ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ГИДРОЦИКЛОН-ОКИСЛИТЕЛЬ

Полезная модель предназначена для очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ, а так же фенолов, нефтепродуктов, ПАВ (поверхностно-активных веществ) и может быть использована в машиностроительной, приборостроительной, энергетической отраслях, для очистки поверхностных загрязнений при снегопереработке в городах.
Известно устройство для очистки сточных вод от взвешенных веществ с использованием центробежных сил. Например, в устройстве (авторское свидетельство №1407563 «Гидроциклон», бюл. №25 от 07.07.88) в котором для повышения эффективности очистки используется двухступенчатая камера с созданием двух вихрей. Первичная закрутка осуществляется расположением специальных лопаток с различными углами выхода, а вторичная закрутка - за счет организации тангенциального отвода.
Известно устройство (патент РФ №2165308, публ. 20.04.2001 года «Гидроциклон очиститель-смеситель»), в котором, в дополнение к двухкамерной центробежной очистке, имеется инжектор для подвода дополнительной жидкости (кислоты, щелочи или водного раствора соли) и выдвижные завихрители потока. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие:
1. Устройство работает периодически, в два этапа, причем второй этап начинается после того, как удостоверились в том, «что исходная жидкость, окончательно очищена от механических примесей». При этом открывается вентиль подачи дополнительной жидкости, и выдвигаются завихрители. За счет этого производительность очистки существенно снижается.
2. Использование выдвижных завихрителей полностью разрушает первичный основной вихрь, возникающий при тангенциальном подводе исходной жидкости и разделения во вторичной камере не происходит, что значительно ухудшает качество очистки.
3. Сливаемые в шламовый патрубок дополнительные жидкости требуют дополнительной очистки и нейтрализации.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство - повышение качества очистки и увеличение производительности. Поставленная цель достигается тем, что предложен двухступенчатый гидроциклон-окислитель, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным патрубком подвода загрязненной жидкости, патрубками отвода шлама и очищенной воды, оборудованный промежуточной сливной камерой, в которой в нижней части цилиндрического корпуса установлено барботажное устройство для подачи окислителя, корпус вторичной закрутки выполнен в виде усеченного конуса с расширением к нижнему сечению, в котором расположены лопаточные завихрители, при этом по нижнему периметру корпуса вторичной закрутки установлен фильтр, и в верхней части корпуса вторичной закрутки имеется штуцер отвода пены, также в верхней части корпуса вторичной закрутки между сливной камерой и цилиндрическим корпусом имеется наклонное днище, образующее острый угол с цилиндрической стенкой корпуса, между стенками цилиндрического корпуса и корпуса вторичной закрутки имеется отражательный кольцевой козырек, внутри которого расположено барботажное устройство.
Предложенное устройство представлено на:
Фиг. 1 - двухступенчатый гидроциклон-окислитель. Общий вид;
Фиг. 2 - вид А;
Фиг. 3 - барботажное устройство;
Фиг. 4 - лопасти завихрителя (развертка).
Предложенная полезная модель представляет собой цилиндроконический корпус, состоящий из центральной части 1, сливной камеры 3 и сливного корпуса 13. В центральной части корпуса коаксиально расположен основной сливной патрубок 5 и дополнительный патрубок 4, и корпус вторичной закрутки 8. В сливной камере 3 имеется штуцер отвода вторичного шлама 6, а в нижней части сливного конуса 13 находится патрубок отвода шлама 12. В центральной части корпуса 1 установлен тангенциально патрубок подвода загрязненной жидкости 7. В нижней части цилиндрического корпуса 1 установлено барботажное устройство 10 для подачи окислителя. Корпус вторичной закрутки 8 выполнен коническим с расширением к нижнему сечению. Для концентрированной подачи окислителя в зону закрутки жидкости между корпусом 1 и корпусом вторичной закрутки 8 и исключения влияния пузырьков окислителя, сползающему по стенке 1 шлама, имеется отражательный кольцевой козырек 15, внутри которого расположено барботажное устройство 10, а на корпусе 1 имеется штуцер подачи окислителя 9. В нижнем сечении корпуса вторичной закрутки 8 расположены лопаточные завихрители 11 и по нижнему периметру корпуса вторичной закрутки 8 установлен фильтр 14. В верхней части корпуса вторичной закрутки 8 имеется штуцер отвода пены 2, между сливной камерой 3 и цилиндрическим корпусом 1 имеется наклонное днище 16, образующее острый угол с цилиндрической стенкой корпуса 1.
Предложенное устройство работает следующим образом. Исходная загрязненная вода подаются в патрубок 7 и за счет тангенциального расположения, приобретает вращательное движение. При движении закрученного потока вниз между стенками корпуса 1 и корпусом вторичной закрутки 8 интенсивность закрутки возрастает за счет конфузорности канала. Крупные частицы отбрасываются к стенке корпуса 1 и слой шлама сползает вниз, по наклонной стенке сливного конуса 13 и удаляется через патрубок отвода шлама 12.
3
Основная масса жидкости, изменяя направление, поступает в полость корпуса вторичной закрутки 8, причем, часть крупных и средних частиц загрязнителя задерживается на фильтре 14 и удаляется через патрубок 12. Жидкость, поступающая в полость вторичной закрутки, проходит через лопасти завихрителя 11 и приобретает дополнительное вращательное движение, что приводит к отбрасыванию поступающих частиц загрязнителя к стенкам камеры 8, которые далее поступают в полость сливной камеры 3 и удаляются через штуцер 6. Очищенная вода из центральной части гидроциклона по основному сливному патрубку 5 и дополнительному патрубку 4 отводится потребителю. Одновременно с очисткой от взвешенных частиц в гидроциклоне производится очистка от фенолов, нефтепродуктов, обеззараживание за счет подачи через барботажное устройство 10 какого-либо окислителя (озон, озоно-воздушная смесь, хлор и др.), поступающего через штуцер 9. Окислитель поступает через систему распределительных отверстий, которые ограничиваются кольцевым отражателем 15. Поступающий окислитель выходит из барботажного устройства в виде пузырьков и перемешивается с водой в закрученном потоке. Пузырьки окислителя поднимаются в воде вверх и распределяются по двум физико-химическим процессам. Определенная часть окислителя разлагает фенолы, нефтепродукты до простейших безвредных соединений. Например, при взаимодействии озона O на нефтепродукты происходит:
где .
Другая часть окислителя осуществляет флотацию, и загрязнители в виде флотационной пены поднимаются наверх и удаляются через штуцер 2.
Таким образом, в предложенной полезной модели производится двухступенчатое центробежное разделение взвешенных частиц, фильтрование и окислительное разложение нефтепродуктов, цианидов, сероводорода, что повышает качество очистки и увеличивает производительность процесса.