной плоскостью угол γ=55÷60°.Thin-layer modules 5 are blocks assembled from, for example, rectangular plates 10, which are arranged in parallel and stacked on top of each other. The plates are combined in such a way that the thin-layer module 5 has the shape of an inclined parallelepiped (Fig. 10) with bases in the form of rectangular parallelograms, two inclined side faces made in the form of rectangular parallelograms and placed to the horizontal plane of the bases of the inclined parallelepiped, for example, at an angle γ = 55 ÷ 60 °, as well as two vertical faces made in the form of parallelograms with an angle, for example, γ = 55 ÷ 60 ° and placed perpendicular to the horizontal plane of the bases of the inclined parallel elepipeda (8, 9). The plates 10 are laid on each other with a slope, for example, γ = 55 ÷ 60 ° and create a system of inclined channels 11, which are formed by adjacent plates 10 and form an angle γ = 55 ÷ 60 ° with the horizontal plane.

Пластины оснащены, например, двумя ребрами, каждое из которых выполнено в виде малых пластинок 12 длиной L и шириной d (фиг.10), причем малые пластинки 12 размещены перпендикулярно плоскости пластины 10 и расположены на пластине 10 параллельно друг другу на расстоянии b. В этом случае при укладке пластин друг на друга за счет наличия ребер пластины находятся на расстоянии d. При этом пластины уложены друг на друга таким образом, что длинные стороны ребер наклонены к горизонтальной плоскости.The plates are equipped, for example, with two ribs, each of which is made in the form of small plates 12 of length L and width d (Fig. 10), and small plates 12 are placed perpendicular to the plane of the plate 10 and are located on the plate 10 parallel to each other at a distance b. In this case, when laying the plates on top of each other due to the presence of ribs, the plates are at a distance d. In this case, the plates are stacked on top of each other so that the long sides of the ribs are inclined to the horizontal plane.

В частности, при использовании пластин с ребрами ширина каждого канала равна b, высота - d, а длина - L (фиг.10).In particular, when using plates with ribs, the width of each channel is b, the height is d, and the length is L (Fig. 10).

Каждый канал по своей технической сущности представляет собой наклонный мини-отстойник, образованный двумя смежными параллельными наклонными пластинами 10, расположенными одна над другой, причем нижняя пластина выполняет роль дна канала, а общая площадь отстаивания определяется формулой:Each channel in its technical essence is an inclined mini-sump formed by two adjacent parallel inclined plates 10 located one above the other, the lower plate acting as the channel bottom, and the total settling area is determined by the formula:

F = n a B cos γ L d / sin γ

Figure 00000007
F = n a B cos γ L d / sin γ
Figure 00000007

где F - общая площадь отстаивания, м2;where F is the total area of sedimentation, m 2 ;

n - количество тонкослойных модулей;n is the number of thin-layer modules;

а - длина основания модуля (фиг.10), м;a - the length of the base of the module (figure 10), m;

В - ширина пластины (модуля) (фиг.9), м;In - the width of the plate (module) (Fig.9), m;

L - длина пластины (фиг.10), м;L is the length of the plate (figure 10), m;

d - расстояние между пластинами, из которых состоит модуль (фиг.10), м;d is the distance between the plates of which the module consists (figure 10), m;

d/sinγ - расстояние между пластинами по вертикали, м,d / sinγ is the vertical distance between the plates, m,

γ - угол наклона пластин к горизонтальной плоскости, γ=55÷60°.γ is the angle of inclination of the plates to the horizontal plane, γ = 55 ÷ 60 °.

Тонкослойные модули 5 в пространстве между корпусом 1 и камерой флокуляции 2 (в зоне отстаивания) расположены таким образом, чтобы их вертикальные грани были перпендикулярны горизонтальной прямой, соединяющей ось корпуса 1 с центром вертикальной грани, а смежные модули соприкасались друг с другом серединами своих внутренних наклонных боковых ребер (фиг.8).Thin-layer modules 5 in the space between the housing 1 and the flocculation chamber 2 (in the settling zone) are located so that their vertical faces are perpendicular to the horizontal line connecting the axis of the housing 1 with the center of the vertical face, and the adjacent modules are in contact with each other by the midpoints of their internal inclined side ribs (Fig. 8).

