УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ, СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ
UNIVERSAL COMPLEX OF EQUIPMENT FOR DEHYDRATION, COLLECTION AND TRANSPORTATION OF FINE WASTE

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к области переработки мелкодисперсных отходов, таких как, осадки сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также отходов нефтехимической, фармацевтической, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента.
Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту РФ на изобретение №2318576, К З ХАНДЕЛЬС АБ (SE), B01D21/18, E03F5/14, C02F1/52, опубл. 10.03.2008 г., в котором представлено описание системы соскабливания, транспортировки и сбора ила, содержащей, в первую очередь, ряд скребковых и транспортирующих элементов, транспортирующие элементы расположены, по меньшей мере, на двух уровнях, включающих в себя нижний уровень, состоящий из прямых транспортирующих элементов, размещенных по существу перпендикулярно относительно продольной оси отстойника, и верхний уровень, в котором транспортирующие элементы выполнены дугообразными в горизонтальном направлении и/или изогнуты в середине под углом. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: система транспортировки и сбора ила, содержащая скребковые и транспортирующие элементы. Техническая проблема, которая не могла быть решена при осуществлении и использовании вышеописанного аналога изобретения, заключается в том, что вышеописанная система оборудования содержит транспортирующие элементы, конструкция которых обеспечивает концентрацию ила, при которой практически исключается или, по меньшей мере, значительно уменьшается его перетекание через край транспортирующего элемента, что указывает на высокую степень влажности транспортируемого ила, близкого по своей консистенции к глине, битуму, гудрону и т.д., вследствие чего возникает большая вероятность налипания ила к поверхности транспортирующего устройства, которое впоследствии практически невозможно очистить от налипшего продукта, что может привести к снижению работоспособности оборудования.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту РФ на изобретение №2660885, Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОТЕХ", C02F11/00, опубл. 10.07.2018 г., в котором представлено описание производственного комплекса для переработки осадков сточных вод, содержащего подающий транспортер обезвоженного осадка; емкость наполнителя со шнековым питателем, размещенного с возможностью подачи осадка и наполнителя в смеситель, выполненный со средством для выгрузки смеси; средство для уничтожения патогенов; транспортер аварийной выгрузки с возможностью подключения его входа к выходу подающего транспортера обезвоженного осадка; емкость для приема смеси; загрузочный транспортер для загрузки смеси и транспортер выгрузки компоста из средства для уничтожения патогенов, причем средство для уничтожения патогенов выполнено в виде аэробного ферментатора, средство для выгрузки смеси выполнено в виде транспортера, выход которого установлен с возможностью подачи смеси в емкость для приема смеси из смесителя, а загрузочный транспортер размещен с возможностью приема смеси из емкости для приема смеси и подачи ее в ферментатор. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: производственный комплекс для переработки осадков сточных вод, содержащий подающий транспортер обезвоженного осадка; транспортер перегрузки обезвоженного осадка с возможностью подключения его входа к выходу подающего транспортера обезвоженного осадка; транспортер выгрузки обезвоженного осадка (система транспортирующих устройств)
Техническая проблема, которая не могла быть решена при осуществлении и использовании вышеописанного аналога изобретения, заключается в том, что вышеописанный производственный комплекс содержит стационарно установленные единицы оборудования, и может использоваться только при непрерывном поступлении выделенных обезвоженных осадков из сточных вод, при этом, должно быть обеспечено сохранение постоянного количества поступающих осадков на обработку независимо от их выделения по времени суток, что требует дополнительных средств для транспортировки обезвоженных осадков с места, где непосредственно производится процесс их обезвоживания. Производственный комплекс не приспособлен для одновременного проведения работ по обезвоживанию и транспортировке отходов непосредственно на площадках, где размещаются отходы, имеющих в т.ч. большую площадь поверхности. Кроме того, комплекс, как заявлено в описании изобретения, используется без установки его непосредственно на полигонах осадков сточных вод, подача обезвоженного осадка может осуществляться с разных полигонов при обязательном выполнении только условия непрерывности и постоянства количества подаваемого обезвоженного осадка, процент обезвоживания осадков, при этом, является усредненной непостоянной величиной, которую сложно корректировать, при превышении которой выше 50% начинается прилипание осадка к ленте транспортирующего устройства.
