SU1764669A1 - Тонкослойный отстойник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области очистки жидкостей, в частности к устройствам дл  осветлени  природных и сточных вод путем осаждени . Цель изобретени  - повышение производительности отстойника при сохранении его габаритов. Отстойник содержит квадратный в плане корпус, внутри которого размещены четыре тонкослойных модул , каждый из которых выполнен в виде пакета наклонных параллельных пластин, установленных под углом к горизонтали. На входе и выходе каждого модул  установлены параллельные перегородки, образующие входные и сборные каналы. Каждый последующий модуль установлен по отношению к предыдущему под углом 90°, при этом между каждым последующем модулем и предыдущим установлены вертикальные перегородки. Отстойник имеет также входной коллектор, расположенный в его середине и сообщенный с обращенными к нему концами входных каналов, сборные коллекторы, размещенные параллельно входному коллектору и сообщенные с концами сборных каналов, противолежащими концам входных каналов, сообщенных с входным коллектором, входной патрубок, сообщенный с концом входного коллектора , и выходные патрубки, сообщенные с концами сборных коллекторов, противолежащими концу входного коллектора, сообщенного с входным патрубком. Пластины модулей установлены под углом до 90° в сторону входного патрубка. Поперечна  сторона каждого модул  составл ет 0,17- 0,25 длины диагонали, соедин ющей углы квадрата, ограничивающего полость корпуса отстойника, а продольна  сторона - 0,2- 0,35 длины этой диагонали. Вдоль продольных сторон каждого модул  установлены вертикальные перегородки, образующие каналы дл  всплывающих и оседающих примесей. Очищаема  жидкость подаетс  через входной коллектор одновременно во все модули. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 4 со с о о о |Ю

Description

Изобретение относитс  к области очистки природных и сточных вод методом отстаивани  от взвешенных веществ, Нефтепродуктов и жиров и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, где имеютс  подобные воды, например в металлургической , машиностроительной, нефтеперерабатывающей , энергетической, масло-жировой

отрасл х промышленности, а также дл  очистки природных и бытовых вод в городском коммунальном хоз йстве.

Известен тонкослойный отстойник, содержащий корпус, тонкослойный модуль, выполненный в виде пакета параллельных пластин ( русов), установленных под углом к горизонтальной плоскости, устройство дл 

равномерного распределени  очищаемой жидкости и устройство дл  равномерного сбора осветленной жидкости, установленные соответственно на выходе тонкослойного модул  и входной и выходной патрубки, соединенные, соответственно, с устройством дл  равномерного распределени  очищаемой жидкости и устройством дл  равномерного сбора осветленной жидкости . В этом тонкослойном отстойнике устройства дл  равномерного распределени  очищаемой и равномерного сбора осветленной жидкости представл ют собой каждое расположенный на боковой стенке отстойника карман и размещенную в кармане рас- пределительную перегородку с отверсти ми, Между основными наклонными пластинами тонкослойного модул  под углом 15-90° к их поверхности с зазором установлены промежуточные пластины, смонтированные на съемной раме.

Недостатками известного тонкослойного отстойника  вл ютс  его большие габариты , дополнительный бесполезный объем, а также недостаточно высокое качество очистки жидкости. Это обусловлено наличием на входе потока жидкости в тонкослойный модуль и на выходе из него дырчатых распределительных перегородок, которые должны выравнивать распределение скоростей по живому сечению потока. На практике между дырчатыми распределительными перегородками и тонкослойным модулем требуютс  значительные рассто ни  (от 0,5 Н до 2Н, где Н - глубина отстойника, принимаема  обычно 1-3 м).

Кроме того, распределительные перегородки представл ют собой перфорированные системы большого сопротивлени , которые могут обеспечить более или менее равномерное распределение воды по живому сечению потока (по поперечному сечению ) только при условии, что суммарна  площадь живого сечени  отверстий в перегородках меньше площади живого сечени  потока в отстойнике в 20-30 раз.

