Устройство для обработки неосветленной воды

 

Изобретение относится к обработке жидкостей с целью удаления из них суспендированных частиц. Цель изобретения - повышение степени очистки воды, обеспечение компактности и экономичности. Устройство для удаления из воды суспендированных в ней частиц состоит из наружного и внутреннего концентрически расположенных резервуаров 1, 2 и платформы 6, установленной на верху наружного резервуара для перемещения вокруг этого резервуара. Неосветленную воду вводят во внутренний резервуар 2 вместе с хлопьеобразующим материалом для объединения с взвешенными в воде частицами и эта смесь проходит из внутреннего в наружный резервуар. В смесь вводят газовые пузырьки для прикрепления их к флокулированным (покрытым хлопьями) взвешенным частицам и флотирования их на поверхность воды в наружном резервуаре с образованием на ней слоя шлама. Совок 7, установленный на платформе, удаляет шлам для выгрузки из аппарата. Вблизи днища наружного резервуара расположено множество фильтрующих слоев 3 для удаления остаточных осаждаемых хлопьев для окончательного осветления воды перед выпуском, а над фильтрующими слоями расположено вакуумное устройство 20 для очистки этих слоев. Таймер 37 контролирует положение вакуумного устройства над заданными фильтрующими слоями 3 и операцию их очистки. 11 з.п.ф-лы, 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY (с 4

0с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (86) PCT/US 85/01678 (03„09.85) (21) 4027606/26 (22) 30. 04. 86 (31) 646789 (32) 04. 09. 84 (33) US (46) 15.08.91. Бюп. В 30 (71) Ленокс Институт фор Рисерч, Инк. (US) (72) Милокс Крофта (US) (53) 628.334(088.8) (56) Патент США 11 4377485 кл. 210 704, 19

„„SU 167116Î А 3 (51)g С 02 F i/52, В 01 D 21/08

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕ-.

:ОСВЕТЛЕННОЙ ВОДЫ (57) Изобретение относится к обРа ботке жидкостей с целью удаления иэ них суспендированных частиц.

Цель изобретения — повьппение стейе" ни очистки воды, одеспечение ком= пактности и экономичности. Устройство для удаления из воды суспендиро . ванных в ней частиц состоит из нарфж ного и внутреннего концентрически расположенных резервуаров 1, 2 и

1671160

1с платформы 6, установленной наверху наружного резервуара для перемещения вокруг этого резервуара. Неосветленную воду вводят во внутренний резер-. вуар 2 вместе с хлопьеобразующим ма.териалом для объединения с взвешен*ными в воде частицами и эта смесь проходит из внутреннего в наружный резервуар, В смесь вводят газовые пузырьки для прикрепления их к флбк кулированным (покрытым хлопьями) взвешенным частицам и флотирования их на поверхность воды в наружном резервуаре с образованием на ней

Изобретение относится к обработке жидкостей с целью удаления из них суспендированных частиц, в частнос— ти к устройствам для осветления и очистки воды.

Цель изобретения — повьппение с1е— пени очистки воды, обеспечение ком пактности и экономичности устройства, На фиг„1 показано устройство для обработки воды в аксонометрической проекции, частично в разрезе; на фиг.2 часть сечения в увеличенном масштабе верхней части устройства.

Устройство для обработки воды содержит наружный цилиндрический 1 е зервуар 1, в котором концентрически расположен внутренний цилиндрический резервуар 2, называемый также флок-. кулятором, который опирается на об щее с наружным резервуаром 1 основа ние. Верхняя кромка внутреннего резервуара 2 находится ниже верхней кромки наружного резервуара 1, например около 6 дюймов (152,4 мм).

В нижней части кольцевого пространства между резервуарами 1 и 2 расположено множество фильтрующих отсеков 3. Каждый фильтрующий отсек

3 заполнен слоем песка За, опирается на мелкую сетку Зб и ограничен стен.— ками Зв и днищем 4. В центре уст ройства над резервуаром 2 располо-. жена воронка 5, предназначенная для сбора шлама. На платформе 6 имеется втулка ба и суппорт 66 для закреп-. ления. совка (ковша) 7, который имеет трубу 7а, а также дополнительные совки 76. Илам накапливается на *оверхности жидкости во внутреннем ре

55 слоя шлама. Совок 7, уста новленный на платформе, удаляет шлам для выгрузки из аппарата. Вблизи днища наружного резервуара расположено мно жество фильтрующих слоев З,для уда= ления остаточных осаждаемых хлопьев для окончательного осветления воды перед выпуском, а над фильтрующими слоями расположено вакуумное уст ройство 20 для очистки этих слоев.