Раскрытие сущности изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является создание универсального комплекса оборудования для переработки отходов, позволяющего осуществлять высокоэффективное обезвоживание отходов с достижением требуемой степени обезвоживания, сбор и транспортировку обезвоженных отходов с большой поверхности, что достигается за счет выполнения универсального комплекса оборудования для переработки отходов, содержащего подающую транспортерную ленту, транспортерную ленту перегрузки, транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов, который дополнительно содержит гребенку, механическую щетку, расположенную над гребенкой и перед подающей транспортерной лентой, приспособленную для сбора обезвоженных отходов, которые в совокупности с взаимосвязанными между собой подающей транспортерной лентой и транспортерной лентой перегрузки обезвоженных отходов, образуя комплексную установку по обезвоживанию и сбору обезвоженных отходов, смонтированы на монтажной раме, выполненной с возможностью подвижного крепления ее к опорной раме, неподвижно установленной по периметру площадки с размещенными на ней отходами, и приспособленной для вертикального и горизонтального перемещения над поверхностью площадки, а гребенка выполнена с возможностью ворошения отходов для доведения их до состояния требуемой степени обезвоживания при перемещении монтажной рамы.
Сбор и транспортировка отходов с большой поверхности обеспечивается:
- возможностью подвижного крепления монтажной рамы, на которой смонтированы гребенка, механическая щетка, приспособленная для сбора обезвоженных отходов, подающая транспортерная лента, взаимосвязанная с транспортерной лентой перегрузки обезвоженных отходов, образующие комплексную установку по обезвоживанию и сбору обезвоженных отходов, к неподвижно установленной по периметру площадки с размещенными на ней отходами опорной раме, относительно которой монтажная рама может перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлении над всей поверхностью площадки, а габаритные размеры опорной рамы соответствуют габаритным размерам площадки с отходами, что позволяет использовать комплекс оборудования на площадке с неограниченными габаритными размерами, в т.ч. имеющей большую поверхность.
Высокоэффективное обезвоживание отходов обеспечивается:
- наличием гребенки, выполненной с возможностью ворошения (рыхления) сырых (повышенной влажности) отходов при перемещении монтажной рамы, при этом, при горизонтальном перемещении рамы гребенка производит непосредственно ворошение сырых отходов, разрушая быстро засыхающий верхний слой, тем самым способствуя более быстрому процессу сушки и обезвоживания отходов, доводя их до состояния требуемой степени обезвоживания, а при вертикальном перемещении монтажной рамы гребенка может быть опущена на необходимую глубину слоев отходов по мере обезвоживания и удаления обезвоженных отходов с поверхности.
Универсальность комплекса оборудования обеспечивается:
- наличием в комплексе одновременно оборудования по обезвоживанию отходов, выполненного в виде гребенки, оборудования по сбору обезвоженных отходов, выполненного в виде механической щетки, приспособленной для сбора обезвоженных отходов посредством ее вращения относительно неподвижной оси, расположенной над гребенкой и перед подающей транспортерной лентой, и оборудования для транспортировки обезвоженных отходов, включающего подающую транспортерную ленту, взаимосвязанную с транспортерной лентой перегрузки с изменяющимся углом наклона, объединенных в составе единой комплексной установки, что дает возможность в последовательном и непрерывном режиме осуществлять обезвоживание отходов до требуемой степени влажности и их сбор непосредственно на площадке, где размещены влажные отходы, тем самым, исключая необходимость дополнительно использовать оборудование для доставки предварительно обезвоженных где-то в другом месте отходов к месту дальнейшей их переработки.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежом, где представлен общий вид универсального комплекса оборудования для переработки отходов в аксонометрической проекции.
Позициями на чертеже обозначены:
1 - гребенка,
2 - щетка,
3 - подающая транспортерная лента (поперечная транспортерная лента),
4 - транспортерная лента перегрузки,
5 - транспортерная лента выгрузки (продольная транспортерная лента),
6 - комплексная установка по сбору и обезвоживанию отходов,
7- монтажная рама,
8 - опорная рама,
9 - рама, собранная из швеллеров,
10 - винтовые опоры,
11 - стойки с резьбой,
12 - винтовые пары,
13 - узлы винт-гайка,
14 - колеса,
15 - площадка с размещенными отходами.
Осуществление изобретения.
Универсальный комплекс оборудования для переработки отходов предназначен для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов (продукта, веществ), в качестве которых для переработки могут быть использованы осадки сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также отходов нефтехимической, фармацевтической, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента. Данные отходы могут быть размещены на иловых площадках, либо в других местах, имеющих большие площади поверхности.