Таким образом, если даже обеспечить ламинарный режим движени  жидкости в тонкослойном модуле отстойника, то при проходе через отверсти  распределительной перегородки скорости жидкости за счет стеснени  живого сечени  потока увеличиваютс  соответственно в 20-30 раз, Из-за этого возникаетструйность потока, соответствующие турбулентные пульсации. Они ухудшают режим отстаивани  в отстойнике и качество очистки жидкости, а чтобы его улучшить, необходимо гасить струйность потока и турбулентные пульсации за счет

увеличени  длины отстойника, увеличива  этим его габариты и объем.

Кроме того, в известном тонкослойном отстойнике отверсти  в распределительных

перегородках быстро засор ютс  грубодис- персными и волокнистыми примес ми, зарастают отложени ми малорастворимых солей, выдел ющимис  из нестабильной воды , что делает этот отстойник недостаточно

0 надежным в работе.

Одним из недостатков известного тонкослойного отстойника  вл етс  то, что наличие дополнительных промежуточных пластин усложн ет изготовление тонко5 слойного модул  и эксплуатацию отстойника , так как сложно выдержать при изготовлении и эксплуатации зазоры между основными наклонными пластинами и дополнительными промежуточными пласти0 нами.

При эксплуатации промежуточные пластины обрастают отложени ми и подвергаютс  коррозии в услови х очищаемой жидкости, содержащей большое количество

5 взвешенных веществ, что и приводит к уменьшению упом нутых зазоров, а это, в свою очередь, приводит к ненадежности от- стойника в работе.

Кроме того, наличие дополнительных

0 промежуточных пластин ускор ет засорение пространства между основными наклонными пластинами при содержании в исходной жидкости большого количества взвешенных веществ. Помимо этого, в изве5 стном тонкослойном отстойнике трудно вводить в пространство между основными наклонными пластинами и извлекать из него съемную раму с дополнительными промежуточными пластинами.

0 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  тонкослойный отстойник, содержащий корпус, имеющий в плане форму квадрата, тонкослойный модуль, выпол5 ненный в виде пакета наклонных параллельных пластин, параллельные перегородки , установленные на входе и выходе модул  с образованием соответственно входных и сборных каналов, входной и сбор0 ный коллекторы, расположенные параллельно друг относительно друга вдоль противолежащих концов входных и сборных каналов перпендикул рно последним, входной и выходной патрубки, соединенные, со5 ответственно, с противолежащими концами входного и сборного коллекторов, причем входные и сборные каналы сообщены одними своими концами, соответственно, с входным и сборным коллекторами и перекрыты перегородками на их других концах, а угол

наклона пластин тонкослойного модул  составл ет до 90о в сторону вход щего патрубка .

У этого отстойника по сравнению с предыдущим значительно повышаетс  производительность , однако она остаетс  недостаточно высокой по следующим причинам.

В этом отстойнике дл  равномерного распределени  расхода жидкости по живому сечению тонкослойного модул  реализуетс  принцип параллельного включени  межъ русных пространств, При реализации этого принципа деление исходного потока жидкости на равные по расходу потоки обеспечиваетс  за счет равенства гидравлических сопротивлений при движении жидкости по любой возможной траектории между входным и выходным патрубками.

Параллельное включение межъ русных пространств тонкослойного модул  этого отстойника достигаетс  путем устранени  возможностей всех диагональных протоков жидкости как в направлении внутренних диагоналей модул , так и в диагональных направлени х вдоль всех шести наружных сторон модул , от точки входа до точки выхода . Так, дл  устранени  возможности движени  жидкости в направлении от точки входа до точки выхода по внутренним диагонал м тонкослойного модул  в этом отстойнике предусматриваетс  ориентированием направле- ни  наклона пластин модул . Дл  исключени  возможности диагонального протока жидкости вдоль передней и задней стороны модул , на входе и выходе модул  установлены параллельные перегородки, которые образуют распределительные и сборные каналы. Дл  исключени  возможности диагонального протока жидкости вдоль боковых, верхней и нижней сторон тонкослойного модул , тонкослойный модуль по высоте и по ширине больше пакета параллельных перегородок, установленных на его входе и выходе. Величина превышени  тонкослойным модулем по высоте и ширине пакета упом нутых параллельных перегородок определ етс  из услови  равенства кратчайших с наименьшим гидравлическим сопротивлением длин путей движени  потоков жидкости от точки входа до точки выхода по любой из возможных траекторий. Поэтому длина возможного пути по диагонали вдоль боковых, верхней и нижней сторон тонкослойного модул  должна быть больше на величину

