Устройство утилизации очищенных сточных вод

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для утилизации очищенных сточных вод. Устройство утилизации очищенных сточных вод включает накопитель очищенных сточных вод 2 и корпус 1, выполненный в виде обечайки, закрытой с торцевых сторон передней и задней крышками, при этом внутри корпуса последовательно установлены сначала побудитель расхода наружного воздуха 6, а затем сопло Лаваля 7, в передней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба подвода потока наружного воздуха 5 в суживающуюся часть сопла Лаваля, в задней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба отвода паровоздушного потока 11 из расширяющейся части сопла Лаваля, кроме того, в самом узком поперечном сечении сопла Лаваля 7, расположенном в месте сопряжения его частей, установлены с равномерным шагом по всей окружности упомянутого сечения форсунки туманообразования, входы которых подключены к раздающему коллектору, соединенному с накопителем очищенных сточных вод 2 посредством трубопровода подачи очищенных сточных вод 3, снабженного водяным насосом 4 и проходящего через отверстие в корпусе 1. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности сброса в поверхностные водные объекты или на рельеф местности при низких энергетических затратах. 2 ил.

 

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности их сброса в поверхностные водные объекты либо на рельеф местности.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для утилизации предварительно очищенных сточных вод, которое включает трубопровод подачи воды и приемный фильтрующий колодец с водоупорными стенками, заполненный крупнозернистым наполнителем, имеющий узкую горловину, в полости которой ниже трубы подачи воды установлены в несколько уровней отражатели потока воды, и расширяющийся ко дну фильтр, в верхней части которого расположена накопительная камера, ниже которой расположены несколько слоев крупнозернистого наполнителя (см. патент RU 2244786, E03F 1/00, C02F 1/00, 20.01.2005).

Недостатком упомянутого технического решения является то, что постепенно при такой утилизации очищенных сточных вод происходит заболачивание местности и то, что упомянутое техническое решение имеет ограниченную область применения, т.е. не всегда присутствует возможность найти подземный горизонт с требуемой поглощающей способностью.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка эффективного и надежного устройства утилизации очищенных сточных вод.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и надежности утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности сброса в поверхностные водные объекты или на рельеф при низких энергетических затратах.

Технический результат обеспечивается тем, что устройство утилизации очищенных сточных вод включает в себя накопитель очищенных сточных вод и корпус, выполненный в виде обечайки, закрытой с торцевых сторон передней и задней крышками, при этом внутри корпуса последовательно установлены сначала побудитель расхода наружного воздуха, а затем сопло Лаваля, в передней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба подвода потока наружного воздуха в суживающуюся часть сопла Лаваля, в задней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба отвода паровоздушного потока из расширяющейся части сопла Лаваля, кроме того в самом узком поперечном сечении сопла Лаваля, расположенном в месте сопряжения его частей установлены, с равномерным шагом по всей окружности упомянутого сечения, форсунки туманообразования, входы которых подключены к раздающему коллектору, соединенному с накопителем очищенных сточных вод посредством трубопровода подачи очищенных сточных вод, снабженного водяным насосом и проходящего через отверстие в корпусе.

Заявленное изобретение поясняется чертежами.

На Фиг. 1 чертежа показана принципиальная схема устройства утилизации очищенных сточных вод.

На Фиг. 2 чертежа показана схема подачи очищенных сточных вод в форсунки туманообразования (вид сверху).

На фиг. 1 и фиг. 2 позициями обозначены: корпус 1, накопитель 2 очищенных сточных вод, трубопровод 3 подачи очищенных сточных вод, водяной насос 4 высокого давления, труба 5 подвода потока наружного воздуха, побудитель 6 расхода наружного воздуха, сопло Лаваля 7, форсунки туманообразования 8, паровоздушный поток 9, поток, отводимый в окружающую атмосферу 10, труба 11 отвода паровоздушного потока и раздающий коллектор 12.

Устройство утилизации очищенных сточных вод (см. фиг. 1) включает в себя следующие элементы: корпус 1, накопитель 2 очищенных сточных вод, трубопровод 3 подачи очищенных сточных вод, водяной насос 4 высокого давления, трубу 5 подвода потока воздуха, побудитель 6 расхода наружного воздуха, сопло Лаваля 7, форсунки туманообразования 8, трубу 11 отвода паровоздушного потока из устройства и раздающий коллектор 12.

Устройство утилизации очищенных сточных вод представляет собой горизонтальную пушку, имеющую корпус 1 в виде горизонтально установленной обечайки, закрытой с торцевых сторон передней и задней крышками.

Внутри корпуса 1 последовательно установлены сначала побудитель 6 расхода наружного воздуха, а затем сопло Лаваля 7, которое является основным элементом устройства утилизации очищенных сточных вод. Сопло Лаваля 7 расположено и закреплено внутри корпуса горизонтально, т.е. ось сопла Лаваля 7 совпадает с осью оси обечайки корпуса 1 или параллельна упомянутой оси.