Комплекс оборудования содержит механизм ворошения (рыхления) обезвоживаемого мелкодисперсного отхода, выполненный в виде гребенки 1, выполняющей функцию обезвоживания сырых (имеющих повышенную влажность) отходов; устройство по сбору обезвоженных отходов, выполненное в виде механической щетки 2, приспособленной для сбора обезвоженных отходов посредством ее вращения относительно неподвижной оси; систему последовательно расположенных транспортерных лент, включающую подающую транспортерную ленту обезвоженных отходов 3, транспортерную ленту перегрузки обезвоженных отходов 4, транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов 5.
Гребенка 1, щетка 2 и подающая транспортерная лента 3, взаимодействующая с транспортерной лентой перегрузки 4, являются функционально взаимосвязанными единицами оборудования, составляющими единую комплексную установку по обезвоживанию и сбору мелкодисперсного вещества с поверхности 6, смонтированы на монтажной раме 7, выполненной в виде двух параллельных вертикальных пластин, соединенных одной горизонтальной пластиной, при этом, щетка 2 смонтирована над гребенкой 1 и непосредственно перед подающей транспортерной лентой 3.
Гребенка 1 выполнена из металлических прутьев размером 10 см, которые посредством сварки (либо болтового соединения) крепятся непосредственно к гребенке, своими концами гребенка 1 жестко закреплена на вертикальных пластинах монтажной рамы 7. Механическая щетка 2, изготовленная либо из железной проволоки, либо из полимерных материалов повышенной прочности, установлена на горизонтальной неподвижной оси на подшипниках (на чертеже не показаны), а концы неподвижной оси также жестко закреплены на вертикальных пластинах монтажной рамы 7. Неподвижная ось, вокруг которой щетка 2 совершает вращательные движения во время работы комплекса оборудования, расположена, практически, параллельно продольной оси гребенки 1.
Монтажная рама 7 выполнена с возможностью подвижного крепления ее к неподвижной опорной раме 8, состоящей из рамы, собранной из четырех соединенных друг с другом швеллеров 9, установленной на опорах по периметру площадки 15 с размещенными на ней имеющими повышенную влажность (98.8%) отходами. В качестве опор используются винтовые опоры 10, состоящие из стоек с резьбой 11 и винтовых пар 12, функционально работающие по схеме простейшей винтовой передачи. Стойки с резьбой 11 снизу закреплены или по принципу свай, или бетонированием, а сверху закреплены поперечными и продольными перемычками. Рама из швеллеров 9 прикреплена к стойкам с резьбой 11 посредством узлов винт-гайка 13. Периметр, форма и размер в сечении опорной рамы 8 соответствует периметру, форме и размеру в сечении площадки 15, на которой размещены отходы.
Монтажная рама 7, а, именно, вертикальные пластины монтажной рамы, подвижно прикреплены к двум противоположным параллельным сторонам рамы из швеллеров 9 в четырех точках посредством четырех колес 14, при этом, каждая пластина соответственно прикреплена посредством двух колес к одной из этих сторон. С помощью колес 14 монтажная рама 7, на которой смонтировано оборудование комплексной установки 6, имеет возможность передвигаться (перемещаться) по зубчатой рейке (на чертеже не показана), прикрепленной к каждой боковой стороне рамы из швеллеров 9 вдоль этих боковых сторон рамы. Горизонтальные движение (вперед-назад) монтажной рамы 7 может быть также обеспечено посредством комбинаций движений лебедки.
Монтажная рама 7 приспособлена для перемещений над поверхностью площадки с отходами 15 в вертикальном направлении посредством совершения возвратно-поступательных движений (вверх-вниз) по вертикали и перемещений в горизонтальном направлении посредством качения колес 14 по зубчатой рейке вдоль боковых сторон рамы из швеллеров 9, к которым монтажная рама 7 подвижно прикреплена.
Гребенка 1 выполнена с возможностью ворошения отходов для доведения их до состояния требуемой степени обезвоживания 50-70% (преимущественно 60%) при перемещении монтажной рамы 7 с установленным на ней оборудованием. Гребенка 1 имеет поворотный механизм (на чертеже не показан), который позволяет варьировать глубину ворошения отхода за один проход комплексной установки 6, что соответствует однократному горизонтальному перемещению монтажной рамы 7 с оборудованием, составляющим комплексную установку 6, вдоль боковых сторон рамы из швеллеров 9 по всей их длине в одном направлении.
