Способ утилизации очищенных сточных вод

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности их сброса в поверхностные водные объекты. Способ состоит в принудительной подаче в сопло Лаваля очищенной сточной воды и воздуха, имеющего температуру, достаточную для исключения замерзания очищенной сточной воды. Подачу воздуха осуществляют на вход сужающейся части сопла Лаваля. Подачу очищенной сточной воды осуществляют через форсунки туманообразования, расположенные в месте самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля, посредством которых осуществляют мелкодисперсное распыление очищенной сточной воды. Полученный в расширяющейся части сопла Лаваля поток, представляющий собой смесь воздуха и пара, отводят в атмосферу. Обеспечивается повышение эффективности и надежности утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности сброса в поверхностные водные объекты или на рельеф. 2 ил.

 

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

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ утилизации очищенных сточных вод, включающий нахождение поглощающего почвенного горизонта и обустройство выпуска в него воды, при этом находят подземный горизонт с требуемой поглощающей способностью, вклинивающийся в водоем, а обустраивая самотечный выпуск, доводят скорость воды до скоростей фильтрации подземного горизонта и переводят ее поток в ламинарный и рассредоточенный (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 нахождения подземного горизонта с требуемой поглощающей способностью.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка эффективного и надежного способа 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 в способе утилизации очищенной сточной воды осуществляют принудительную подачу в сопло Лаваля очищенной сточной воды и воздуха, имеющего температуру достаточную для исключения замерзания очищенной сточной воды, при этом принудительную подачу воздуха осуществляют на вход сужающейся части сопла Лаваля, а принудительную подачу очищенной сточной воды осуществляют на вход форсунок туманообразования, расположенных в месте самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля, посредством которых осуществляют мелкодисперсное распыление очищенной сточной воды, причем полученный в расширяющейся части сопла Лаваля поток, представляющий собой смесь воздуха и пара, образовавшегося из распыленной очищенной сточной воды, отводят в атмосферу.

Заявленное изобретение поясняется чертежами.

На Фиг. 1 чертежа показана принципиальная схема способа утилизации очищенных сточных вод, реализуемого на установке утилизации очищенных сточных вод.

На Фиг. 2 чертежа показана схема подачи очищенной сточной воды 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.

Способ утилизации очищенной сточной воды реализуется на установке утилизации очищенных сточных вод (см. фиг. 1), включающей 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 и раздающий коллектор 12.

Внутри корпуса 1 последовательно установлены сначала побудитель 6 расхода наружного воздуха, а затем сопло Лаваля 7.

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.

Способ утилизации очищенной сточной воды осуществляется следующим образом.

Осуществляют принудительную подачу потока очищенных сточных вод из источника 2 очищенных сточных вод по трубопроводу 3 в раздающий коллектор 12, который расположен вокруг самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля 7 и подключен к входам форсунок туманообразования 8.

Поток очищенных сточных вод поступает из раздающего коллектора 12 на вход форсунок туманообразования 8 (см. фиг. 2). Принудительная подача потока очищенных сточных вод осуществляется с помощью водяного насоса 4 высокого давления.

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 принудительно подается поток наружного воздуха, который имеет температуру достаточную для исключения замерзания воды, т.е. такую температуру при которой исключается охлаждение очищенной сточной воды ниже 0°С.

Идеальной для работы форсунок туманобразования 8 является температура подаваемого воздуха в диапазоне от 20 до 45°С.

Принудительная 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 установки и заболачиванию местности.

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

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.

Способ утилизации очищенной сточной воды, в котором осуществляют принудительную подачу в сопло Лаваля очищенной сточной воды и воздуха, имеющего температуру, достаточную для исключения замерзания очищенной сточной воды, при этом принудительную подачу воздуха осуществляют на вход сужающейся части сопла Лаваля, а принудительную подачу очищенной сточной воды осуществляют на вход форсунок туманообразования, расположенных в месте самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля, посредством которых осуществляют мелкодисперсное распыление очищенной сточной воды, причем полученный в расширяющейся части сопла Лаваля поток, представляющий собой смесь воздуха и пара, образовавшегося из распыленной очищенной сточной воды, отводят в атмосферу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области водоотведения. Способ состоит в том, что оценку осуществляют методом расчета в одиннадцать этапов.