Д h b + I ь h + I -Л диагонали соответствующей сторон тонкослойного модул , где h - высота пакета параллельных пе регородок, установленных на входе и выходе тонкослойного модул ;

b - ширина пакета параллельных перегородок , установленных на входе и выходе

тонкослойного модул ;

I - длина пакета тонкослойного модул .

Так, например, при h 1 м, b 1 м, I

1,5 м требуетс  установить тонкослойный

модуль 1,7 х 1,7 х 1,5 м размером, т.е. дру0 гими словами, дл  обеспечени  параллельного включени  межъ русных пространств размером 1 х 1 х 1,5 м3 одним из необходимых условий  вл етс  установка тонкослойного модул  размером 1,7 х 1,7 х 1,5 м, т.е.

5 требуетс  дополнительный объем тонкослойного модул . Это условие не дает достичь теоретически возможного увеличени  производительности отстаивани  этого отстойника .

0 Дл  дальнейшего повышени  производительности этого отстойника дальнейшее увеличение габаритных размеров тонкослойного модул  при неизменных габаритах корпуса отстойника невозможно.

5 Цель изобретени  - повышение производительности отстойника при сохранении его габаритов.

Дл  достижени  поставленной цели тонкослойный отстойник, содержащий кор0 пус, имеющий в плане форму квадрата, тонкослойный модуль, выполненный в виде пакета наклонных параллельных пластин, параллельные перегородки, установленные на входе и выходе модул  с образованием

5 соответственно входных и сборных каналов, входной и сборный коллекторы, расположенные параллельно друг относительно друга вдоль противолежащих концов входных и сборных каналов перпендикул рно последним, входной и выходной патрубки,

0 соединенные, соответственно, с противолежащими концами входного и сборного коллекторов , причем входные и сборные каналы сообщены одними своими концами соответственно с входным и сборным кол5 лекторами и перекрыты перегородками на их других концах, а угол наклона пластин тонкослойного модул  составл ет до 90° С в сторону входного патрубка, согласно изобретени , снабжен трем  дополнительными

0 модул ми с параллельными перегородками, установленными на входе и выходе модулей с образованием, соответственно, входных и сборных каналов, свободные концы которых перекрыты перегородками, дополнительными

5 сборными коллекторами, размещенными вдоль концов сборных каналов дополнительных модулей , дополнительными входными патрубками, соединенными с концами дополнительных сборных коллекторов, дополнительными

вертикальными перегородками, установленными между каждым последующим и предыдущим модул ми, при этом входной коллектор расположен в середине корпуса, входные каналы дополнительных модулей сообщаютс  с входным коллектором, каждый последующий модуль установлен по отношению к предыдущему под углом 90°, длина поперечной стороны каждого модул  составл ет 0,17-0,25 длины диагонали, соедин ющей углы квадрата, образованного внутренними сторонами стенок корпуса отстойника , а длина продольной стороны составл ет 0,2-0,35 длины диагонали.

Кроме того, отстойник снабжен вертикальными перегородками, установленными вдоль продольных сторон каждого модул  перпендикул рно к ним с образованием каналов дл  всплывающих и оседающих примесей .

