устройство для очистки воды

Формула изобретения

Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса, отличающееся тем, что корпус загружен контактной взвешиваемой массой и снабжен трубопроводом подачи воды на осветление, присоединенным к нижней части конического днища корпуса, эжектором подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, а сборный желоб дополнительно снабжен трубопроводом отведения промывной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике реагентной очистки природных и сточных вод.

Известно устройство для очистки воды коридорного типа с вертикальным осадкоуплотнителем (Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов.3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1982, с. 243), который имеет прямоугольную в плане форму и состоит из двух суживающихся книзу рабочих отделений и расположенного между ними осадкоуплотнителя. Вода для очистки распределяется при помощи дырчатых трубопроводов, уложенных внизу днищ рабочих отделений. Вода, поднимаясь и проходя через слой взвешенного осадка, осветляется, поступает в сборные желоба, сборный лоток, из которого выводится по трубопроводу из устройства. Избыток осадка из взвешенного слоя поступает в осадкоуплотнитель через осадкоприемные окна. Для принудительного отвода избытка осадка через окна осуществляется отбор воды из осадкоуплотнителя по дырчатым трубопроводам в тот же сборный лоток. Уплотненный осадок отводится периодически или непрерывно по дырчатым осадкоотводным трубопроводам.

Для увеличения эффективности работы устройства для очистки воды с вертикальными осадкоуплотнителями при обработке маломутных цветных природных вод в них вносят специальную контактную массу из зерен кварцевого песка или дробленого керамзита крупностью 0,1...0,15 мм. Зерна взвешенной контактной массы являются центрами коагуляции примесей воды и интенсифицируют ее очистку (Николадзе Г. И. , Сомов М.А. Водоснабжение: Учебник для вузов.- М.: Стройиздат, 1995, с. 470). Недостатком существующей конструкции является отсутствие возможности промывки контактной массы, которая после однократного использования сбрасывается вместе с избыточным осадком, что требует больших затрат песка и создает сложности его дальнейшей утилизации.

Известно также устройство для очистки осадка сточных вод (а.с. СССР N 1650606, кл. C 02 F 1/52, 11/12, 1991 - прототип). Устройство содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса. По своей конструкции оно является наиболее близким к предлагаемой конструкции устройства для очистки воды и выбрано в качестве прототипа. Однако известное устройство не позволяет производить очистку воды.

Технической задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей известного устройства для очистки осадка сточных вод.

Для решения поставленной технической задачи устройство для очистки воды предлагаемой конструкции содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса и отличается тем, что загружено контактной взвешиваемой массой и снабжено трубопроводом подачи воды на осветление, присоединенным к нижней части конического днища корпуса, эжектором подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, а сборный желоб дополнительно снабжен трубопроводом отведения промывной воды.

На чертеже приведена схема устройства для очистки воды. Устройство включает в себя цилиндрический корпус 1 с коническим днищем, контактную взвешиваемую массу 2, трубопровод подачи воды на осветление 3, сборный желоб 4, отводящий трубопровод осветленной воды 5, трубопровод отведения промывной воды 6, трубопровод подачи промывной воды 7 к эжектору 8, трубопровод тангенциальной подачи пульпы 9 под коническую диафрагму 10, трубопровод 11 выпуска контактной взвешиваемой массы из устройства.

