УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СБРОСОВ И СТОЧНЫХ ВОД
DEVICE TO TREAT INDUSTRIAL WASTES AND EFFLUENTS

Изобретение относится к охране окружающей среды и комплексным устройствам очистки промышленных сбросов и сточных вод, может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известен способ осветления воды [1], в котором воду перед подачей в технологический процесс и/или вывода из технологического процесса и сбросом на отстой подвергают обработке постоянным электрическим током с напряжением 5,0≤U≤10 В не менее 30 минут и не более двух часов. После использования воды в технологическом процессе больше времени ее «памяти» 50-100 часов воду обрабатывают дополнительно.
Эффективность воздействия на воду усиливается в 5-8 раз, если ее обрабатывать пульсирующим электрическим полем со скважностью 0,3-0,5 при периоде 10 с и условием отношения напряжения на электродах к расстоянию между ними, равным 2,5±0,5 В/см.
Известно устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц [2], которое включает перегородку, выполненную в виде перекрывающих друг друга параллельных пластин, установленных под углом 40-55° к горизонтальной плоскости с наклоном их верхней кромки навстречу потоку. Каждая последующая пластина отстоит от предыдущей на расстоянии 0,8-1,0 ширины пластины. Нижняя кромка предыдущей пластины перекрывается верхней кромкой последующей по высоте на величину, равную 0,1-0,2 ширины пластины.
Эффективность устройства увеличивается в 5-10 раз, если на нее натекает вода, обработанная электрическим полем.
Известно устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц [3], которое содержит каркас с несколькими секциями. Первая рама выполнена с наклоном верхнего края навстречу потоку воды и имеет стальные струны. Вторая и последующая рамы имеют пальцы в верхней и центральной перемычках. Пластины охватывают верхним краем пальцы, а нижним свободно проходят в паз нижней или боковой перемычки. Пластины выполнены из оцинкованной жести с загибом верхнего края на 180°, а нижнего на 30°. Верхняя поверхность пластин покрыта линолеумом.
Эффективность самоочистки продольного осветлителя усиливается при подаче на устройство воды, предварительно отработанной электрическим полем за счет изменения ионного состава и надмолекулярной структуры воды.
Известно устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника [4], отводящий вертикальный канал которого закрыт внешним цилиндром, образующим дополнительный отводящий внешний канал, перемещаемый по высоте, верхний конец которого находится над уровнем воды в отстойнике и через отверстия сообщен с атмосферой. Устройство имеет винтовой привод для перемещения внешнего цилиндра по высоте, на нижней кромке которого закреплена реборда, ликвидирующая декомпрессорную воронку при перетоке воды в отводящий канал. Устройство обеспечивает сброс воды из средних слоев отстойника, которые не загрязнены плавающим веществом.
Известно устройство для обезвоживания сыпучих материалов с ограждением из конусных колец [5], которое включает корпус из перфорированных стенок, корпусное днище с затвором и водоотводящие желоба и ограждение для стенок, отличающиеся тем, что внешняя и внутренняя стенки корпуса выполнены из двух рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, фильтрующей сетки (шпальтового сита с вертикально расположенной щелью), причем фильтрующая (ее) сетка (сито) жестко крепится к внешнему ряду стержней с внутренней стороны емкости, а на стержни внутреннего ряда емкости навешивают ограждение, выполненное из конусных колец, плоскости которых расположены параллельно и перекрывают друг друга. Угол конусности колец составляет 60-75°, при этом они отстоят друг от друга на расстоянии 60-80 мм и перекрывают друг друга на 1/3 своей высоты. Устройство позволяет сбросить излишки воды путем фильтрования ее через стенки бункера.
Известно устройство для обезвоживания сыпучих материалов [6], включающее корпус из перфорированных стенок, вертикальную емкость и корпусное днище с затвором, отличающиеся тем, что конусное днище снабжено водоотводящим желобом и внешняя и внутренняя стенки корпуса выполнены из трех рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, вертикально расположенного шпальтового сита, причем шпальтовое сито жестко крепится к внешнему ряду стержней с внутренней стороны корпуса, а стержни среднего и внутреннего рядов емкости образуют стенку защитного ограждения шпальтового сита. Ширина зазоров между стержнями в рядах составляет величину не более половины размера максимального куска сыпучего материала. Расстояние между средним и внутренними рядами, образующими ограждение шпальтового сита, по радиусу составляет не более трех четвертей величины зазора между стержнями в рядах. Стержни внутреннего ряда устанавливаются в промежутках стержней среднего ряда. Устройство позволяет сбросить излишки воды путем фильтрования ее через стенки бункера.