Наличие трех дополнительных тонкослойных модулей  вл етс  необходимым и достаточным дл  достижени  максимальной производительности за вл емым отстойником при сохранении его габаритов, соответствующих габаритам прототипа. Размещение более трех дополнительных тонкослойных модулей в корпусе за вл емого отстойника с габаритами, равными габаритам прототипа, и с центральным расположением входного коллектора конструктивно не выполнимо,

В случае, если величина поперечной стороны тонкослойного модул  будет больше 0,25 диагонали упом нутого квадрата, то входной коллектор в центре корпуса отстойника разместить будет невозможно, либо во входном коллекторе из-за малого его поперечного сечени  будет невозможно пропустить расчетный расход стоков.

В случае, если размер поперечной стороны тонкослойного модул  будет меньше 0,17 диагонали упом нутого квадрата, то живое сечение входного коллектора будет столько велико, что скорости движени  жидкости в нем будут равным или меньше скорости движени  жидкости во входных и сборных каналах. Это нецелесообразно из- за большого объема, занимаемого входным коллектором и малого объема тонкослойного модул , что снижает производительность отстойника.

Если величина продольной стороны тонкослойного модул  будет больше 0,35 диагонали упом нутого квадрата, то в этом случае будет невозможно разместить блок параллельных перегородок, образующих входные и сборные каналы, на входе и выходе тонкослойного модул , либо из-за малого живого сечени  этих каналов

невозможно пропустить через них расчетный расход стоков.

Если продольна  сторона тонкослойного модул  будет меньше 0,2 диагонали упом нутого квадрата, то в этом случае размеры живого сечени  входных и сборных каналов будут столь велики, что в нем из-за малой скорости протока будет происходить осветление стоков, что не рационально из0 за большого объема, занимаемого каналами и нежелательно из-за забивани  каналов загр знени ми .

На фиг.1 изображен предлагаемый тонкослойный отстойник, вертикальный разрез;

5 на фиг.2 -тоже, горизонтальный разрез.

Тонкослойный отстойник содержит квадратный в плане или цилиндрический корпус 1 с днищем в виде бункеров 2 и пирамидальной или конической крышкой 3.

0 Внутри корпуса размещены четыре токнос- лойных модул  4, каждый из которых выполнен в виде пакета наклонных параллельных пластин 5, установленных под углом к горизонтальной плоскости. На входе в каждый

5 тонкослойный модуль 4 установлен блок 6 параллельных одна относительно другой перегородок 7, а на выходе из каждого тонкослойного модул  4 установлен такой же блок 8, состо щий из параллельных перегородок

0 9. При этом у каждого из тонкослойных модулей 4 перегородки 7 блока 6 параллельны перегородкам 9 блока 8 и расположены напротив перегородок 9. Каждый последующий тонкослойный модуль 4 установлен по

5 отношению к предыдущему тонкослойному модулю 4 под углом 90°, причем между каждым последующим и предыдущим тонкослойными модул ми 4 установлены вертикальные перегородки 10, Перегородки

0 7 и 9 каждого тонкослойного модул  4 одними продольными кромками примыкают соответственно к перегородкам 10 и к стенкам отстойника и образуют с ним пр моугольные призматические входные сборные каналы 11

5 и 12, а другими продольными кромками частично вход т в боковые кромки пластин 5 на входе и выходе тонкослойных модулей 4. Таким образом у всех тонкослойных модулей 4 каждый из входных и сборных каналов

0 11 и 12 имеет только три стенки-торцовую, котора   вл етс  соответствен но частью перегородки 10 или стенки отстойника и две боковые стенки, образованные параллельными перегородками 7 или 9. Со стороны

5 входа в каждый тонкослойный модуль и со стороны выхода из него входной и сборный каналы 11 и 12 стенок не имеют и сообщаютс  с пространством между пластинами 5 тонкослойных модулей 4, Отстойник имеет также входной коллектор 13, расположенный в его середине вдоль обращенных к нему концов входных каналов 11 перпендикул рно последним и четыре сборных коллектора 14, размещенных параллельно входному коллектору 13 вдоль концов сборных каналов