Заявляемый тонкослойный флокулятор работает следующим образом. Исходная загрязненная вода для очистки подается по двум тангенциальным трубопроводам 3 в камеру флокуляции 2, в которой за счет вращательного характера движения потока происходит перемешивание и укрупнение содержащихся в исходной воде загрязнений и осаждение крупных фракций. Затем вода через диафрагму 9 камеры флокуляции 2 движением сверху вниз поступает в нижнюю часть корпуса 1 и далее, движением снизу вверх, распространяется в пространстве между камерой флокуляции 2 и стенкой корпуса 1 (зона отстаивания). В зоне отстаивания вода потоком снизу вверх входит в каналы 11 тонкослойных модулей 5. Здесь взвешенные вещества, еще оставшиеся в воде, оседают на дно каналов 11, укрупняются и сползают по наклонной пластине 10 вниз в виде агрегатов, размеры которых таковы, что скорость их осаждения превышает скорость восходящего потока. Вследствие этого, эти агрегаты опускаются на дно корпуса 1 флокулятора, а осветленная вода из тонкослойных модулей 5 отводится через водосборный лоток 4. Осадок скребковым механизмом 6 перемещается к центру конического днища корпуса 1 и удаляется через патрубок 7. Для предотвращения прохода воды без очистки в тонкослойных модулях 5 зазоры между ними и стенкой корпуса 1 и между ними и стенкой камеры флокуляции 2 закрыты горизонтальной перегородкой 8, расположенной на уровне верхних оснований тонкослойных модулей 5.The inventive thin-layer flocculator operates as follows. The source contaminated water for treatment is supplied through two tangential pipelines 3 to the flocculation chamber 2, in which, due to the rotational nature of the flow movement, mixing and coarsening of the contaminants contained in the source water and deposition of large fractions takes place. Then, water through the diaphragm 9 of the flocculation chamber 2 flows from top to bottom into the lower part of the housing 1 and then, from below to upwards, it spreads in the space between the flocculation chamber 2 and the wall of the housing 1 (settling zone). In the settling zone, water flows from the bottom up into the channels 11 of thin-layer modules 5. Here, suspended solids still remaining in the water settle to the bottom of the channels 11, aggregate and slide down the inclined plate 10 in the form of aggregates whose dimensions are such that their deposition rate exceeds upstream speed. As a result of this, these units sink to the bottom of the flocculator body 1, and clarified water from the thin-layer modules 5 is discharged through the drainage tray 4. The sediment is moved to the center of the conical bottom of the housing 1 by the scraper mechanism 6 and is removed through the nozzle 7. To prevent water from entering the thin-layer modules 5, the gaps between them and the wall of the housing 1 and between them and the wall of the flocculation chamber 2 are closed by a horizontal partition 8 located at the level of the upper bases of the thin-layer modules 5.

Поскольку вся поверхность между корпусом 1 и камерой флокуляции 2 на уровне верхних оснований модулей 5 перекрыта перегородкой 8, вода из нижней зоны отстаивания, расположенной ниже тонкослойных модулей 5, в верхнюю зону отстаивания, расположенную выше тонкослойных модулей 5, может пройти только через тонкослойные модули 5, т.е. обязательно подвергается очистке.Since the entire surface between the housing 1 and the flocculation chamber 2 at the level of the upper bases of the modules 5 is blocked by a partition 8, water from the lower settling zone, located below the thin-layer modules 5, into the upper settling zone, located above the thin-layer modules 5, can pass only through the thin-layer modules 5 , i.e. must be cleaned.

Ввиду того, что блоки тонкослойных модулей 5 установлены так, что они соприкасаются с корпусом 1, а также серединами внутренних наклонных боковых ребер друг с другом (фиг.7, 8), площадь, занимаемая ими и, следовательно, общая площадь осаждения будет больше, чем при соприкосновении модулей нижними внутренними углами оснований (фиг.4, 5). Это повышает производительность и эффективность очистки воды в тонкослойном флокуляторе, который заявляется. Кроме того, при этом также удается увеличить объем камер флокуляции, по сравнению с прототипом, где модули соприкасаются нижними внутренними углами (фиг.4, 5). Это позволяет увеличить продолжительность процесса флокуляции и уменьшить содержание мелких частиц взвеси в воде, т.е. обеспечивает повышение эффективности очистки воды и производительности заявляемого тонкослойного флокулятора.Due to the fact that the blocks of thin-layer modules 5 are installed so that they are in contact with the housing 1, as well as the midpoints of the inner inclined side ribs with each other (Figs. 7, 8), the area occupied by them and, therefore, the total deposition area will be larger, than when the modules touch the lower inner corners of the bases (Figs. 4, 5). This increases the productivity and efficiency of water purification in the thin layer flocculator that is claimed. In addition, at the same time, it is also possible to increase the volume of flocculation chambers, compared with the prototype, where the modules are in contact with the lower inner corners (Figs. 4, 5). This allows you to increase the duration of the flocculation process and reduce the content of fine particles of suspension in water, i.e. provides increased efficiency of water purification and productivity of the inventive thin-layer flocculator.

