Устройство для очистки воды в слое взвешенного осадка
Изобретение относится к области очистки природных вод, а именно к устройствам для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, удаления ионов жесткости; устройство может быть использовано для предварительной очистки воды на теплоэлектроцентралях и котельных, на станциях, очищающих воду для промышленных и питьевых целей. Устройство содержит воздухоотделитель, корпус, снабженный в верхней части тонкослойными отстойными блоками, шламоотделитель, систему тангенциального ввода исходной воды в нижнюю часть корпуса, систему отвода очищенной воды и осадка, систему циркуляции шлама. Воздухоотделитель снабжен горизонтальными лотками с зубчатыми водосливами, поддоном, ограниченным зубчатым водосливом и конусом-растекателем. Система циркуляции шлама включает две горизонтальные щелевые трубы с щелью переменного сечения и два эжектирующих устройства с соплами диаметром 150 мм, совмещенные с трубами ввода исходной воды в нижнюю часть корпуса. Ввод смеси воды и шлама в шламоотделитель осуществляется через прямоугольные окна, снабженные с внутренней стороны направляющими щитками. Шламоотделитель снабжен тонкослойными отстойными блоками, а в верхней части - проходными отверстиями для промывки и осмотра. Технический результат - эффективное осветление воды, приспособленное к условиям значительно изменяющегося расхода воды. 1 ил.
Изобретение относится к области очистки природных вод, а именно к устройствам для удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, удаления ионов жесткости; устройство может быть использовано для предварительной очистки воды на теплоэлектроцентралях и котельных, на станциях, очищающих воду для промышленных и питьевых целей.
Известны устройства очистки воды в слое взвешенного осадка, состоящие из корпуса, воздухоотделителя и шламоуплотнителя, в которых воздухоотделитель снабжен вертикальными воронками для перелива воды; воздухоотделитель соединен с нижней конической частью корпуса трубопроводом, заканчивающимся тангенциально присоединенным к корпусу патрубком; шламоотделитель снабжен окнами или щелями для приема шлама. (О.В.Лившиц. Справочник по водоподготовке котельных установок. “Энергия”, М., 1976 г. с 287).
Недостатками данной конструкции являются пониженная эффективность отделения воздуха при его наличии в воде в виде мелкодисперсных пузырьков; ухудшение качества очищенной воды при значительных колебаниях ее расхода; ухудшение отвода шлама в шламоотделитель вплоть до полного прекращения отвода шлама при снижении расхода воды; при больших расходах отстаивание в шламоотделителе малоэффективно, в результате чего отводимая из шламоотделителя вода содержит повышенное содержание взвешенных веществ, а отводимый шлам имеет повышенную влажность.
Известно также устройство очистки воды в слое взвешенного осадка, в котором в верхней части корпуса имеются тонкослойные отстойные блоки, в которых роль воздухоотделителя выполняет пространство между малым и большим ограничительными вертикальными трубопроводами; в котором шламоотделитель выполнен в виде открытого кольцеобразного сосуда; в котором осуществляется рециркуляция шлама с помощью вертикально установленного гидроэлеватора (эжектора) в центре нижнего конуса корпуса. [Внедрение осветителя новой конструкции ОРАШ-300 на ТЭЦ-22. Электрические станции, 2000, №11, с. 53-55].
К недостаткам данной конструкции следует отнести малую эффективность удаления мелкодисперсного воздуха из-за высокой скорости нисходящего потока между двумя ограничительными трубопроводами; нерегулируемый отбор шлама; невозможность визуального контроля внутренней поверхности малого ограничительного трубопровода, в верхнюю часть каждого вводится известковое молоко и на поверхности которого возможно образование карбонатных отложений.
Задачей данного изобретения является создание конструкции для эффективного осветления воды, приспособленной к условиям значительно изменяющегося расхода воды, содержащей мелкодисперсный воздух.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для очистки воды в слое взвешенного осадка, содержащем воздухоотделитель, корпус, снабженный в верхней части тонкослойными отстойными блоками, шламоотделитель, систему подачи исходной воды, отвода очищенной воды и осадка, воздухоотделитель снабжен горизонтальными лотками с двусторонними зубчатыми водосливами, поддоном, ограниченным круговым зубчатым водосливом и конусом-растекателем, ввод воды в нижнюю часть корпуса производят с двух сторон с помощью эжектирующих устройств с соплами диаметром 150 мм, которые соединены трубопроводами циркуляции шлама с щелевыми трубами со щелями переменного сечения, расположенными в нижней цилиндрической части корпуса с внутренней его стороны, ввод смеси воды и осадка в шламоотделитель осуществляют через прямоугольные окна, снабженные с их внутренней стороны направляющими щитками, причем шламоотделитель дополнительно имеет тонкослойные отстойные блоки, а в верхней его части устроены проходные смотровые отверстия.
На чертеже изображено устройство для очистки воды в слое взвешенного осадка, общий вид.