Таймер 37 контролирует положение вакуумного устройства над заданными фильтрующими слоями 3 и операцию их очистки. 11 з.п. ф=лы, 2 ил. эервуаре 2. Внутри соответствующих ковшов имеются отверстия для приема собранного шпама и выгрузки его тем самым в воронку 5, причем труба 7а проходит между четырьмя отстоящими друг от друга опорными пластинами 7в, прикрепленными к опорному диску 7г.

Электроэнергия подводится через электродвигатель 8 с ремнем 8а, кбн такт 9 и проводники 9а., Насос 10 rlo дает воду в емкость 11 растворения воздуха. Сжатый воздух в емкость 11 подают по трубопроводу 12 для смеше ния с водой. Над и под перфорирован= ной трубой 13 установлены дефлекторы

13а и 136 для успокоения воды. На трубопроводе 14 установлен впускной регулирующий клапан 14а. Камера 15 установлена снаружи резервуара 1 и имеет поплавок 15а на стержне 156.

Через сопла 16 трубопровода 17 пода-. ются вода и реагенты. Через трубу 18 подается раствор полиэлектролита.

Верх внутреннего резервуара 1 окружен отражательным кольцом (дефлектором)

19 и отстоит от него в наружном на-. правлении, благодаря чему между ре= зервуарами образуются кольцевые от-. верстия, через которые вода из внут реннего резервуара 2 переливается в наружный. рефлектор 19 служит для успокоения воды, вытекающей из резер вуара 2, благодаря чему уменьшается турбулентность воды и улучшаются 9словия образования слоя шлама на *о= верхности резервуара 1. Вакуумный бункер 20 подвешен к платформе 6. По трубе 21 и 22 удаляется осветленная вода. По трубе 23 удаляется шпам.

Платформа 6 приводится в действие

1671160

10 электродвигателем 24, а бункер под нимается электродвигателем 25. Ва ку. м=насос 26 просасывает воду через фильтр и ожижает песок и имеет обрат ный клапан 27. Вода после обратной промывки удаляется по трубопроводам

28 и 29. Кольцевая камера 30 предназначена для приема отфильтрованной воды. Часть предварительно осветлен ной воды выводится из резервуара по трубе 31. По трубопроводу 32 вода поступает в емжость 11. По трубопро воду 33 вода подается в резервуар 2.

Стержень 34, подвешенный к платформе, ъ окружен корпусом 35 с трубопроводом

36 из упругого пластика. Устройство содержит таймер 37, микровыключатель

38, прикрепленные по окружности вы= ступающие детали .39, приводной рычаг

40, Число фильтрующих секций фильтра определяется простым числом 19, 23, 29, 31 и 37, обычно применяют 31 сек

ЦИю о

Устройство работает следующим об разом.

Воду под давлением из емкости 11, содержащую растворенный воздух и по= лиэлектролит, подают во внутренний резервуар 2 по трубопроводу 33. В распределительной трубе 13 в виде прямоугольника имеются отверстия для выпуска воды в резервуар 2. Распре= делительная труба 13 установлена в верхней центральной части резервуара

2 непосредственно ниже поверхности воды в резервуаре.2 перед тем, как она перетечет в наружный резервуар

1. Крошечные пузырьки воздуха, имею щиеся в воде, выходящей через от-. верстия в трубе 13, прикрепляются к хлопьям, несущим частицы в воде по мере того, как она переливается в резервуар 1, а затем хлопья всплывают на поверхность воды в резервур 1, образуя на ней слой шлама„

В центре устройства над внутрен-. ним резервуаром 2 расположена ворчун ка 5, предназначенная для приема шлама, собранного ковшом 7 и выгру= жаемого из него по трубе 7а. Для вы— грузки собранного шлама из системы служит труба 23, которая соответст.— вующим образом прикреплена к внут-. реннему резервуару 2, своим верхним концом соединена с воронкой 5 и проходит вниз через резервуары 1 и 2;

На трубе 7а вблизи главного ковша. 7 установлен вспомогательный ковш 7б.

