УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА КОАГУЛЯНТА ПУТЕМ ЦИРКУЛЯЦИИ РАСТВОРА С ПОМОЩЬЮ НАСОСА

Полезная модель относится к устройствам для приготовления рабочего раствора коагулянта, в том числе и сульфата алюминия, для очистки вод от загрязняющих веществ и может быть использована в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод.
Известен способ приготовления рабочего раствора коагулянта, включающий его перемешивание и циркуляцию, в котором перемешивание ведут одновременно с диспергированием частиц коагулянта, вплоть до наноразмеров, а циркуляцию осуществляют через кавитационно-вихревой поток при одновременном повышении температуры, причем большее значение времени циркуляции соответствует большей температуре нагрева, при этом среднеквадратичный градиент скорости перемешивания суспензии (G) составляет от 220000 с-1, а время циркуляции от 4-15 мин (патент RU №2341325, MПК B01F 3/12, опубл. 20.12.2008 г.).
Известен способ растворения порошкового коагулянта, например, сернокислого алюминия, в котором осуществляется перемешивание с целью интенсификации процесса и упрощения его, перемешивание ведут в турбулентном режиме в три стадии при скорости 25-60 м/с в течение 1-4 с на первой стадии, 2-10 м/с в течение на менее 30 с на второй стадии и 1-2 м/с в течение 1 ч на третей стадии при температуре не менее 15°С (патент SU №447156, МПК B01F 1/00, B01D 21/00, опубл. 25.10.1974 г.).
Недостатком известных устройств является наличие вращающегося или вибрирующего органа для перемешивания частиц соли во всем объеме рабочей емкости, что требует затрат энергии и снижает надежность работы этих устройств.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для приготовления суспензий водного кристаллогидрата сульфата алюминия, включающее реактор, в нижней части которого установлены паровой коллектор и над ним перфорированная перегородка, соединенный с циркуляционным насосом, связанный с линией подачи суспензии в производство, на паровом коллекторе смонтированы вертикальные перфорированные патрубки, высота которых не превышает верхний торец реактора (патент на полезную модель RU №65491, МПК C01F 7/74, опубл. 10.08.2007 г.).
Недостатком данной конструкции является ее трудоемкость изготовления и эксплуатации.
Поставлена задача создать конструкцию установки для растворения коагулянта, обладающую высокими эксплуатационными характеристиками.
Технический результат заключается в получении готового раствора коагулянта высокого качества с минимальными сроками и трудозатратами.
Технический результат достигается тем, что в установке для приготовления раствора коагулянта путем циркуляции раствора с помощью насоса, включающей емкость, в нижней части которой установлено устройство подачи пара, емкость соединена с циркуляционным насосом, связанным с линиями подачи раствора в производство, устройство подачи пара выполнено в виде перфорированных труб, соединенных с трубопроводом подачи пара, и над ними расположена съемная сетка, кроме того, емкость разделена на секции, каждая из которых снабжена циркуляционным насосом, осуществляющим циркуляцию раствора для его перемешивания.
Новыми признаками заявляемого технического решения являются выполнение устройства подачи пара в виде перфорированных труб, соединенных с трубопроводом подачи пара, с расположенной над ними съемной сеткой, кроме того емкость разделена на секции, каждая из которых снабжена циркуляционным насосом, осуществляющим циркуляцию раствора для его перемешивания.
Выполнение устройства подачи пара в виде перфорированных труб, соединенных с трубопроводом подачи пара позволяет производить подогрев раствора в нужное время с минимальными затратами, а использование циркуляционных насосов, осуществляющих циркуляцию раствора для его перемешивания позволяет ускорить процесс растворения сульфата алюминия. Причем процесс растворения происходит последовательно в секциях емкости, а наличие сетки предотвращает попадание в готовый раствор не растворившихся крупных фракций компонента.
Использование всех вышеперечисленных признаков обеспечивает получение качественного раствора коагулянта в минимальные сроки с наименьшими трудозатратами. Технический результат достигнут.
Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что техническое решение, совпадающее по всем признакам с заявляемой полезной моделью, не обнаружено. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Полезная модель поясняется чертежом.
Установка для приготовления раствора коагулянта путем циркуляции раствора с помощью насоса содержит емкость 1, выполненную из нержавеющей стали в виде вертикального бака прямоугольной формы с коническим днищем. Емкость 1 разделена на три секции, которые закрыты крышками. Ко всем секциям емкости подведен трубопровод 2 для подачи питьевой воды, необходимой для растворения сульфата алюминия.
На дне емкости 1 расположена съемная сетка 3, выполненная из нержавеющей стали.
Внутри емкости 1 под съемной сеткой 3 размещены перфорированные трубы 4 для подвода греющего пара. Трубы 4 соединены с трубопроводом 5 для подачи пара и снабжены краном открытия/закрытия в каждой секции емкости 1.
Установка снабжена системой отбора готового раствора, содержащей насос 6 со шлангами.
Кроме того каждая секция емкости 1 снабжена циркуляционным насосом 7/1, 7/2, 7/3 соответственно. Насосы 7/1, 7/2, 7/3 обвязаны трубопроводами и запорной арматурой. На всех насосах установлены трехходовые краны, позволяющие переключать подачу раствора на всас насоса 7 при циркуляции раствора и на всас насоса 6 при откачивании готового раствора из секции емкости 1.
Установка работает следующим образом.
2
Первая секция емкости 1 заполняется водой из трубопровода примерно 1,5-2 м закрывается кран, открывается крышка первой секции емкости 1, куда засыпается коагулянт (сульфата алюминия), не допуская попадания в секцию посторонних примесей. Также заполняются вторая и третья секции емкости 1.
После загрузки сульфата алюминия первую секцию начинают перемешивание раствора циркуляцией, для этого открывают кран на нагнетании насоса 7/1, открывают трехходовой кран на трубопроводе на подачу раствора на всас насоса 7/1, включают насос 7/1. Начинается активная циркуляция раствора. При циркуляции раствора через слой сульфата алюминия происходит постоянное обновление раствора. После заполнения водой и загрузки сульфата алюминия во вторую и третью секции также открывают кран на нагнетании насосов 7/2, 7/3, открывают трехходовой кран на трубопроводе на подачу раствора на всас насосов 7/2,7/3, включают насосы 7/2, 7/3. Начинается последовательно в каждой секции активная циркуляция раствора, так же как и в первой секции.
В холодное время при температуре воды ниже 15°C после загрузки сульфата алюминия в секции через трубы 4 подается пар для подогрева воды. Когда вода в секциях нагреется до 40-50°C, подача пара прекращается. При падении температуры вновь подается пар.
3
Через 0,5 ч циркуляции отбирается проба раствора из первой секции для определения плотности раствора и оценки скорости растворения. То же самое происходит со второй и третьей секциями. Началом процесса приготовления раствора считается время начала циркуляции раствора. Пробы отбирают каждые 0,5 ч. При достижении плотности раствора значения 1,28-1,29 г/см циркуляцию раствора последовательно в каждой секции прекращают, насосы 7/1, 7/2, 7/3 выключают, закрывают краны на нагнетательном и всасывающих трубопроводах насосов.
Готовый раствор из секций откачивают насосом 6, открывается кран на нагнетательном трубопроводе насоса 6. Готовый раствор откачивается в транспортную емкость. Процесс завершен.
Установка для приготовления раствора коагулянта с применением сжатого воздуха может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и технологий.