Изобретение относится к области систем водоотведения. Способ состоит в том, что выделяют для упомянутого случайного процесса его характеристики, строят для исследуемого случайного процесса в соответствии с априорной информацией о нем математическую модель, после чего загружают построенную математическую модель в память процессорного устройства.

Изобретение относится к области канализации. Способ состоит в использовании труб канализации и фасонных частей к ним, ГОСТ 22689.2-89, встроенного в систему канализации обратного клапана (4), емкости (9) для сбора сточных вод, оборудованной сливом в систему канализации через запорный клапан (7) и датчиком (12) наличия воды, устройства для выливания сточных вод в канализацию при срабатывании обратного клапана (4) и исключающего попадание в емкость (9) канализационных вод при работе системы канализации в штатном режиме, системы сигнализации, преобразующей сигнал датчика (12) наличия воды в передаваемое по каналам сотовой связи сообщение в диспетчерский пункт управляющей компании.

Группа изобретений относится к области дренажных систем. Пластиковый блок инфильтрации содержит верхнюю платформу, которая продолжается в плоскости, по меньшей мере одну стойку, продолжающуюся от верхней платформы для поддержки верхней платформы.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к закрытым водосбросам, и может быть использовано для ликвидации глубоких луж и прочих водоемов, возникающих после обильных ливней или таяния снега, то есть для осушения затопленного города, как замена-альтернатива и работающая параллельно с уже установленной «городской ливневой канализацией», не справляющейся со своими функциями.

Изобретение относится к системам канализации рабочих жидкостей, в частности к системам приема канализационных, промышленных и сточных вод в объектах их консервации, перекачки и переработки, оно может быть использовано при изготовлении узлов ввода, устойчивых к электрохимической коррозии и кавитационной эрозии, например, в судовых танках сточной воды.

Изобретение относится к системе и способу дренажной фильтрации. Система закрытого дренажа для отфильтровывания твердых частиц от текучей среды имеет верхнюю конструкцию, присоединенную к нижней пластине, по меньшей мере одно направляющее ребро для управления потоком, расположенное между верхней конструкцией и нижней пластиной для направления и управления потоком текучей среды, текущим через систему.

Группа изобретений относится к области дренажных систем. Пластиковый блок содержит верхнюю платформу, по меньшей мере одну стойку для поддержки верхней платформы.

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к системам и ее элементам водоотвода дождевых стоков с дорожного полотна магистралей и улиц в канализационную сеть.

Способ и насосный/дренажный канальный элемент для нагнетания поверхностной воды в почву под участок грунта включает в себя бурение серии скважин и вставку вытянутых насосных/дренажных элементов в каждую скважину, продолжающуюся вниз в почву.

Изобретение относится к устройствам для очистки водных и газовых потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами, и может быть использовано в объектах атомной и тепловой энергетики, химической и пищевой промышленности, металлургии, в медицине, химической и других отраслях промышленности, где используются подобные процессы.

Изобретение относится к кремнийсодержащим полимерам и композициям, содержащим такие полимеры, способным флокулировать суспендированные твердые вещества в технологическом потоке способа Байера или спекания.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных и природных вод. Сточные воды, обработанные раствором коагулянта, из гидравлического смесителя подают в камеру коагуляции 8.
Изобретение может быть использовано в очистке воды. Очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов осуществляют методом сорбции.

Изобретение может быть использовано для очистки природных вод. Способ очистки подземных вод для сельскохозяйственного использования включает обработку воды окислителем, фильтрацию через загрузку, дезинфекцию воды ультрафиолетовым излучением и подачу потребителю.