Коническое днище внутреннего Резервуара 2 в центре соединено с дренирующим трубопроводом 29, по которому выгружаются тяжелые твердые осадки, например песок, накапливается в днище внутреннего резервуара.

Для очистки поверхностей фильтрую щих слоев За служит всасывающий бун кер 20, подвешенный к платформе 6 стержнем 34, соединенным с электро двигателем 25, установленным на плат форме. Стержень окружен корпусом 35, прикрепленным к платформе. Внутрен ний объем бункера 20 с помощью тру бопровода 36 соединен с вакуумнайо сом 26, который также установлен на платформе 6 и к которому присоединен выпускной трубопровод 28, выход которого соединен с внутренним объемом резервуара 2. Электродвигатель 25 опускает бункер 20 на каждый фильтрующий слой За и поднимает его c этого слоя. Размеры и форма бункера

20 у его днища таковы, что бункер в своем самом нижнем положении плотно прилегает к поверхности соответствующих слоев песка. Перемещение бун кера 20 относительно фиксированного кожуха 35 возможно благодаря использованию пластичного материала, напри мер из упругого пластика, для трубо провода 36.

Вращение платформы 6 регулируется чикровыключателем 38, установленным на платформе и имеющим приводной рычаг 40, проходящий снаружи и вниз от платформы„Микровыключатель 38 соединен с электродвигателем 24 и предназначен для включения и выключения последнего„К стенке резервуара 1 прикреплено множество отстоящих друг от друга по окружности выступающих деталей (прутков или стержней), предназначенных для контактирования с приводным рычагом 40 выключателя по мере вращения платформы. Число и взаимное расположение стержней собт ветствует числу и положению фильтрую щих слоев За, и работа электродвига теля 24, таким образом, регулируется выключателем и таймером. Вакуумный бункер 20 опускается только на задан ные фильтрующие слои в течение каждо го полного оборота платформы 6, как было описано, Для осуществления это

ro контроля таймер 37 имеет предварительно настраиваемый импульсный переключатель известного типа.

1671160

При работе устройства исходную осветлйемую воду направляют в аппарат по трубопроводу 14 и предварительно смешивают с флоккулирующим веществом, например квасцами, вводимым по тру бопроводу 17, и эта смесь поступает в резервуар 2 через сопло 16. В резервуаре 2 образуются флоккулы (хлопья) по мере того, как вода дви жется по спирали к верху аппарата, при этом вода тщательно перемешивает ся с хлопьями„ благодаря чему улуч-. шается оседание загрязняющих воду частиц на хлопья. Смесь из частично осветленной воды с растворенным воздухом и хлопьеобразующим полиэлект ролитом поступает в резервуар 2 через питательный трубопровод 33 и выпуска ется на верху резервуара через перфо 2п рированную трубу 13, где хлопья с увлеченными частицами прикрепляются к воздушным пузырькам, выделяющимся при таком способе выпуска воды из тру бы 13. Затем эта смесь перетекает в 25 резервуар 1, и хлопья с прилипшими частицами выносятся с воздушными пу= зырьками на поверхность жидкости в резервуаре 1, образуя слой флотируе-. мого шлама на поверхности жидкости.

По мере вращения платформы 6 совок 7 собирает шлам и выгружает его в во ронку 5, откуда он выпускается по трубе 23 для соответствующего захоронения.

Большая часть загрязняющих частиц удаляется из неосветленной воды с помощью описанного процесса флотации и удаления шлама. Тогда,как неосвет ленная вода непрерывно поступает в 4О резервуар 2, вода в резервуаре 1 с остаточными хлопьями и осевшими на них загрязнениями течет к низу резервуара и проходит через ряд песчаных фильтров в кольцевой камере 30, после 45 чего выводится по трубе 21 как освет ленная вода.

По мере того, как на поверхности песчаных фильтров накапливается шлам, расход жидкости через песок умень

50 шается. Для поддержания требуемого расхода жидкости через систему песок в каждом фильтрующем слое периодически очищают. Это осуществляют, опуская вакуумный бункер 20 с заданными ин

55 тервалами на каждый фильтрующий слой после остановки платформы 6. При ра боте вакуум насоса 26 начинается про сасывание воды через фнльтрующий слой с подъемом и ожижением песка в слое. Полученная при этом загрязнен-. ная вода обратной промывки выводится по трубопроводу 28 во флоккулятор 2.