Устройство для очистки воды работает следующим образом. По трубопроводу подачи воды на осветление 3 исходная вода, обработанная реагентами (коагулянтами - сульфатом алюминия, хлорным железом и т.п., флокулянтами - полиакриламидом, ВА-2 и т. п. , щелочами - известью, едким натром и т.п., окислителями - хлором, озоном, перманганатом калия и т.п.) подается на осветление в нижнюю часть устройства с интенсивностью, обеспечивающей взвешивание контактной массы 2. В качестве контактной массы используют кварцевый песок, дробленую горелую породу или другой мелкозернистый материал, удовлетворяющий требованиям по механической прочности и химической стойкости. За счет повышения объемной концентрации частиц во взвешенном слое и адсорбции хлопьев гидроксидов и других малорастворимых примесей зернами взвешенной контактной массы, которые являются центрами коагуляции, достигается высокий эффект очистки воды и снижение расхода реагентов. Очищенная вода собирается желобом 4 и выводится трубопроводом осветленной воды 5 из устройства для очистки воды. По истечении времени защитного действия взвешенной контактной массы и ухудшения качества очищенной воды производится промывка контактной массы в следующей последовательности. Закрывается задвижка на трубопроводе подачи воды на осветление 3 и задвижка на трубопроводе отведения осветленной воды 5. Открывается задвижка на трубопроводе подачи промывной воды 7 к эжектору 8, задвижки на трубопроводе 9 тангенциальной подачи пульпы промываемой контактной массы под коническую диафрагму 10 и задвижка на трубопроводе отведения промывной воды 6. Подается промывная вода в эжектор 8. Загрязненная контактная взвешиваемая масса в виде пульпы транспортируется в верхнюю часть устройства для очистки воды и тангенциально подводится под коническую диафрагму. Пульпа подвергается вращению. Происходит разделение частиц осадка и контактной взвешиваемой массы, отличающихся по плотности, под действием центробежных сил. Промытые зерна контактной взвешиваемой массы осаждаются, а осадок отводится с отработанной промывной водой. Контактная взвешиваемая масса используется в процессе очистки многократно. При необходимости замены контактной взвешиваемой массы или опорожнения устройства для очистки воды пульпа выпускается из него по трубопроводу 11.

При использовании устройства для очистки осадка сточных вод цилиндрический корпус 1 освобождается от взвешиваемой контактной массы 2, закрываются задвижки на трубопроводах 3, 5, 7 и нижней части трубопровода 9, открываются задвижки на трубопроводах 6, 11 и верхней части трубопровода 9. По трубопроводу 11 подается пульпа осадка сточных вод в корпус 1 устройства. При тангенциальной подаче и вращении пульпы загрязнения отделяются от осадка и отводятся с водой по трубопроводу 6, а частицы осадка осаждаются в устройстве. При заполнении корпуса 1 на одну треть его высоты подача пульпы прекращается и очищенный осадок по трубопроводу 11 с помощью эжектора 8 выгружается из корпуса.

Опытная установка устройства для очистки воды в первом случае была загружена песком из дробленого кварцита, во втором - дробленой горелой породой. Высота взвешенного слоя контактной массы составляла одну треть высоты корпуса устройства. Исходная подземная вода, предварительно обработанная растворами едкого натра и перманганата калия, подвергалась осветлению. При этом происходило образование и накопление осадка во взвешенном слое контактной массы, сопровождающееся ростом потерь напора в нем. По окончании суточного цикла обработки воды контактная взвешиваемая масса подвергалась промывке в верхней части устройства с подачей водопесчаной пульпы на промывку эжектором. После отмывки песка от осадка контактная взвешиваемая масса вновь использовалась в новых циклах очистки воды. Потерь песка при промывке не наблюдалось. Опытная установка обеспечила снижение концентрации солей жесткости в обрабатываемой подземной воде наполовину, а также очистку от большей части соединений железа и марганца. Высокий эффект очистки достигнут за счет увеличения объемной концентрации частиц и явления контактной коагуляции примесей во взвешенном слое контактной массы. При этом сокращен расход едкого натра и перманганата калия на 20%.

Таким образом, предлагаемая изобретением конструкция устройства для очистки воды позволяет получить высокий эффект осветления воды во взвешенном слое осадка, производить промывку и многократно использовать взвешиваемую контактную массу, а также снизить расход реагентов. В целом достигается решение технической задачи изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для очистки осадка сточных вод с одновременным повышением эффективности очистки воды.