ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ОТСТОЙНИК

Предлагаемое техническое решение относится к аппаратам для механической очистки технологических, промывных и сточных вод от твердой и жидкой дисперсных фаз и может найти применение в химической, металлургической, топливо-энергетической, машиностроительной, фармацевтической, биохимической, горнодобывающей и горноперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах коммунальных служб.
Известны конструкции горизонтальных отстойников в виде многоярусных нефтеловушек, включающих горизонтально расположенный корпус с блоком ярусов, трубопроводы для подвода очищаемой воды, отвода очищенной воды и осадка, скребковый транспортер, гидроэлеватор, водораспределительную трубу и водораспределительное устройство для подачи очищаемой трубы на каждую полку яруса. (А.С.Тимошин. Инженерно-экологический справочник. Т.2. - Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2003. - стр.427)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная степень очистки от частиц тонкодисперсной фазы.
Известен горизонтальный отстойник, содержащий корпус с зоной для осветления воды и зоной для накопления осадка, систему подвода исходной воды, систему отвода осветленной воды и дренажную систему, при этом в системе подвода исходной воды установлен фильтр для удаления воды из осадка. (Описание патент на полезную модель «Горизонтальный отстойник» №2286197, В01Д 21/00, 2006.)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится невысокая степень очистки тонкодисперсных суспензий.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятым за прототип является горизонтальный отстойник, включающий корпус, подводящий и отводящий лотки, закрепленные на противоположных стенках корпуса, распределительный лоток исходной воды и сборный лоток осветленной воды, систему удаления осадка со сборным приямком, перфорированные трубы подвода исходной воды и отвода осветленной воды, расположенные по высоте отстойника ниже распределительного и сборного лотков и сообщающиеся посредством трубопроводов с подводящим и отводящим лотками соответственно, при этом система удаления осадка выполнена в виде равномерно размещенных по длине отстойника перфорированных труб, соединенных со сборным приямком посредством трубопроводов с задвижками. (Авт. св. СССР №1369755, В01Д 21/24, 1988.)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится недостаточная степень очистки суспензий от тонкодисперсных частиц.
Техническим результатом предлагаемой конструкции горизонтального отстойника является увеличение степени очистки суспензий от тонкодисперсных частиц за счет уменьшения времени их осаждения.
Поставленный технический результат достигается тем, что в горизонтальном отстойнике, включающем корпус, подводящий и отводящий лотки, закрепленные на противоположных стенках корпуса, распределительный лоток и сборный лоток осветленной воды, систему удаления осадка со сборным приямком, перфорированные трубы подвода исходной воды и отвода осветленной воды, расположенные по высоте отстойника ниже распределительного и сборного лотков и сообщающиеся посредством трубопроводов с подводящим и отводящим лотками соответственно, при этом подводящий лоток герметично разделен вертикальной перегородкой с образованием секций для исходной и осветленной воды, а отводящий лоток дополнительно снабжен трубопроводом для подачи части осветленной воды на рецикл в секцию осветленной воды, соединенной трубопроводами с распределительным лотком и верхней частью корпуса.
Герметичное разделение подводящего лотка вертикальной перегородкой с образованием секций для исходной и осветленной воды позволяет отдельно накапливать эти воды в каждой секции без их смешивания и взаимного разбавления перед подачей в корпус.
oc
oc
Дополнительное снабжение отводящего лотка трубопроводом для подачи части осветленной воды на рецикл в секцию осветленной воды подводящего лотка, соединенной трубопроводами с распределительным лотком и верхней частью корпуса отстойника, позволяет подавать осветленную воду в верхнюю часть корпуса отстойника, а исходную воду в нижнюю часть корпуса отстойника, создавая в нем двухслойное течение исходной воды с частицами дисперсной фазы в нижней части высотой h и осветленной воды высотой Н-h в верхней части корпуса. Так как при таком двухслойном течении время осаждения частиц τ=h/ будет меньше, чем время осаждения частиц в обычном отстойнике, где по всей высоте Н течет исходная вода T=H/, то будут успевать осесть на дно отстойника более мелкие частицы, а значит возрастает степень очистки исходной воды и качество разделения. В самом деле, для частиц скорость осаждения по формуле Стокса записывается в виде:
2
ч
ч
где g=9,81 м/с - ускорение свободного падения; d - эквивалентный диаметр частицы; ρ, ρ - соответственно плотность частицы и воды; µ -динамическая вязкость воды.