Изобретение относится к переработке отходов целлюлозно-бумажной промышленности в виде коллоидных осадков шлам-лигнина путем удаления коллоидно-связанной воды. Способ включает естественное вымораживание осадка шлам-лигнина в картах-накопителях в холодное время года с последующим оттаиванием, сопровождающийся разрушением его пастообразной коллоидной структуры и переходом в твердое гранулированное состояние.

Изобретение относится к устойчивым к хлору фильтрационным мембранам, содержащим N-алкилзамещенные производные полианилина, для применения, например, для очистки воды и к способам их получения и применения.

Изобретение предназначено для очистки жидкости. Картридж для обработки жидкости содержит корпус, по меньшей мере часть которого выполнена с возможностью вставки в посадочное гнездо для картриджа через горловину посадочного гнезда.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Способ фильтрации морской воды на борту судна с помощью устройства (2) фильтрации, содержащего цилиндрический фильтрующий элемент (6), расположенный в резервуаре (5), и устройство (11) очистки, включает этапы: a) закачивания морской воды в устройство (2) фильтрации; b) направления морской воды с входным давлением P_вх в устройство (2) фильтрации с обеспечением выходного давления P_вых в виде фильтрованной морской воды или фильтрата; c) осуществления отведения фазы концентрата или концентрата, удаленного с фильтрующего элемента (6) с помощью устройства (11) очистки, с давлением концентрата P_конц; d) измерения входного давления P_вх, выходного давления P_вых и давления концентрата P_конц предпочтительно с помощью датчиков (22, 23, 24) и передачи их в устройство (21) управления; e) распознания изменения эффективности фильтрации фильтрующего элемента (6) путем определения изменения разности давлений загрязнения ∆PF = P_вх - P_вых между входным давлением P_вх и выходным давлением P_вых и регулирования разности давлений отсасывания ∆PK = P_вых - P_конц, определенную как разность между выходным давлением и давлением концентрата, в зависимости от разности давлений загрязнения ∆PF = P_вх - P_вых.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматическая станция для очистки воды включает камеру-реактор 9 с датчиками нижнего 8 и верхнего 7 уровня воды, емкость для очищенной воды 17, систему подачи исходной воды, включающую трубку 6, систему подачи озона, включающую генератор озона 1 с подключенным к нему осушителем воздуха 23, распылитель 12, расположенный в камере-реакторе 9, фильтр-деструктуризатор озона 10, закрепленный в верхней части камеры-реактора 9, систему подачи очищенной воды, фильтры тонкой очистки воды 19 и деструктуризатор 20, расположенные в трубопроводе системы подачи очищенной воды, центральный блок управления, функционально подключенный к генератору озона 1 и выполненный с возможностью управления средством контроля подачи исходной воды и с возможностью ручной регулировки времени генерирования озона, насосную станцию 18, фильтр 13, расположенный на дне камеры-реактора 9, систему промывки камеры-реактора 9 с трубопроводом подачи очищенной воды в камеру-реактор 9, таймер начала и окончания промывки.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности их сброса в поверхностные водные объекты. Способ состоит в принудительной подаче в сопло Лаваля очищенной сточной воды и воздуха, имеющего температуру, достаточную для исключения замерзания очищенной сточной воды. Подачу воздуха осуществляют на вход сужающейся части сопла Лаваля. Подачу очищенной сточной воды осуществляют через форсунки туманообразования, расположенные в месте самого узкого поперечного сечения сопла Лаваля, посредством которых осуществляют мелкодисперсное распыление очищенной сточной воды. Полученный в расширяющейся части сопла Лаваля поток, представляющий собой смесь воздуха и пара, отводят в атмосферу. Обеспечивается повышение эффективности и надежности утилизации очищенных сточных вод при отсутствии возможности сброса в поверхностные водные объекты или на рельеф. 2 ил.

Наверх