Установка для очистки отработанной воды
Изобретение относится к очистке отработанной воды. Установка (10) для очистки отработанной воды содержит разделительное оборудование (100), предназначенное для отделения твердых частиц от жидкотекучей части. Разделительное оборудование (100) содержит впускное средство (101D*) и выпускное средство (101Е*), которые по существу расположены вдоль общей направляющей линии (X). Между впускным средством (101D*) и выпускным средством (101Е*) выполнены гидродинамические профили (70, 75), образующие между собой селективный проточный канал (77) жидкотекучей массы. Второй селективный проточный канал (78) образован с одной стороны вторым гидродинамическим профилем (75), а с другой - боковой облицовочной гранью (101G) центрального резервуара (101). Изобретение позволяет обеспечить высокую эффективность разделения, упростить установку и уменьшить ее габариты. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к установке для очистки отработанной воды. В данной установке органические материалы, которые всплывают на поверхность жидкообразной массы, отделяются от твердых неорганических материалов, которые декантируют на дне.
В частности, настоящее изобретение может преимущественным, но не исключительным образом применяться в очистных установках, в которых жидкообразная масса должна подвергаться очистке от песка, содержащегося в ней.
Предшествующий уровень техники
Очистные установки, представленные в настоящее время на рынке, являются не столь эффективными в отношении количества отделяемого неорганического материала, например песка, от жидкотекучей части.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения, таким образом, является изготовление очистной установки для отделения по меньшей мере одного неорганического материала от жидкотекучей среды, содержащей, кроме того, определенное количество взвези органического материала, которая может быть легко получена и при использовании которой обеспечивается оптимальная производительность с точки зрения общего выхода.
Иными словами, посредством очистной установки, представляющей собой цель изобретения, достигается отвечающее требованиям разделение твердого вещества/жидкотекучей среды при сокращении как габаритов, так и структурной сложности установки и, таким образом, достигается высокая степень эффективности.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением получена установка для очистки отработанной воды согласно пункту 1 формулы изобретения или согласно любому из пунктов, непосредственно или косвенно зависящих от пункта 1.
Настоящая очистная установка состоит из разделительного оборудования для отделения твердых частиц от жидкотекучей части; при этом разделительное оборудование состоит, в свою очередь, из впускного и выпускного устройств, которые по существу располагаются в одну линию вдоль общей направляющей; при этом в общей массе жидкотекучей среды между впускным и выпускным устройствами присутствует по меньшей мере один гидродинамический профиль, который установлен таким образом, чтобы способствовать отделению твердых частиц от жидкотекучей части; причем установка отличается тем, что разделительное оборудование состоит, кроме того, из второго одного гидродинамического профиля; при этом данные два гидродинамических профиля способствуют образованию между каждым из них первого селективного канала протока жидкотекучей массы.
Краткое описание чертежа
Для лучшего понимания настоящего изобретения в настоящем разделе приводится описание предпочтительного варианта осуществления, исключительно в качестве примера неограничительного характера и со ссылкой на единственный прилагаемый чертеж.
На единственном чертеже установка для очистки отработанной воды в соответствии с настоящим изобретением обозначена в целом позицией 10.
Наиболее оптимальный вариант осуществления изобретения
Как будет более детально видно из описания ниже, очистная установка 10 состоит из разделительного оборудования 100 для отделения твердых частиц от жидкотекучей части.
Вся очистная установка 10 поддерживается посредством опорной конструкции 50, состоящей из серии опор 51, удерживаемых вместе множеством поперечных связующих элементов 52. Очевидно, что вместо несущей конструкции 50, показанной на чертеже, возможно использование любой несущей конструкции, удовлетворяющей требованиям данного назначения.
Разделительное оборудование 100 снабжено трубопроводом 55, по которому протекает отработанная вода в соответствии с направлением и ориентацией, обозначаемыми стрелкой (F1), по существу выровненной вдоль горизонтальной оси (X). Как правило, очищаемая в очистных установках данного типа отработанная вода представляет собой смесь, состоящую из водной массы, в которой диспергированы частицы отходов органической природы, такие как углеводороды, и неорганические вещества, такие как песок.
При более подробном анализе разделительного оборудования 100 можно отметить, что оно состоит из центрального резервуара 101, к которому подключен посредством гидравлического соединения трубопровод 55.