После заданного промежутка времени, например 20 с, вакуум насос 26 ос" танавливается, а всякий обратный *о ток в трубе 36 предотвращается обрат ным клапаном 27. После дополнитель ного заданного промежутка времени, например 10 с, песок под бункером

20 оседает, бункер поднимается электродвигателем 25, а платформа 5, приводимая электродвигателем 24, возобновляет свое движение до тех пор, пока она не остановится над дру гим слоем песка после обслуживания заданного числа фильтрующих слоев.

Таким образом, предложенное уст ройство для обработки воды эффективно осветляет и очищает сырую или загрязненную воду, содержащую взвешенные частицы, бактерии и другие нежела тельные органические и неорганические примеси, чем отличаются различные водные источники низкого качеСтва, включая озера, пруды, ручьи, зараженные емкости и т,п. Разработанное устройство компактно в изго- товлении и относительно дешевое.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для обработки не осветленной воды, содержащее наруж ный резервуар и коаксиально располо женный в нем внутренний резервуар, платформу, установленную наверху на ружного резервуара и вращающуюся вокруг вертикальной оси, трубопровод подачи исходной воды во внутренний резервуар, трубопровод подачи флоку лянта в обрабатываемую воду, спираль= ный совок для удаления шлама с поверхности воды в наружном резервуаре, расположенные на платформе и на дне кольцевой камеры между наружным и внутренним резервуарами фильтры из пористого материала в виде радиаль ных секций с отсосями и трубопровода ми удаления осевших загрязнений, а также трубопровод отвода осветленной воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения степени очист ки воды, обеспечения компактности и экономичности устройства, верхняя кромка внутреннего резервуара распо ложена ниже верхней кромки наружного

1671160 резервуара для обеспечения перелива обрабатываемой воды из внутреннего резервуара в наружный, устройство снабжено центрально расположенной во внутреннем резервуаре разгрузочной трубой с воронкой в ее верхней части для вывода шлама и расположенным в верхней части внутреннего резервуара перфорированным трубопроводом подачи воды под давлением и со сжатым воздухом.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренний резервуар снабжен дефпектором, уста новленным на его верху и на расстоя нии от его стенок с образованием кольцевых отверстий для ламинарного потока переливаемой воды.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что трубопро вод подачи исходной воды снабжен установленным под углом к оси внутреннего резервуара соплом дпя спи рального направленного вверх потока.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отсосы осевших загрязнений фильтра снабжены вторичными трубопроводами и установ лены на платформе с возможностью се= лективного опускания на отдельные радиальные секции фильтра.

5. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что общее число радиальных секций фильтра является простым числом.

6. Устройство по п.1, о т л и = ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб-. жено средством регулирования враще-. ния платформы, состоящим из высту пающих деталей, расположенных на расстоянии одна от другой вокруг яа ружного резервуара, установленных на платформе электродвигателя и выключа теля, последовательно контактирую@его с выступающими деталями при в1 ащении платформы

7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб жено дополнительным спиральным сов

1р ком для удаления шлама с поверхности воды во внутреннем резервуаре, разме щенным вблизи основного совка.

8. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб15 жено дополнительным трубопроводом подачи хлопьеобразующего материала.

9. Устройство по пп.1 и 8, о Ф ел и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено емкостью для растворения воздуха с трубопроводом подачи с нее сжатого воздуха, насосом и трубопроводом вывода из наружного резервуара предварительно очищенной ввды, ем кость присоединена к перфорированному трубопроводу подачи воды под давле нием и со сжатым воздухом в верхнюю часть внутреннего резервуара, 10. Устройство по п.1, с т л и . ч а ю щ е е с я тем, что внутренний

3р. резервуар выполнен с коническим, сходящимся книзу днищем и с дренирую щими средствами для удаления оседаю щих твердых частиц, 11. Устройство по п,1, о т л и а lo lit e p. c R тем, RTQ QHQ cHal6 жено отражательными элементами, расположенными вокруг перфорированного трубопровода.

12. Устройство по п.1, о т л й4р ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб жено средствами детектирования и ре. гулирования уровня воды в наружном резервуаре.

1671160

Составитель Г. Суханова

Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Бескид

Редактор М.Келемеш

Заказ 2760 Тираж 623 Подпйсное

ВНИИПИ Государстве.«ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11 11

Производственно-издательский комбинат Патент, r Ужгород, ул. Гагарина, 101