В заявляемом тонкослойном флокуляторе модули представлены в виде параллелепипедов A1B1C1D1A2B2C2D2 и E1F1G1H1E2F2G2H2 (фиг.8, 9, индекс "1" относится к углам верхних оснований, а индекс "2" - к углам нижних оснований). ABCD и EFGH (фиг.9) - это прямоугольники, образующиеся при сечении параллелепипедов горизонтальной плоскостью, проходящей на уровне половины высоты параллелепипедов, следовательно, проходящей через точки соприкосновения внутренних наклонных ребер (общая точка DE на фиг.8, 9). Эти прямоугольники равны основаниям параллелепипедов. Если в отстойнике n модулей, расположенных у периферии, то прямоугольники ABCD, EFGH и другие образуют замкнутую цепь (на чертежах не показана), а отрезки AD, ЕН (точки D и Е совпадают, т.к. это точка соприкосновения двух смежных модулей) и другие представляют собой стороны правильного n-угольника. Наиболее оптимально принимать n=6, либо n=8, либо n=10, либо n=12. При этом ввиду того, что AD - это сторона правильного n-угольника, то угол AOD α=360/n и AP=PD=0,5AD (фиг.9).In the inventive thin-layer flocculator, the modules are presented in the form of parallelepipeds A 1 B 1 C 1 D 1 A 2 B 2 C 2 D 2 and E 1 F 1 G 1 H 1 E 2 F 2 G 2 H 2 (Fig. 8, 9, index “1” refers to the corners of the upper bases, and the index “2” refers to the corners of the lower bases). ABCD and EFGH (Fig. 9) are rectangles formed when the parallelepipeds are cut by a horizontal plane passing at half the height of the parallelepipeds, therefore passing through the contact points of the inner inclined ribs (common point DE in Figs. 8, 9). These rectangles are equal to the bases of the parallelepipeds. If there are n modules located at the periphery in the sump, then the rectangles ABCD, EFGH and others form a closed circuit (not shown in the drawings), and the segments AD, ЕН (points D and E coincide, because this is the point of contact of two adjacent modules) and others are sides of a regular n-gon. It is most optimal to take n = 6, or n = 8, or n = 10, or n = 12. Moreover, due to the fact that AD is the side of the regular n-gon, the angle AOD is α = 360 / n and AP = PD = 0.5AD (Fig. 9).

Примем, что на фиг.9 точки А, В, С и D - это проекции соответствующих точек параллелепипеда A1B1C1D1A2B2C2D2 на горизонтальную плоскость, на которой лежит основание A2B2C2D2. Введем обозначения:In FIG. 9, points A, B, C, and D are the projections of the corresponding points of the box A 1 B 1 C 1 D 1 A 2 B 2 C 2 D 2 onto the horizontal plane on which the base A 2 B 2 C lies 2 D 2 . We introduce the following notation:

R - радиус корпуса флокулятора, м;R is the radius of the flocculator body, m;

а - длина основания модуля (длина фронтальной стороны основания параллелепипеда (AD=ВС=a, A1D1=B1C1=а, фиг.10), м;a is the length of the base of the module (the length of the front side of the base of the parallelepiped (AD = BC = a, A 1 D 1 = B 1 C 1 = a, Fig. 10), m;

L - длина бокового наклонного ребра (фиг.10), м;L is the length of the side inclined ribs (figure 10), m;

В - ширина параллелепипеда A1B1=C1D1=AB=CD=В (фиг.8, 9), м;B is the width of the parallelepiped A 1 B 1 = C 1 D 1 = AB = CD = B (Figs. 8, 9), m;