Более подробно, можно отметить, что облицовочные грани центрального резервуара 101 состоят из двух боковых облицовочных граней 101А, идентичных и направленных одна против другой, двух горизонтально расположенных базовых облицовочных граней 101В, 101С, вертикально расположенной передней (или входной) облицовочной грани 101D, вертикально расположенной задней (или выходной) облицовочной грани 101Е и двух наклоненных облицовочных граней 101F, 101G, которые, соответственно, соединяют облицовочную грань 101D с облицовочной гранью 101С и облицовочную грань 101Е с облицовочной гранью 101С.
Все облицовочные грани 101В, 101С, 101D, 101Е, 101F, 101G имеют прямоугольную форму, в то время как каждая боковая облицовочная грань 101А центрального резервуара 101 имеет форму неправильного шестиугольника. Идентичные боковые облицовочные грани 101А располагаются на расстоянии (Sp) друг относительно друга.
В конечном итоге, облицовочные грани 101В, 101С, 101D, 101Е, 101F, 101G и две идентичные боковые облицовочные грани 101А придают центральному резервуару 101 форму уплощенного многогранника с плоскими облицовочными гранями.
Отверстие 101D* для соединения с трубопроводом 55 выполнено в облицовочной грани 101D. Именно из данного отверстия 101D* протекает отработанная вода из трубопровода 55 в центральный резервуар 101. В облицовочной грани 101Е имеется, в свою очередь, отверстие 101Е* для оттока и выпуска по меньшей мере части отработанной воды в коллекторный контейнер 80 для воды или в прочие схожие устройства для удаления (не показаны).
Кроме того, два отверстия 101D* и 101Е* являются по существу выровненными вдоль оси (X).
Так же, как показано на единственном чертеже, первый гидродинамический профиль 70, состоящий преимущественно из криволинейной трехмерной поверхности, выходит из облицовочной грани 101В.
Данная поверхность, в данном случае, представляет собой цилиндрический сектор с радиусом (R1) и центром (С1).
Отработанная вода, выходящая из трубопровода 55, при поступлении в центральный резервуар 101, встречает на своем пути первый гидродинамический профиль 70, располагаемый внутри уже имеющейся жидкотекучей массы (MF). Втекающая жидкотекучая среда будет стремиться следовать вдоль контура первого гидродинамического профиля 70, с которым она вступает в контакт, в том случае, если кривизна поверхности данного первого одного гидродинамического профиля 70 или если угол соприкосновения потока с данной поверхностью не являются слишком выраженными. Данное явление происходит также в связи с «эффектом Коанда».
Первый гидродинамический профиль 70 выполнен таким образом, чтобы перехватывать входящую трубку тока, образующуюся у входного отверстия 101D*.
Второй гидродинамический профиль 75 выполнен таким образом, чтобы перехватывать выходящую трубку тока, образующуюся у выходного отверстия 101Е*.
Следует отметить, что в контексте настоящего изобретения под «трубкой тока» подразумевается определенный объем линий потока жидкотекучей среды, преимущественно в ламинарном потоке, поступающей в центральный резервуар. Как известно, при «ламинарном потоке» по существу все частицы в жидкотекучей среде обладают точным и согласующимся направлением.
Кроме того, экспериментальным путем было обнаружено, что для того, чтобы достигать значительных результатов при отделении твердых частиц от жидкотекучей среды, представляется важным, чтобы нижняя точка (Р) первого гидродинамического профиля 70 располагалась ниже или, самое большее, «омывалась» нижним краем поверхности трубопровода 55. Данное обстоятельство означает, что смешиваемая жидкотекучая среда, вытекающая из отверстия 101D*, незамедлительно встречает на своем пути вышеуказанный первый гидродинамический профиль 70.
Как известно, «эффект Коанда» объясняется тем фактом, что жидкотекучая среда, движущаяся вдоль поверхности, вызывает трение, которое стремится к его замедлению. Тем не менее сопротивление перемещению жидкотекучей среды действует только на частицы в жидкотекучей среде, непосредственно приходящие в контакт с поверхностью. Внешние частицы жидкотекучей среды, по причине молекулярных взаимодействий, которые стремятся удерживать их соединенными с частицами внутри потока, будут поэтому «вращаться» вокруг них, вследствие разницы в скорости, тем самым вызывая прилипание жидкотекучей среды к данной поверхности.