Сопло Лаваля 7 представляет собой газовый канал, суженный в середине и состоящий из суживающейся и расширяющейся части, представляющих собой пару усеченных конусов сопряженных узкими концами. Суживающая часть служит для ускорения потока, а в расширяющейся части происходит дальнейшее ускорение газа до сверхзвуковых скоростей. Место сопряжения упомянутых частей сопла Лаваля является его самым узким поперечным сечением, в котором скорость потока является критической, т.е. критическим сечением сопла Лаваля.

В передней крышке корпуса 1 выполнено отверстие, к которому подсоединена горизонтальная труба 5 подвода потока наружного воздуха в суживающуюся часть сопла Лаваля 7, на входе в которую установлен побудитель 6 расхода наружного воздуха.

В задней крышке корпуса 1 выполнено отверстие, к которому подсоединена горизонтальная труба 11 отвода паровоздушного потока из расширяющейся части сопла Лаваля 7.

В месте самого узкого поперечного сечение сопла Лаваля 7 расположены форсунки туманообразования 8.

К входам форсунок туманообразования 8 подсоединен раздающий коллектор 12, который выполнен кольцевым и расположен вокруг самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля 7. Форсунки туманообразования 8 расположены равномерным шагом по всей окружности самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля 7, причем оси форсунок туманообразования 8 перпендикулярны оси сопла Лаваля 7.

Накопитель 2 очищенных сточных вод соединен с раздающим коллектором 12 посредством трубопровода 3 подачи очищенных сточных вод.

В корпусе 1 имеется отверстие, через которое проходит трубопровод 3 подачи очищенных сточных вод, снабженный водяным насосом 4.

Устройство утилизации очищенных сточных вод работает следующим образом.

Поток наружного воздуха подается в трубу 5 и далее движется в горизонтальном направлении в сопле Лаваля 7.

Поток очищенных сточных вод из источника очищенных сточных вод 2 по трубопроводу 3 с помощью водяного насоса 4 высокого давления подается в раздающий коллектор 12, из которого он поступает на вход форсунок туманообразования 8 (см. фиг. 2).

Насос 4 высокого давления представляет собой плунжерный насос или иной насосный агрегат на базе плунжерного насоса. Исключительным преимуществом плунжерных насосов является высокое давление на выходе при относительно небольших величинах подачи перекачиваемой среды (воды).

Посредством форсунок туманообразования 8 осуществляют мелкодисперсное распыление очищенных сточных вод в месте критического сечения сопла Лаваля 7, т.е. в месте его самого узкого поперечного сечения. При этом оси форсунок туманообразования 8 перпендикулярны оси сопла Лаваля 7, что обеспечивает возможность распыления очищенных сточных вод в направлении перпендикулярном оси сопла Лаваля 7.

Для получения мелкодисперсного тумана (водяной пыли) используются форсунки туманообразования 8 с диаметром сопла (0,1 мм - 0,2 мм). С помощью водяного насоса 4 высокого давления при давлении 60-70 атмосфер поток очищенных сточных вод попадают в раздающий коллектор 12, из которого подается на вход форсунок туманообразования 8, в которых приобретает высокую скорость. На выходе из форсунки, когда давление резко падает, ламинарный поток жидкости разбивается на капли различной величины, при этом создается водяной туман с размером капли 1,2-10 микрон, т.е. факел мелкодисперсного распыла. Расход воды через каждую форсунку составляет - 0,040-0,046 л/мин. Причем капли воды создающие туман настолько малы, что они мгновенно испаряются. Таким образом происходит микрораспыление очищенных сточных вод.

Одновременно с подачей потока очищенных сточных вод в сопло Лаваля 7 на вход сужающейся части сопла Лаваля 7 подается наружный воздух, имеющий температуру достаточную для исключения замерзания воды, т.е. такую температуру при которой исключается охлаждение воды ниже 0°С. Идеальной для работы форсунок туманообразования 8 является температура подаваемого воздуха в диапазоне от 20 до 45°С. Подача воздуха осуществляется с помощью побудителя 6 расхода воздуха. В качестве побудителя 6 расхода воздуха могут использоваться воздушный компрессор высокого давления, вентилятор или турбина.

При недостаточно высокой температуре наружного воздуха перед подачей на вход сопла Лаваля 7 может осуществляться нагрев воздуха до необходимых значений положительных значений температуры (выше 0°С). Нагрев потока воздуха может быть осуществлен путем установки на входе в трубу 5 устройства для нагрева воздуха (теплообменник, электронагреватель и т.д.).

В расширяющейся части сопла Лаваля 7 происходит ускорение потока до очень высоких скоростей, близких к сверхзвуковым скоростям. Достижение сверхзвуковых скоростей, как в идеальных условиях работы сопла Лаваля 7, может быть, но необязательно.

Мелкодисперсный поток очищенных сточных вод выносится из самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля 7 с потоком воздуха. За упомянутым сечением сопла Лаваля 7 распыленная сточная вода почти мгновенно испаряется, т.е. происходит процесс образования пара из распыленных очищенных сточных вод.

Соприкасаясь с мелкодисперсным потоком распыленных очищенных сточных вод поток воздуха, нагнетаемый побудителем расхода 6, способствует ускорению процесса испарения очищенных сточных вод. Высокая скорость воздушного потока обеспечивает минимизацию каплеобразования и препятствует процессу концентрирования влаги на стенках сопла Лаваля 7 и трубы 11.