Подающая транспортерная лента 3 расположена в комплексной установке 6 по сбору и обезвоживанию в задней части после щетки 2. Подающая транспортерная лента 3 и транспортерная лента перегрузки 4 обезвоженных отходов расположены поперечно (перпендикулярно) направлению горизонтальных перемещений монтажной рамы 7 и функционально взаимосвязаны таким образом, чтобы обеспечить транспортировку отходов с места сбора до продольной транспортерной ленты выгрузки обезвоженных отходов 5, которая обеспечивает транспортировку отхода до оборудования предварительной подготовки полуфабриката из обезвоженных отходов. Транспортерная лента выгрузки 5 неподвижно установлена за периметром площадки 15 вдоль боковой стороны опорной рамы 8, вдоль которой совершает горизонтальные перемещения комплексная установка 6, и со стороны которой на нее передается продукт с транспортерной ленты перегрузки 4.
Поскольку поперечно расположенные подающая транспортерная лента 3 и транспортерная лента перегрузки 4 двигаются вместе с комплексной установкой 6 по вертикали по мере выбирания продукта с поверхности, а продольная транспортерная лента выгрузки 5 продукта, при этом, двигается только по горизонтали, конструкцией продольной транспортерной ленты перегрузки отходов 4 предусмотрена возможность изменения угла ее наклона ленты при транспортировании и передаче продукта.
Универсальный комплекс оборудования для переработки отходов работает следующим образом.
Предлагаемый универсальный комплекс оборудования может быть использован для переработки отходов, имеющих исходную влажность 98.8%,размещенных, преимущественно, на иловых площадках, либо в других местах, например, в резервуарах, хранилищах, естественных прудах и т.д., имеющих большие площади поверхности, где известными способами их собрать сложно, а также требует больших затрат, и имеющих геометрическую форму в сечении, подобную геометрической форме иловых площадок, а, именно, прямоугольную или квадратную форму, при этом, соотношение ширины и длины и их размер сторон выбранной площадки не имеет большого значения (на каждом водоканале они разные), т.к. габаритные размеры оборудования, входящего с состав комплексной установки 6, а, именно, длина гребенки 1, длина неподвижной оси, относительно которой может вращаться механическая щетка 2, а также длина подающей транспортерной ленты 3 и транспортерной ленты перегрузки 4 могут быть подобраны под размер выбранной площадки 15 с размещенными на ней отходами.
После выбора площадки 15 (например, это иловая площадка с отходами) в ее углах устанавливаются четыре винтовые опоры 10, высота которых определяется конкретно для каждого водоканала в зависимости от глубины самой иловой площадки (может быть от 0.5 метра до 2 метров). Винтовые опоры содержат стойки с резьбой 11 и винтовые пары 12. Стойки с резьбой 11 закрепляют в основании, например, посредством бетонирования, при этом, глубина бетонирования рассчитывается в зависимости от объема отходов, находящихся на данной иловой площадке в зависимости от ширины и длины иловой площадки 15 (иловой карты). Сверху стойки с резьбой 11 закрепляют поперечными и продольными перемычками. На винтовые опоры 10 устанавливается предварительно собранная из четырех соединенных между собой швеллеров рама 9, которую крепят к стойкам с резьбой 11 посредством четырех узлов винт-гайка 13. Опорная рама 8, состоящая из рамы из швеллеров 9, установленной и закрепленной на винтовых опорах 10, расположена над иловой площадкой 15 и имеет периметр, геометрически соответствующий периметру иловой площадки.
К двум любым противоположным параллельным сторонам рамы из швеллеров 9 при выборе площадки квадратного сечения или имеющим большую длину при выборе площадки прямоугольного сечения, к которым прикреплена зубчатая рейка, в четырех точках с помощью четырех колес 14 крепятся две вертикальные пластины монтажной рамы 7, каждая пластина соответственно прикрепляется посредством двух колес к одной из этих сторон, образуя подвижное соединение при качении колес по зубчатой рейке, работающих по принципу колесной пары вагонов. Таким образом, реализуется подвижное крепление монтажной рамы 7 к опорной раме 8, что позволяет монтажной раме 7 с установленным и жестко закрепленным на ней оборудованием свободно ходить посредством качения колес 14 по зубчатой рейке, совершая горизонтальные передвижения. Оборудование на монтажной раме 7 установлено и жестко закреплено с соблюдением порядка их взаимного расположения, а, именно, на самом низком уровне устанавливается гребенка 1, над гребенкой устанавливается механическая щетка 2, после которой сзади по ходу движения монтажной рамы 7 и чуть ниже щетки 2 расположена подающая транспортерная лента 3, взаимодействующая c транспортерной лентой перегрузки 4, которая установлена и закреплена на монтажной раме 7 под подающей транспортерной лентой 3, т.е. щетка 2 находится перед подающей транспортерной лентой 3.