ч
ч
Тогда отношение диаметров частиц, улавливаемых в предлагаемой конструкции d и в обычном отстойнике (прототипе) D, будет описываться формулой:
то есть при уменьшении высоты h в 2 раза по сравнению с общей высотой Н обеих слоев диаметр улавливаемых частиц уменьшается на 30%, а при  диаметр улавливаемых частиц уменьшается в 2 раза.
Таким образом, предлагаемая конструкция горизонтального отстойника позволяет за счет уменьшения относительной высоты слоя исходной жидкости и уменьшения времени осаждения увеличивать степень очистки суспензий от тонкодисперсных частиц и повышать качество осветленной воды.
На фиг.1 представлен горизонтальный отстойник, продольный разрез; на фиг.2 - то же, план.
Отстойник включает подводящий лоток 1, патрубки 2 для отведения воды из него, оборудованные задвижками 3, трубопроводы 4 для подачи осветленной воды в распределительный лоток 5 и в распределительные перфорированные трубы 6, а очищаемой воды - в распределительные перфорированные трубы 6, размещенные на разных уровнях в горизонтальном отстойнике 7, сборный лоток 8 и сборные перфорированные трубы 9, трубопроводы 10 для отведения осветленной воды из сборного лотка и трубопроводы 11 для отведения осветленной воды из сборных перфорированных труб 9, оборудованные задвижками 3, отводящий лоток 12, перфорированные трубы 13 для удаления осадка из отстойника, трубопроводы 14 для отведения осадка из труб 13 в сборный приямок 15, оборудованные задвижками 3, насос 16 и трубопровод 17 с задвижкой 3 для перекачивания осадка из сборного приямка в шламонакопитель.
Подводящий лоток 1 герметично разделен перегородкой 18 с образованием секций исходной 19 и осветленной воды 20.
Отводящий лоток снабжен трубопроводом 21 с вентилем 22 для подачи части осветленной воды с помощью насоса 23 на рецикл в секцию 20 подводящего лотка 1. Расход этой воды регулируется вентилем 22.
Горизонтальный отстойник работает следующим образом.
Исходная вода поступает в подводящий лоток 1 в секцию 19, из него по патрубкам 2 в трубопроводы 4 и далее в распределительные трубы 6, установленные ниже высоты h, соответствующей уровню течения исходной жидкости в отстойнике 7.
Распределительные трубы 6 равномерно распределяют исходную жидкость по всему поперечному сечению отстойника, верхний слой которой соответствует высоте h.
Осветленная вода поступает в секцию 20 подводящего лотка 1 по трубопроводу 21 с помощью насоса 23 из отводящего лотка 12 и из него по патрубкам 2 в трубопроводы 4 и далее в распределительный лоток 5 и в распределительные трубы 6, установленные выше высоты h, соответствующей уровню течения исходной жидкости в отстойнике 7. Распределительные трубы 6 равномерно распределяют эту осветленную воду рецикла по всему поперечному сечению отстойника, занимающей высоту Н-h, где Н - свободная поверхность осветленной воды и полная высота течения обеих вод - осветленной и исходной.
Осветленная в отстойнике 7 исходная вода вместе с водой рецикла равномерно поступает в сборный лоток 8 и сборные трубы 9. Из них вода удаляется по трубопроводам 10 и 11 в отводящий лоток 12. Осадок, накапливающийся на дне отстойника, непрерывно удаляют с помощью труб 13 и отводящих трубопроводов 14 в сборный приямок 15. Из приямка осадок непрерывно перекачивают насосом 16 по трубопроводу 17 в шламоуплотнитель. Осадок из шламоуплотнителя направляют на обезвоживание, а воду возвращают в секцию 19 подводящего лотка 1.
Таким образом, предлагаемая конструкция горизонтального отстойника позволяет уменьшить слой исходной воды, а значит уменьшить время осаждения частиц и увеличить степень очистки суспензии за счет улавливания частиц тонкодисперсной фазы, что приводит к улучшению качества осветленной воды.