Таким образом, взвешенные органические частицы и часть жидкотекучей среды будут стремиться следовать селективным путем 72, который следует от отверстия 101D* к отверстию 101Е*, которые, как было упомянуто, по существу являются выровненными вдоль направления оси (X). В частности, при следовании селективным путем 72, взвешенные органические частицы имеют тенденцию следовать направлению и согласно характеру, обозначаемому указательной стрелкой (F2), в то время как часть уносимой жидкотекучей среды будет протекать вниз по направлению и ориентации, обозначаемым указательной стрелкой (F3).
Однако для специалистов в данной области техники является очевидным, что, прежде всего, по причине наличия уже присутствующей массы жидкотекучей среды (MF), не все органические частицы будут двигаться от впускного отверстия 101D* к выходному отверстию 101Е*, но ограниченная их часть будет уноситься вниз вместе с более тяжелыми твердыми частицами, которые движутся в направлениях и согласно ориентации, обозначаемых указательными стрелками (F4). Однако количество легких органических частиц, которые стремятся двигаться вниз, в действительности, совсем не велико, по сравнению с теми частицами органического материала, которые уносятся от впускного отверстия 101D* к выходному отверстию 101Е*.
Возрастание совокупного объема отделяемых твердых частиц начинается на старте селективного пути 72, и данные частицы опадают на дно (облицовочная грань 101С) центрального резервуара 101, т.е. в направлении коллекторного бункера 200.
В дополнительном варианте осуществления изобретения, также показанном на чертеже, в дополнение к первому гидродинамическому профилю 70 добавляется второй гидродинамический профиль 75.
Участок 75А второго гидродинамического профиля 75 обращен к первому гидродинамическому профилю 70 и обуславливает в сочетании с ним положение первого селективного проточного канала 77 (стрелки (F5) в массе жидкотекучей среды (MF) части жидкотекучей среды, обогащенной частицами органического материала. В данном случае «эффект Коанда» проявляется как на поверхности первого гидродинамического профиля 70, как указывается выше, так и на поверхности участка 75а второго гидродинамического профиля 75.
Второй гидродинамический профиль 75 по существу состоит из изогнутой трехмерной поверхности.
В данном конкретном случае второй гидродинамический профиль 75 обозначается правым цилиндром с круглым основанием с радиусом (R2) с центром в точке (С2).
Следует отметить, что в данном конкретном случае радиус (R1) первого гидродинамического профиля 70 больше или равен радиусу (R2) второго гидродинамического профиля 75.
Как можно отметить, второй гидродинамический профиль 75 снабжен выпуклым участком, располагающимся противоположно выпуклому участку первого гидродинамического профиля 70.
Следствием данной конструкции является то, что селективный канал 77 обладает широким входным участком, который сужается в определенной точке перед повторным расширением в направлении свободной поверхности жидкотекучей среды.
Отработанная вода, содержащая твердый материал, который в большей мере склонен к всплыванию, будет протекать вокруг второго гидродинамического профиля 75 и вдоль направления первого селективного канала 77 (стрелки (F5).
Вместо этого отработанная вода, содержащая твердый материал, который в среднем является более тяжелым, будет медленно протекать вокруг второго гидродинамического профиля 75 вдоль направления второго селективного канала 78 (стрелки (F6)).
Следует отметить, что направление второго селективного канала 78 определяется, с одной стороны, вторым
гидродинамическим профилем 75 и, с другой стороны, расположением боковой облицовочной грани 101G центрального резервуара 101.
Таким образом, характерная особенность разделительного оборудования 100, являющегося основным объектом настоящего изобретения, состоит в том, что оно снабжено двумя селективными каналами 77, 78, выполненными различным образом друг относительно друга, что делает возможным оптимальное отделение как наиболее мелких частиц (преимущественным образом в первом селективном канале 77), так и более крупных частиц (преимущественным образом во втором селективном канале 78).
Таким образом, следует отметить, что в процессе прохождения жидкотекучей среды во втором селективном канале 78 более тяжелые частицы будут отделяться и декантироваться в направлении дна, в то время как поток жидкотекучей среды в значительной степени будет подвергаться воссоединению с другой частью жидкотекучей среды, протекающей в направлении первого селективного канала 77.