Известно устройство для обезвоживания сыпучего материала с выгрузкой [7], включающее корпус из перфорированных стенок, вертикальную емкость и днище с затвором, подпружиненный активатор, отличающиеся тем, что корпусное днище снабжено водоотводящим желобом, стенки корпуса выполнены из трех рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, фильтрующей сетки, закрепленной волнообразно на стержнях внешнего и среднего рядов, а по оси корпуса располагают вертикально активатор с приводом, обеспечивающий уплотнение сыпучего материала и интенсификацию его выгрузки из бункера. Стержни внутреннего ряда установлены с зазором между собой менее половины размера максимального размера куска сыпучего материала. Стержни среднего ряда расположены на соответствующей диаметральной линии стержней внутреннего ряда и зазор между ними составляет величину размера, необходимого для монтажа стяжек внутреннего ряда и крепления фильтрующей сетки. Стержни внешнего ряда установлены в промежутках стержней среднего и служат для волнообразного крепления фильтрующей сетки. Активатор выполнен в виде полого конуса, который подвижно закреплен на жесткой раме, установленной на верхней части корпуса. В нижней рабочей части активатора выполнены отверстия для подачи сжатого воздуха во влажный сыпучий материал, вытесняющего воду из сыпучей массы на периферию. Устройство позволяет сбросить излишки воды путем фильтрования ее через стенки бункера.
Известен способ осветления воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой [8], принятый за прототип, при котором механизированная очистка ведется скребковым конвейером, скребки которого оснащены задними очистителями, образующими со скребками и шпальтовой поверхностью полости, в которых передвигают шлам, обезвоживаемый на шпальтовых ситах и выносимый из отстойника, обеспечивающий транспортировку шлама в противоположную сторону от стока воды.
Задачей изобретения является снижение затрат и повышение надежности устройств.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство дополнительно включает устройства для обработки воды пульсирующим постоянным электрическим током и устройство для регулирования глубины забора и сброса воды, причем устройства очистки воды установлены в траншее, выполненной с уклоном, обеспечивающим течение воды в ней со скоростью 0,35±0,10 м/с, на дне которой располагают обезвоживающий скребковый конвейер, один конец которого производит выгрузку обезвоженного шлама в фильтрующий бункер, а устройства очистки воды располагают попарно: «устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц типа «жалюзи» - модуль электрической обработки воды» и «продольное устройство для очистки технологической воды для осаждения тонкодисперсных частиц - модуль электрической обработки воды» в количестве 6-12 пар, при этом в устройствах электрической обработки воды отклонение величины напряжения между электродами к расстоянию между ними установлено на уровне 2,5±0,5 В/см, полярность на электродах соседних пар противоположна, а на поперечный электропроводящий фильтр из металлической стружки и/или металлических шариков подают положительный потенциал 10-12 В, отрицательный подают на корпус скребкового конвейера, при этом на скребках цепи конвейера установлены контейнеры для аккумуляции шлама и/или ила, а фильтрат из фильтрующего бункера возвращают в приемную секцию, что обеспечивает снижение затрат и повышение надежности работы устройств, реализующих способ.
Общая схема устройства очистки промышленных сбросов и сточных вод представлена на чертеже, где приняты следующие обозначения:
1 - трубопровод подачи сточных вод и/или промышленных сбросов;
2 - устройство для очистки воды типа жалюзи;
3 - устройство электрической обработки воды;
4 - продольное устройство очистки воды;
5 - устройство для регулирования глубины забора и сброса воды;
6 - устройство для выгрузки и обезвоживания шлама (скребковый обезвоживающий конвейер);
7 - поперечные перегородки;
8 - траншея;
9 - фильтрующий бункер для приема шлама;
10 - поддон бункера для приема фильтрата;
11 - трубопровод для возврата фильтрата;
12 - электрофильтр;
α - угол уклона траншеи.
Сущность способа очистки промышленных сбросов и сточных вод заключается в следующем.