Устройство включает воздухоотделитель 1, который имеет центральный распределительный цилиндр 2, четыре горизонтальных лотка с двусторонними зубчатыми водосливами 3, поддон 4, ограниченный круговым зубчатым водосливом 5, конус-растекатель 6 и нижнюю цилиндрическо-коническую часть 7.
В верхней части воздухоотделителя 1 для выпуска воздуха устроены трубчатые стояки 8.
Воздухоотделитель 1 входит в корпус, состоящий из двух конических частей - нижней 9 и промежуточной 10 и двух цилиндрических частей - нижней 11 и верхней 12.
В нижней конической части корпуса 9 тангенциально с двух сторон врезаны эжектирующие устройства 13, к которым подводятся трубопроводы циркуляции шлама 14, оборудованные шаровыми затворами 15. В нижнюю коническую часть корпуса 9 врезаны трубопроводы подачи извести 16 и коагулянта 17. В верхней цилиндрической части корпуса 12 укреплен слой тонкослойных отстойных блоков 18, над ними расположен дырчатый круговой водосборный лоток 19. В центре корпуса находится цилиндрический шламоотделитель 20, в боковых стенках которого выполнены прямоугольные окна 21, с внутренней стороны оборудованные направляющими щитками 22. Прямоугольные окна 21 выполнены на уровне сопряжения промежуточной конической части 10 с нижней цилиндрической частью корпуса 11. Шламоотделитель 20 дополнительно снабжен тонкослойными отстойными блоками 23, над которыми расположена дырчатая камера 24 для отвода осветленной воды с трубопроводом 25, оборудованным клапаном 26 для сброса осветленной воды из шламоотделителя. В верхней части шламоотделителя устроены проходные смотровые отверстия 28 диаметром 0,5-0,7 м.
Устройство работает следующим образом. Исходная вода подается в центральный распределительный цилиндр 2, из которого она растекается по горизонтальным лоткам 3 с зубчатыми водосливами, поддону 4, также снабженному зубчатым водосливом, конусу-растекателю 6 и попадает в нижнюю цилиндрически-коническую часть 7 воздухоотделителя 1. Такая конструкция обеспечивает удаление из воды всех мелких пузырьков воздуха, что исключает флотирование частиц шлама в зону осветления. Далее вода подается с двух сторон на эжектирующие устройства 13, подсасывающие отработанный шлам из верхней части взвешенного слоя через щелевые трубы 27, расположенные на уровне верха нижней цилиндрической части корпуса 11 с внутренней его стороны; переменное сечение щелей обеспечивает равномерный отбор шлама по периметру корпуса; подсос отработанного шлама способствует эффективному формированию крупных хлопьев осадка в нижнем конусе корпуса. Вода, смешанная с раствором коагулянта, подаваемого из трубопровода 17 и с суспензией известкового молока из трубопровода 16, образует взвешенный слой, действующий как взвешенный фильтр. Затем вода очищается от остаточных концентраций взвешенных веществ на тонкослойных отстойных блоках 18 и отводится с помощью кругового водосборного лотка 19.
Часть избыточного шлама отводится через прямоугольные окна 21 в шламоотделитель 20. Расположение окон на уровне верха нижней цилиндрической части корпуса позволяет отводить шлам в шламоотделитель как при максимальных, так и при минимальных нагрузках воды на устройство. С помощью направляющих щитков 22 в шламоотделителе 20 создается круговое движение, что улучшает агломерацию и осаждение хлопьев. Поднимающаяся в шламоотделителе 20 надшламовая вода очищается на тонкослойных отстойных блоках 23, что обеспечивает ее эффективную очистку. Далее вода отводится через дырчатую камеру 24 по трубопроводу 25. Количество отводимой в шламоотделитель 20 смеси воды с осадком регулируется с помощью регулирующего клапана 26. Для удобства обслуживания в верхней части шламоотделителя 20 устроены проходные смотровые отверстия 28 диаметром 0,5-0,7 м.
Формула изобретения
Устройство для очистки воды в слое взвешенного осадка, содержащее воздухоотделитель, корпус, снабженный в верхней части тонкослойными отстойными блоками, шламоотделитель, систему тангенциального ввода исходной воды в нижнюю часть корпуса, систему отвода очищенной воды и осадка, систему циркуляции шлама, отличающееся тем, что воздухоотделитель снабжен горизонтальными лотками с зубчатыми водосливами, поддоном, ограниченным зубчатым водосливом и конусом-растекателем, система циркуляции шлама включает в себя две горизонтальные щелевые трубы с щелью переменного сечения и два эжектирующих устройства с соплами диаметром 150 мм, совмещенные с трубами ввода исходной воды в нижнюю часть корпуса, ввод смеси воды и шлама в шламоотделитель осуществляется через прямоугольные окна, снабженные с внутренней стороны направляющими щитками, шламоотделитель снабжен тонкослойными отстойными блоками, а в верхней его части предусмотрены проходные отверстия для промывки и осмотра.
РИСУНКИРисунок 1