γ - угол наклона пластин (а следовательно, и бокового ребра к горизонтальной плоскости, и осадительных ячеек), γ=55÷60°;γ is the angle of inclination of the plates (and, consequently, of the lateral rib to the horizontal plane, and the precipitation cells), γ = 55 ÷ 60 °;

α - угол, под которым видна из центра корпуса фронтальная вертикальная грань AD параллелограмма (A1D1D2A2, фиг.8, 9), α=360/n.α is the angle at which the frontal vertical edge AD of the parallelogram (A 1 D 1 D 2 A 2 , Figs. 8, 9) is visible from the center of the case, α = 360 / n.

Проведем из центра корпуса перпендикуляр к гране AD (фиг.9). Р и Q - точки пересечения этого перпендикуляра с гранями AD и ВС. Соединим точку О с точкой D, точку D с точкой C1 и точку О с точкой C1. Обозначим угол POC1 - φ, а угол CDC1 - β.Draw a perpendicular from the center of the case to the edge AD (Fig. 9). P and Q are the intersection points of this perpendicular with the faces AD and BC. Connect the point O with the point D, the point D with the point C 1 and the point O with the point C 1 . We denote the angle POC 1 - φ, and the angle CDC 1 - β.

D1D2 и C1C2 - это проекции боковых ребер длиной L на горизонтальную плоскость. Для обеспечения надлежащего режима сползания осадка по дну канала (по пластине 10) угол наклона пластин к горизонтальной плоскости устанавливается γ=55÷60° (для расчетов примем γ=60°). Поскольку угол наклона боковых ребер к горизонтальной плоскости составляет 60°, то D1D2=0,5L, C1C2=0,5L, a CC1=DD1=0,25L.D 1 D 2 and C 1 C 2 are the projections of the side ribs of length L on the horizontal plane. To ensure the proper mode of creep of sediment along the bottom of the channel (on plate 10), the angle of inclination of the plates to the horizontal plane is set to γ = 55 ÷ 60 ° (for calculations we take γ = 60 °). Since the angle of inclination of the side ribs to the horizontal plane is 60 °, then D 1 D 2 = 0.5L, C 1 C 2 = 0.5L, and CC 1 = DD 1 = 0.25L.

Очевидно, что sinφ=(0,5а+0,25L)/R.Obviously, sinφ = (0.5a + 0.25L) / R.

Здесь и ниже все линейные размеры величин, входящих в формулы (а, L, В, R, отрезки ОР, OD, C1D, параметр γ), выражены в метрах, а площади Fcp, Fн - в м2.Here and below, all linear dimensions of the quantities included in the formulas (a, L, B, R, segments of OP, OD, C 1 D, parameter γ) are expressed in meters, and the areas F cp , F n in m 2 .

Проведем рассчет ОР:We will calculate the OR:

O P = R cos ϕ B = R 1 ( 0,5 a + 0,25 L R ) 2 B .                                      ( 16 )

Figure 00000008
O P = R cos ϕ - B = R one - ( 0.5 a + 0.25 L R ) 2 - B . ( 16 )
Figure 00000008

С другой стороны ОР можно рассчитать так:On the other hand, the PR can be calculated as follows:

O P = O D cos α 2 .                                                                                        ( 17 )

Figure 00000009
O P = O D cos α 2 . ( 17 )
Figure 00000009

OD можно определить из треугольника ODC1:OD can be determined from triangle ODC 1 :

O D = C 1 D sin C 1 O D sin O C 1 D ,                                                                  ( 18 )

Figure 00000010
O D = C one D sin C one O D sin O C one D , ( eighteen )
Figure 00000010

O C 1 D = β ϕ

Figure 00000011
O C one D = β - ϕ
Figure 00000011

C 1 O D = ϕ α 2

Figure 00000012
(фиг.9). C one O D = ϕ - α 2
Figure 00000012
(Fig.9).