12.противолежащих концам входных каналов 11, обращенным к входному коллектору

13.Входные каналы 11 концами, обращенными к входному коллектору 13, сообщены с последним, сборные каналы 12 концами, обращенными к сборным коллекторам 14, сообщены с ними, а концы входных и сборных каналов 11 и 12, противоположные их концам, сообщенным с входным коллектором 13 и сборными коллекторами 14, перекрыты перегородками 15. Подача исходной жидкости в отстойник осуществл етс  снизу через входной патрубок 16, а отвод осветленной жидкости из отстойника - сверху через выходные патрубки 17, число которых соответствует числу сборных коллекторов

14.Входной патрубок 16 и выходные патрубки 17 соединены, соответственно, с противолежащими концами входного коллектора 13 и сборных коллекторов 14. Пластины 5 тонкослойных модулей 4 установлены под углом до 90о в сторону входного патрубка 16. Бункера 2, образующие днище отстойника, соединены с трубопроводами 18 дл  отведени  осадка, а в пирамидальной или конической крышке 3 имеетс  трубопровод 190 дл  удалени  всплывающих примесей (нефтепродуктов). Число бункеров 2 соответствует числу тонкослойных модулей 4. Количество каналов 11 и 12 у каждого тонкослойного модул  4 выбираетс  в зависимости от производительности и размеров отстойника. У каждого из тонкослойных модулей 4 длина поперечной стороны составл ет 0,17-0,25 длины диагонали, соедин ющей углы квадрата, образованного внутренними сторонами стенок корпуса отстойника, а длина продольной стороны составл ет 0,2- 0,35 длины упом нутой диагонали. Вдоль продольной стороны каждого тонкослойного модул  4, расположенной напротив перегородки 10, установлены перпендикул рно к этой продольной стороне вертикальные перегородки 20, которые одними продольными кромками частично вход т в модуль, а другими продольными кромками примыкают к установленной в корпусе отстойника общей дл  них поперечной стенке 21 или непосредственно к перегородке 10, образу  со стенкой 21 или перегородкой 10 каналы 22 дл  всплывающих примесей, Вдоль другой продольной стороны каждого тонкослойного модул  4, расположенной напротив стенки отстойника , установлены перпендикул рно к этой

продольной стороне вертикальные перегородки 23, которые одними продольными кромками на определенную глубину вход т в модуль, а другими продольными кромками

примыкают к общей дл  них поперечной стенке 24 или непосредственно к стенке корпуса отстойника, образу  со стенкой 24 или стенкой корпуса отстойника каналы 25 дл  оседающих примесей. Перегородки 10

0 предназначены дл  отделени  исходной жидкости, поступающей в последующий тонкослойный модуль 4, от примесей, всплывающих из предыдущего тонкослойного модул  4, а концы перегородок 10, об5 ращенные к середине отстойника, образуют входной коллектор 13.

Тонкослойный отстойник работает следующим образом.

Исходна  жидкость под напором подает0 с  через входной патрубок 16 во входной кол- лектор 13, и, распредел  сь по длине коллектора 13, поступает через входные параллельные каналы 11 одновременно во все тонкослойные модули 4. При движении из

5 входного коллектора 13 в каналы 11 исходна  жидкость мен ет направление движени  на четыре направлени , перпендикул рные к исходному , и при этом распредел етс  в плоскост х , параллельных перегородкам 10. Из

0 каналов 11 жидкость, вторично мен   направление на перпендикул рное к исходному, поступает в тонкослойные модули 4, равномерно распредел  сь по площад м их поперечных сечений между наклонными пла5 стинами 5. При движении жидкости в пространствах между наклонными пластинами 5 происходит разделение исходной жидкости натри фазы.

Всплывающие примеси, двига сь вер0 тикально вверх в межпжластинчатых пространствах тонкослойных модулей 4, достигают в каждом межпластинчатом пространстве верхней наклонной пластины из двух пластин, его образующих, и далее дви5 гаютс  по ее поверхности вверх. При этом они достигают вертикальных каналов 22 дл  всплывающих примесей и, всплыва  по каналам 22 вертикально, попадают в пространство под крышкой 3 отстойника. В

0 пространстве под крышкой 3 происходит дополнительное отделение жидкости от всплывающих в его верхнюю часть нефтепродуктов , которые периодически или непрерывно удал ютс  через трубопровод 19

5 с задвижкой.