Для специалистов в данной области техники является очевидным, что помимо конкретных гидродинамических профилей 70, 75 представляется возможным использование гидродинамических профилей любых форм и размеров, на поверхностях которых могут быть воспроизведены физические условия, необходимые для создания желаемого «эффекта Коанда». В действительности настоящее изобретение возникло как результат изучения обтекания крыловидных профилей, с использованием гидродинамических полей для создания таких условий, чтобы загрязняющие частицы следовали заранее определенным путем. Таким образом, по меньшей мере один гидродинамический профиль 70, 75 может быть выполнен в форме авиационного крыла.
Как указывается ранее, твердые частицы отпадают от разделительного устройства 100 в коллекторный бункер 200. В процессе данного отпадания твердые частицы удерживаются сеткой из горизонтально расположенного сита (не показано), располагающегося, например, на облицовочной грани 101С.
Устройство для удаления твердых частиц, известное и не представляемое, располагается под коллекторным бункером.
Кроме того:
a) предпочтительно, но не обязательно, чтобы первый гидродинамический профиль 70 располагался вблизи от входного отверстия 101D*;
b) первый гидродинамический профиль 70 состоит из вогнутой поверхности с вогнутостью, которая обращена вверх;
c) предпочтительно, но не обязательно, чтобы второй гидродинамический профиль 75 располагался вблизи выходного отверстия 101Е*;
d) по меньшей мере на один из гидродинамических профилей 70, 75 наносится покрытие из пластикового материала для защиты гидродинамических профилей 70, 75 от воздействия твердых частиц; и
е) разделительное оборудование 100 состоит из центрального резервуара 101 с формой уплощенного многогранника, грани которого по существу являются плоскими.
Основными преимуществами очистной установки, описываемой выше, являются следующие:
- по причине строго определенной формы центрального резервуара, выполненного в форме уплощенного многогранника, грани которого по существу являются плоскими, и посредством использования по меньшей мере одного гидродинамического профиля удается устанавливать такое гидродинамическое поле, которое позволяет добиваться разделения между веществами с сокращением как объема, так и зоны размещения очистной установки; а также
- представляется возможным сократить габариты и конструкционную сложность очистной установки, тем самым добиваясь высокой степени эффективности.
1. Установка (10) для очистки отработанной воды, содержащая разделительное оборудование (100), предназначенное для отделения твердых частиц от жидкотекучей части;
в которой разделительное оборудование (100), в свою очередь, содержит впускное средство (101D*) и выпускное средство (101Е*), которые по существу расположены вдоль общей направляющей линии (X);
в которой в объеме массы (MF) жидкотекучей среды между указанным впускным средством (101D*) и указанным выпускным средством (101Е*) присутствует по меньшей мере один гидродинамический профиль (70, 75), который располагается таким образом, чтобы способствовать отделению твердых частиц от жидкотекучей части; и
в которой указанное разделительное оборудование (100), кроме того, содержит второй гидродинамический профиль (75), при этом указанные два гидродинамических профиля (70, 75) образуют между ними селективный проточный канал (77) жидкотекучей массы,
отличающаяся тем, что она снабжена вторым селективным проточным каналом (78), образованным с одной стороны вторым гидродинамическим профилем (75) и с другой стороны боковой облицовочной гранью (101G) центрального резервуара (101).
2. Установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что второй гидродинамический профиль (75) снабжен выпуклым участком, располагающимся противоположно выпуклому участку первого гидродинамического профиля (70).
3. Установка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первый гидродинамический профиль (70) состоит из трехмерной поверхности с по существу криволинейным профилем.
4. Установка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что второй гидродинамический профиль (75) имеет вид правильного цилиндра с круглым основанием.
5. Установка (10) по п. 4, отличающаяся тем, что радиус (R1) первого гидродинамического профиля (70) является большим или равным радиусу (R2) второго гидродинамического профиля (75).
6. Установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из указанных двух гидродинамических профилей (70, 75) имеет форму авиационного крыла.
7. Установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что первый гидродинамический профиль (70) располагается вблизи от указанного впускного средства (101D*).
8. Установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что второй гидродинамический профиль (75) располагается вблизи от указанного выпускного средства (101Е*).
9. Установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из указанных гидродинамических профилей (70, 75) имеет покрытие, выполненное из пластикового материала.