O D = B 2 + ( 0,25 L ) 2 sin ( ϕ α 2 ) sin ( β ϕ ) = B 2 + ( 0,25 L ) 2 sin ϕ cos α 2 cos ϕ sin α 2 ( sin β cos ϕ cos β sin ϕ )            ( 19 )

Figure 00000013
O D = B 2 + ( 0.25 L ) 2 sin ( ϕ - α 2 ) sin ( β - ϕ ) = B 2 + ( 0.25 L ) 2 sin ϕ cos α 2 - cos ϕ sin α 2 ( sin β cos ϕ - cos β sin ϕ ) ( 19 )
Figure 00000013

sin ϕ = ( 0,5 a + 0,25 L ) / R

Figure 00000014
sin ϕ = ( 0.5 a + 0.25 L ) / R
Figure 00000014

cos ϕ = 1 ( 0,5 a + 0,25 L R ) 2 ,                                                                    ( 20 )

Figure 00000015
cos ϕ = one - ( 0.5 a + 0.25 L R ) 2 , ( twenty )
Figure 00000015

sin β = 0,25 L B 2 + ( 0,25 L ) 2

Figure 00000016
. sin β = 0.25 L B 2 + ( 0.25 L ) 2
Figure 00000016
.

После подстановки выражений для sinφ, cosφ, sinβ, cosβ в уравнение (19) с учетом равенств (16, 17, 18) получено уравнение:After substituting the expressions for sinφ, cosφ, sinβ, cosβ in equation (19), taking into account equalities (16, 17, 18), the equation is obtained:

R 1 ( 0,5 a + 0,25 L R ) 2 B = B 2 + ( 0,25 L ) 2 × × 0,25 L B 2 + ( 0,25 L ) 2 1 ( 0,5 + 0,25 L R ) 2 B ( 0,5 a + 0,25 L ) R B 2 + ( 0,25 L ) 2 0,5 a + 0,25 L R cos α 2 1 ( 0,5 + 0,25 L R ) 2 sin α 2 cos α 2 .       ( 21 )

Figure 00000017
R one - ( 0.5 a + 0.25 L R ) 2 - B = B 2 + ( 0.25 L ) 2 × × 0.25 L B 2 + ( 0.25 L ) 2 one - ( 0.5 + 0.25 L R ) 2 - B ( 0.5 a + 0.25 L ) R B 2 + ( 0.25 L ) 2 0.5 a + 0.25 L R cos α 2 - one - ( 0.5 + 0.25 L R ) 2 sin α 2 cos α 2 . ( 21 )
Figure 00000017

Можно ввести обозначение y=(0,5·a+0,25·L) и после упрощения получить уравнение (21) в следующем виде:We can introduce the notation y = (0.5 · a + 0.25 · L) and, after simplification, obtain equation (21) in the following form:

R 2 y 2 B 0,25 L R 2 y 2 B y y t g α 2 R 2 y 2 = 0.                                        ( 22 )

Figure 00000018
R 2 - y 2 - B - 0.25 L R 2 - y 2 - B y y - t g α 2 R 2 - y 2 = 0. ( 22 )
Figure 00000018

Для случая, когда модули соприкасаются нижними внутренними углами (фиг.4), аналогичным образом можно получить уравнение:For the case when the modules are in contact with the lower inner corners (figure 4), in the same way you can get the equation:

R 2 y 2 B 0,25 L R 2 y 2 B y y t g α 2 R 2 y 2 = 0,                                        ( 23 )

Figure 00000019
R 2 - y 2 - B - 0.25 L R 2 - y 2 - B y y - t g α 2 R 2 - y 2 = 0 ( 23 )
Figure 00000019

где y=0,5·а+0,5·L.where y = 0.5 · a + 0.5 · L.

Примеры расчетов.Examples of calculations.

1. Исходные данные: n=8, α=45°; R=5,0 м; В=1,5 м; L=1,5 м.1. Initial data: n = 8, α = 45 °; R = 5.0 m; B = 1.5 m; L = 1.5 m.

Результаты расчета: ан=2,54 м; acp=2,65 м; Fcp/Fн=1,04 м2,Calculation results: a n = 2.54 m; a cp = 2.65 m; F cp / F n = 1.04 m 2 ,

где ан - длина основания модуля при соприкосновении модулей внутренними углами нижних оснований (по прототипу), м;where a n is the length of the base of the module in contact with the internal corners of the lower bases (prototype), m;

acp - длина основания модуля при соприкосновении модулей серединами наклонных внутренних боковых ребер (по изобретению), м;a cp is the length of the base of the module when the modules touch in the middle of the inclined inner side ribs (according to the invention), m;

Fcp - площадь основания модуля при соприкосновении модулей серединами внутренних наклонных боковых ребер (по изобретению), м2;F cp - the base area of the module when the modules touch the middle of the inner inclined side ribs (according to the invention), m 2 ;

Fн - площадь основания модуля при соприкосновении модулей нижними внутренними углами оснований (по прототипу), м2.F n - the area of the base of the module in contact with the lower internal corners of the bases (prototype), m 2 .