Оседающие примеси, двига сь в межпластинчатых пространствах тонкослойных модулей 4 вертикально вниз, достигают в каждом пространстве между пластинами нижней наклонной пластины и сползают по

ее поверхности вниз. При этом они достигают вертикальных каналов 25 дл  оседающих примесей. Затем, опуска сь по каналам 25 вертикально, оседающие примеси попадают в осадочную часть отстойника над его днищем, где дополнительно уплотн ютс  от жидкости, сполза  вниз по стенкам бункеров 2.

Уплотненный осадок периодически или непрерывно удал етс  через трубопроводы 18 с задвижками.

Осветленна  жидкость на выходе из тонкослойных модулей 4 мен ет направление движени  на 90° и по сборным каналам 12 поступает в сборные коллекторы 14. Из сборных коллекторов 14 осветленна  жидкость удал етс  за пределы отстойника через выходные патрубки 17.

Таким образом, благодар  новой конструкции отстойника при наличии четырех тонкослойных модулей в его корпусе, соответствующем по габаритам корпусу прототипа , у всех тонкослойных модулей суммарный объем защитных зон, устран ющих возможность диагонального протока жидкости вдоль боковых, верхней и нижней сторон тонкослойных модулей, будет значительно меньше, чем объем аналогичной защитной зоны в одном тонкослойном модуле прототипа. Следовательно, у четырех тонко- слойных модулей за вл емого отстойника суммарный объем рабочих зон, обеспечивающих расчетный расход жидкости в тонкослойных модул х, возрастает по сравнению с объемом аналогичной рабочей зоны в од- ном тонкослойном модуле прототипа, что ведет к повышению производительности за вл емого отстойника.

Claims (2)

1. Тонкослойный отстойник, содержа- щий корпус, имеющий в плане форму квадрата , тонкослойный модуль, выполненный в виде пакета наклонных параллельных пластин , параллельные перегородки, установленные на входе и выходе модул  с образованием соответственно входных и сборных каналов, входной и сборный коллекторы , расположенные параллельно друг относительно друга вдоль противолежащих концов входных и сборных каналов перпендикул рно последним, входной и выходной патрубки, соединенные соответственно с противолежащими концами входного и сборного коллекторов, причем входные и сборные каналы сообщены одними своими концами соответственно с входным и сборным коллекторами и перекрыты перегородками на их других концах, а угол наклона пластин тонкослойного модул  составл ет до 90 в сторону входного патрубка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности отстойника при сохранении его габаритов, он снабжен трем  дополнительными модул ми с параллельными перегородками, установленными на входе и выходе модулей с образованием соответственно входных и сборных каналов, свободные концы которых перекрыты перегородками, дополнительными сборными коллекторами, размещенными вдоль концов сборных каналов дополнительных модулей, дополнительными выходными патрубками, соединенными с концами дополнительных сборных коллекторов , дополнительными вертикальными перегородками, установленными между, каждым последующим и предыдущим модул ми , при этом входной коллектор расположен в середине корпуса, входные каналы дополнительных модулей сообщаютс  с входным коллектором, каждый последующий модуль установлен по отношению к предыдущему под углом 90°, длина поперечной стороны каждого модул  составл ет 0,17-0,25 длины диагонали, соедин ющей углы квадрата, образованного внутренними сторонами стенок корпуса отстойника, а длина продольной стороны составл ет 0,2- 0,35 длины диагонали.

2. Отстойник поп, 1,отл ича ющийс  тем, что он снабжен вертикальными перегородками , установленными вдоль продольных сторон каждого модул  перпендикул рно к ним с образованием каналов дл  всплывающих и оседающих примесей.

Фиг 1

Редактор

4 Фиг. 2

Составитель С.Полозов

Техред М.МоргенталКорректор М.Демчик