Процесс обезвоживания сырых отходов, имеющих исходную влажность98.8%, и доведения их до влажности более 50-70% (преимущественно 60%) осуществляется за один проход или несколько проходов (при необходимости)комплексной установки 6 над поверхностью площадки с отходами 15, соответствующий одному горизонтальному перемещению (или нескольким горизонтальным перемещениям) от одной боковой стороны площадки до другой противоположной боковой стороны площадки, эти стороны расположены перпендикулярно направлению движения установки 6. Заглубленная на 10 см в слой отходов гребенка 1 разрыхляет верхний засохший слой, обычно покрывающийся коркой, препятствующий высыханию слоев отходов, находящихся под ней. При своем горизонтальном движении гребенка 1 разрыхляет покрывшийся коркой верхний слой мелкодисперсного продукта, переводя его в среднедисперсный, в таком состоянии сушка и обезвоживание отходов происходит значительно быстрее. Уровень влажности отхода контролируется специальным прибором по измерению влажности (влагомер). Скорость доведения требуемой влажности отхода может регулироваться варьированием глубины погружения гребенки, количеством горизонтальных и вертикальных перемещений установки, а также скоростью перемещения установки, которая может быть подобрана экспертным путем. Достижение влажности отхода до 50-70% (преимущественно 60%) достаточно для того, чтобы не происходило налипание его (в большом количестве) к транспортерной ленте.
Когда гребенка 1 двигается, щетка 2 не работает, при достижении влажности отходов 60% начинает работать щетка. Гребенка 1 при своем движении закидывает обезвоженный отход на работающую щетку 2, которая находится под небольшим уклоном к поверхности отходов, а, именно, при движении рамы 7 вперед отходы как бы надвигаются поверх гребенки 1 и попадают непосредственно в зону действия щетки 2. Вращение щетки 2 осуществляется через ременную передачу от редуктора подключения возвратно-поступательного движения комплексной установки 6. Вращающаяся щетка 2 собирает и наметает собранный продукт в лоток (бункер) для подачи щеткой обезвоженного продукта (на чертеже не показан), который затем, посредством отбойника (на чертеже не показан) направляется на подающую транспортерную ленту 3, которая находится на уровне, более низком, чем щетка 2. На подающей транспортерной ленте 2 установлены скребки, дополнительно предотвращающие налипание продукта к поверхности ленты.
После каждого прохода в горизонтальном направлении по мере сбора обезвоженного продукта установка 6 опускается еще на 10 см для ворошения следующего слоя отходов. Опускание уровня установки 6 происходит до момента максимального полного сбора продукта с иловой площадки 15.
С подающей поперечной транспортерной ленты 3 собранные обезвоженные отходы посредством транспортерной ленты перегрузки 4 подаются на продольную транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов 5. Поскольку поперечная транспортерная лента 3 с транспортерной лентой 4 двигается вместе с установкой 6 по вертикали по мере выбирания продукта с поверхности, а продольная транспортерная лента 5 двигается только по горизонтали, транспортерная лента перегрузки 4 выполнена с возможностью изменения угла ее наклона при транспортировании продукта с передачей продукта, чем ниже опускается установка 6, тем меньше угол наклона транспортерной ленты перегрузки 4. Транспортерная лента выгрузки 5 доставляет убираемый продукт непосредственно на блок оборудования по предварительной подготовке полуфабриката.
Комплекс оборудования позволяет производить сбор обезвоженных отходов до 4-5 раз за сезон (часто) по сравнению с существующими технологиями, которые производят сбор только один раз в сезон (механическое обезвоживание, илоочистители).
Комплекс оборудования легко монтируется и демонтируется, поэтому может быть установлен на любой иловой площадке.