Для технического решения, которое заявляется, при соприкосновении модулей серединами наклонных внутренних боковых ребер площадь отстаивания увеличивается на 4% по сравнению с тем случаем, когда модули соприкасаются нижними внутренними углами (по прототипу), а объем камеры флокуляции увеличивается на 8%.For the technical solution, which is claimed, when the modules touch the middle of the inclined inner side ribs, the area of sedimentation increases by 4% compared to the case when the modules are in contact with the lower internal corners (according to the prototype), and the volume of the flocculation chamber increases by 8%.

2. Исходные данные: n=8, α=45°; R=2,0 м; В=0,6 м; L=1,5 м.2. Initial data: n = 8, α = 45 °; R = 2.0 m; B = 0.6 m; L = 1.5 m.

Для технического решения, которое заявляется, при соприкосновении модулей серединами наклонных внутренних боковых ребер в результате решения уравнения (23) получим: аср=0,99 м, ОР=0,99/[2tg(45°/2)]=1,195 м (ОР - расстояние от оси корпуса флокулятора до внутренних граней модулей, следовательно, можно принять радиус камеры флокуляции равным 1,19 м, фиг.9).For the technical solution that is claimed, when the modules touch the midpoints of the inclined inner side ribs, as a result of solving equation (23), we obtain: avg = 0.99 m, OR = 0.99 / [2tg (45 ° / 2)] = 1.195 m (OR - the distance from the axis of the flocculator body to the inner faces of the modules, therefore, you can take the radius of the flocculation chamber equal to 1.19 m, Fig.9).

Для случая соприкосновения модулей нижними углами ан=0,84 м. В этом случае радиус камеры флокуляции будет составлять 1,01 м.For the case of contact of the modules with the lower angles a n = 0.84 m. In this case, the radius of the flocculation chamber will be 1.01 m.

Площадь проекции всех наклонных пластин на горизонтальную плоскость равна:The projection area of all inclined plates on a horizontal plane is:

F = n B a cos γ d L sin γ ,                                                                       ( 24 )

Figure 00000020
F = n B a cos γ d L sin γ , ( 24 )
Figure 00000020

где n - число тонкослойных модулей.where n is the number of thin-layer modules.

За счет того, что acp больше, чем ан, площадь отстаивания Fcp для случая соприкосновения модулей серединами внутренних наклонных боковых ребер больше, чем площадь отстаивания в случае, когда модули соприкасаются нижними внутренними углами, почти на 18%, а объем камеры флокуляции больше на 40%.Due to the fact that a cp is larger than a n , the settling area F cp for the case of contact of the modules with the midpoints of the internal inclined side ribs is larger than the settling area in the case when the modules are in contact with lower internal angles, by almost 18%, and the volume of the flocculation chamber 40% more.

Claims (2)