Очистку промышленных сбросов и сточных вод производят в траншее 8, выполненной с углом наклона α, обеспечивающим течение воды за счет сил гравитации со скоростью 0,35±0,10 м/с. Поперечные перегородки разделяют траншею на приемную и рабочую секции. В приемную секцию по трубопроводу 1 подают промышленные сбросы и/или сточные воды, где происходит аккумуляция несмешиваемых веществ и твердых частиц с плотностью ниже плотности воды на ее поверхности и выше плотности воды, оседающие на дно, которые периодически выгружают с помощью обезвоживающего скребкового конвейера 6, на скребках которого устанавливают контейнеры, обеспечивающие вынос осевшего шлама и захват плавающих частиц.
Вода под перегородками 7 поступает в рабочую секцию. В устройстве очистки воды типа «жалюзи» производят осаждение крупнодисперсных частиц на дно траншеи за счет отражения их от пластин «жалюзи», наклоненных навстречу движения воды. Процесс усиливается обработкой воды электрическим полем в устройствах электрической обработки воды 3.
Усиление процесса происходит за счет незначительной гидратации воды напряженностью электрического поля 2,5±0,5 В/см, а также при воздействии пульсирующим постоянным током в течение 6-8 с и перерывами 6-12 с, позволяющим осесть частицам в контейнеры, установленные на скребках обезвоживающего конвейера 6.
Осаждение тонкодисперсных частиц выполняют на пластинах продольных устройств очистки воды 4 для сокращения пути их осаждения, откуда они перепускаются по боковым каналам в контейнеры скребкового конвейера 6. Для усиления процесса осаждения используют обработку электрическим полем, поэтому устройства механической обработки воды и электрической чередуются.
Окончательная очистка воды проходит на электрофильтре 12, заполненном электропроводящим материалом (металлическая стружка, шарики, металлические опилки и др.), на который подается положительный потенциал 10-12 В, а отрицательный потенциал подают на корпус скребкового конвейера.
Воду из траншеи 8 через устройство регулирования глубины забора и сброса воды 5 отводят во внешний водоем, а шлам периодически выгружается в фильтрующий бункер 9, откуда фильтрат попадает на поддон 10 и по трубопроводу 11 самотеком возвращаются в приемную секцию, а шлам выгружается для утилизации.
Источники информации
1. Патент РФ №2031857. Способ осветления воды. МПК C02F 1/46. Патентообл. ВНИИгидроуголь. Автор Стефанюк Б.М. Заявл. 12.08.1993. Опубл. 27.03.1995. Бюл. №9.
2. Патент РФ №2345815 Устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц. МКИ B01D 21/02. // Положительное решение №2006102739 от 04.07.2008 по заявке 200610273915(002994), Российская Федерация, Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.: заявитель авторы. - №2006102739; заявл. 31.01.2006; опубл. 10.02.2008. Бюл. №.4.
3. Патент РФ №2329851. Устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц. Положительное решение №2006102818/15 (003076) от 18.12.2007. МКИ B01D 21/02. Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г, Стефанюк Б.М. и др.: заявитель авторы. - №2006102818; заявл. 31.01.2006; опубл. Бюл. №21.
4. Патент РФ №2334047. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника. МКИ E02B 8/04. / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др. Положительное решение №2006102740 от 04.04.2008 по заявке 2006102740/03(002995): заявитель авторы; заявл. 31.01.2006; опубл. Бюл. №26.
5. Патент РФ №2361824 по заявке №2007118867/15 (020555) от 03.02.2009 г. «Устройство для обезвоживания сыпучих материалов с ограждением из конусных колец». МПК C02F 11/12. Авторы: Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Канакова Н.И. и др. Заявит. Авторы. Заявл. 21.05.2007. Опубл. 20.07.2009. Бюл. №20.
6. Патент РФ №2362744 по заявке №2007118866/15 (020554) от 18.02.2009 г. «Устройство для обезвоживания сыпучих материалов». МПК C02F 11/12. Авторы: Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Канакова Н.И. и др. Заявит. Авторы. Заявл. 21.05.2007. Опубл. 27.07.2000, Бюл. №21.
7. Патент РФ №2361642 по заявке №2007118886/15 (020574) от 19.01.2009 г. «Устройство для обезвоживания сыпучего материала с выгрузкой». МПК B01D 24/28. Авторы: Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Канакова Н.И. и др. Заявит. Авторы. Заявл. 21.05.2007. Опубл. 20.07.2000. Бюл. №20.
8. Патент РФ №2162004. Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой. / Сенкус В.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичев К.С., B01D 21/00. Заявл. 06.11.1998. Опубл. 20.01.2001. Бюл. №2.