Поскольку скорость движения в потоке воздухе капель воды, имеющих большой размер, намного ниже, чем скорость движения капель воды в мелкодисперсном потоке, то при мелкодисперсном распылении очищенных сточных вод в поток воздуха, нагнетаемый под высоким давлением увеличивает дальность распыления потока, отводимого из сопла Лаваля, и, следовательно, увеличивает территорию распыления на местности, препятствуя выпадению осадков вблизи устройства и заболачиванию местности.

Паровоздушный поток 9, образовавшийся в расширяющейся части сопла Лаваля 7, отводят из сопла и через трубу 11 поток 10, отводят в окружающую атмосферу.

Экономическая эффективность заявленного изобретения определяется отсутствием необходимости термического выпаривания при существенных затратах энергии, строительства водоводов большой протяженности для сброса очищенных сточных вод в поверхностные водные объекты, а также платы за сброс сточных вод.

Устройство утилизации очищенных сточных вод, включающее в себя накопитель очищенных сточных вод и корпус, выполненный в виде обечайки, закрытой с торцевых сторон передней и задней крышками, при этом внутри корпуса последовательно установлены сначала побудитель расхода наружного воздуха, а затем сопло Лаваля, в передней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба подвода потока наружного воздуха в суживающуюся часть сопла Лаваля, в задней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба отвода паровоздушного потока из расширяющейся части сопла Лаваля, кроме того, в самом узком поперечном сечении сопла Лаваля, расположенном в месте сопряжения его частей, установлены с равномерным шагом по всей окружности упомянутого сечения форсунки туманообразования, входы которых подключены к раздающему коллектору, соединенному с накопителем очищенных сточных вод посредством трубопровода подачи очищенных сточных вод, снабженного водяным насосом и проходящего через отверстие в корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке грунтовых вод в районах интенсивной добычи и переработки нефти. Способ очистки грунтовых вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов включает фильтрование грунтовых вод в геохимическом барьере, заполненном минеральным зернистым материалом - силицированным кальцитом фракции 20-40 мм.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине. Способ получения католитов-антиоксидантов включает обработку постоянным электрическим током исходных растворов в катодной и анодной камере установки с непроточным диафрагменным электролизером.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности.

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу (32) для газа и жидкости; разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматизированная система водоподготовки включает контур циркуляции воды, в который входят сообщающиеся между собой посредством трубопроводов комплект очистительного оборудования и водозаполняемый резервуар 13, управляемый программно-логическим устройством 1 (ПЛУ), соединенным через разъемы интерфейса управления с измерительно-управляющими контроллерами 2, соединенными с датчиками 6, 7, 8 и исполнительными механизмами.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической и металлообрабатывающей промышленности, при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей, а также для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, озер, морей и океанов.

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола. Устройство для очистки сточных вод от фенола включает вертикально установленный реактор цилиндрической формы, снабженный двумя боковыми электродами, на которые подается импульсное напряжение от высоковольтного генератора, систему отвода газов и очищенных сточных вод, отличающееся тем, что оба электрода в реакторе установлены горизонтально, реактор дополнительно содержит сопло Лаваля, а само устройство - систему для непрерывной подачи сточных вод и пероксида водорода, которые предварительно гомогенизируются в статическом смесителе.
Группа изобретений относится к электроду для применения в ваннах электрохлорирования, способу изготовления электрода и способу биоцидной обработки водного раствора хлорида натрия.

Изобретение относится к области удаления радиоактивных загрязнений из природных вод, а именно отделение техногенного трития от загрязненных им вод. Способ включает добавление в загрязненную воду безводного пероксида кальция, равномерное распределение его по объему воды до образования осадка октагидрата пероксида кальция.

Группа изобретений может быть использована для высушивания влажного материала (1), в частности осадка сточных вод. Влажный материал (1) подводят по подводящему трубопроводу (2) сушильной установки к подающему устройству (3) сушильной установки.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для утилизации очищенных сточных вод. Устройство утилизации очищенных сточных вод включает накопитель очищенных сточных вод 2 и корпус 1, выполненный в виде обечайки, закрытой с торцевых сторон передней и задней крышками, при этом внутри корпуса последовательно установлены сначала побудитель расхода наружного воздуха 6, а затем сопло Лаваля 7, в передней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба подвода потока наружного воздуха 5 в суживающуюся часть сопла Лаваля, в задней крышке корпуса выполнено отверстие, к которому подсоединена труба отвода паровоздушного потока 11 из расширяющейся части сопла Лаваля, кроме того, в самом узком поперечном сечении сопла Лаваля 7, расположенном в месте сопряжения его частей, установлены с равномерным шагом по всей окружности упомянутого сечения форсунки туманообразования, входы которых подключены к раздающему коллектору, соединенному с накопителем очищенных сточных вод 2 посредством трубопровода подачи очищенных сточных вод 3, снабженного водяным насосом 4 и проходящего через отверстие в корпусе 1. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности сброса в поверхностные водные объекты или на рельеф местности при низких энергетических затратах. 2 ил.

Наверх