1. Тонкослойный флокулятор, содержащий цилиндрический корпус, цилиндрическую камеру флокуляции, устройство для подвода воды в камеру флокуляции, устройство для отвода осветленной воды, тонкослойные модули в виде наклонных параллелепипедов с прямоугольными основаниями, двумя боковыми гранями, расположенными вертикально, и двумя боковыми гранями, расположенными наклонно, причем вертикальные грани расположены перпендикулярно горизонтальной прямой, соединяющей ось корпуса с центром вертикальной грани, и горизонтальную перегородку, перекрывающую проемы между модулями, отличающийся тем, что тонкослойные модули соприкасаются серединами внутренних наклонных ребер, при этом камера флокуляции оснащена снизу диафрагмой в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, а горизонтальная перегородка, перекрывающая проемы между модулями, расположена на уровне верхних оснований модулей.1. A thin-layer flocculator comprising a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber, a device for supplying water to the flocculation chamber, a device for draining clarified water, thin-layer modules in the form of inclined parallelepipeds with rectangular bases, two side faces located vertically, and two side faces located obliquely, and the vertical faces are perpendicular to the horizontal line connecting the axis of the housing with the center of the vertical face, and the horizontal partition, per kryvayuschuyu openings between the modules, characterized in that the thin-film modules contiguous middles inner inclined edges, the flocculation chamber is equipped with a bottom orifice in the form of a truncated cone, facing the small base downwards and horizontal baffle overlapping apertures between modules situated at the level of the upper base modules. 2. Тонкослойный флокулятор по п.1, отличающийся тем, что тонкослойные модули выполнены из пластин, каждая из которых оснащена, по меньшей мере, двумя ребрами, причем ребра выполнены в виде параллельных пластинок, плоскости которых перпендикулярны пластине, а пластины уложены друг на друга таким образом, что длинные стороны ребер наклонены к горизонтальной плоскости. 2. The thin-layer flocculator according to claim 1, characterized in that the thin-layer modules are made of plates, each of which is equipped with at least two ribs, the ribs being made in the form of parallel plates, the planes of which are perpendicular to the plate, and the plates are stacked on top of each other so that the long sides of the ribs are inclined to the horizontal plane.
RU2013100423/05A 2013-01-09 2013-01-09 Thin-layered floculator RU2520486C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100423/05A RU2520486C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Thin-layered floculator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100423/05A RU2520486C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Thin-layered floculator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2520486C1 true RU2520486C1 (en) 2014-06-27

Family

ID=51217871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013100423/05A RU2520486C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Thin-layered floculator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520486C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3615025A (en) * 1969-12-19 1971-10-26 Neptune Microfloc Inc Solids-liquid separator with vertically spaced tube-settlers
SU1101262A1 (en) * 1981-05-26 1984-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии "Внипичерметэнергоочистка" Twin-layer settling tank
RU2234357C2 (en) * 2002-11-04 2004-08-20 Галкин Юрий Анатольевич Liquid clarifier
RU110656U1 (en) * 2011-06-20 2011-11-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" INSTALLATION (Sump) FOR SEWAGE TREATMENT
RU118207U1 (en) * 2012-02-20 2012-07-20 Юрий Анатольевич Галкин LIQUID LIGHTING UNIT

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3615025A (en) * 1969-12-19 1971-10-26 Neptune Microfloc Inc Solids-liquid separator with vertically spaced tube-settlers
SU1101262A1 (en) * 1981-05-26 1984-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии "Внипичерметэнергоочистка" Twin-layer settling tank
RU2234357C2 (en) * 2002-11-04 2004-08-20 Галкин Юрий Анатольевич Liquid clarifier
RU110656U1 (en) * 2011-06-20 2011-11-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" INSTALLATION (Sump) FOR SEWAGE TREATMENT
RU118207U1 (en) * 2012-02-20 2012-07-20 Юрий Анатольевич Галкин LIQUID LIGHTING UNIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4290898A (en) Method and apparatus for mechanically and chemically treating liquids
SU1058522A3 (en) Apparatus for cleaning liquid from particles
Camp et al. Studies of Sedimentation Basin Design [with Discussion]
CN102284200A (en) Sedimentation tank filled with horizontal tube sedimentation and separation device
KR20090102000A (en) Rectangular clarifier with auto-flocculation effect
KR100797196B1 (en) Inclined settling tank
RU2520486C1 (en) Thin-layered floculator
KR101369975B1 (en) Non-powered partition barrier type floc cohesion apparatus
CN205391828U (en) Integral type pipe chute deposits filtering ponds
CN210751432U (en) A mud-water separation device for sewage treatment
US3337057A (en) Settling tanks for sewage
JP2005169380A (en) Suspension separation method, suspension separation apparatus, settlement passageway module, and suspension separation apparatus unit
RU2438992C1 (en) Horizontal settling pool
CN106422435A (en) baffled sedimentation tank and baffled sedimentation process
CN106430348A (en) Sedimentation tank for sewage treatment
US2672982A (en) Solids retention apparatus for streams
JP2012228634A (en) Regenerated water production device
JP2006198571A (en) Precipitator
CN203944162U (en) Funnel sedimentation basin
CN211111407U (en) River sewage treatment device
JP2011251234A (en) Paint wastewater separator
SU946591A1 (en) Thin film settler
CN220758091U (en) Sedimentation tank
JP2001190904A (en) Purifying system
US4417988A (en) Method for improving solids removal in clarifiers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180110