РАДИАЛЬНЫЙ ОТСТОЙНИК

Полезная модель относится к системам биологической очистки бытовых и промышленных сточных вод в радиальных отстойниках путем пассивного гравитационного разделения водной иловой смеси методом отстоя на ил и осветленную воду, а более конкретно к устройству переливного борта для слива осветленной части водяной иловой смеси в кольцевой водоотводящий лоток, погруженный в водную иловую смесь до уровня водного горизонта, образуемого в радиальном отстойнике постоянно поступающей в него новой иловой смеси.
Канализационные или загрязненные промышленные воды в виде иловой смеси подают в центральную часть радиального отстойника, который представляет собой достаточно глубокий круглый бассейн из железобетона, диаметром от 40 до 55 метров.
Водоотводящий лоток представляет собой кольцевой прямоугольный желоб из железобетона или пластика, шириной и высотой около метра.
Водоотводящий лоток расположен концентрично наружной стенке радиального отстойника на расстоянии около 1,5 м от нее. При движении иловой смеси от центра отстойника к его периферии более тяжелые частицы иловой смеси постепенно оседают на дно радиального отстойника, в результате чего около водоотводящего кольцевого лотка образуется заметное расслоение иловой смеси с образованием у поверхности достаточно чистого от ила слоя воды, который необходимо постоянно сливать в водоотводящий лоток.
Слив такой воды должен производиться по всему периметру лотка с внутреннего борта или внешнего борта, или одновременно с обоих бортов лотка тонким равномерным слоем.
Для обеспечения этого условия верхние кромки переливных бортов кольцевого лотка должны быть строго параллельны водной поверхности радиального отстойника. Чаще всего в качестве переливных бортов используют тонкостенные надстройки над верхними кромками бортов кольцевых водоотводящих лотков, изготавливаемых, как правило, из железобетонных, а иногда и пластиковых корытообразных секций, из которых собирается многогранный кольцевой водоотводящий лоток.
Тонкостенные надстройки над верхними кромками стационарных водоотводящих лотков, как правило, выполняются в виде тонких пластин или из досок, или из металлических листов, или из листов пластика, окантованных металлом и т.д. (см. Типовой проект института «Мосводоканалпроект» 902-2-476.89. Отстойники канализационные радиальные вторичные из сборного железобетона диаметром 40 м. Альбом 3. Схема расположения лотков. Сечения 1-1 и 2-2 на схеме расположения лотков).
Независимо от материала все известные тонкостенные надстройки, используемые в качестве переливных бортов, крепятся внахлест к наружным поверхностям боковых вертикальных стенок водоотводящих лотков, как правило, с помощью болтов, пропущенных через боковые стенки водоотводящего лотка. Тонкостенные надстройки из досок и пластика недолговечны, т.к. от высокой влажности, перепадов температур (зима - лето) и солнца сравнительно быстро разрушаются и требуют частого ремонта, что экономически невыгодно.
Надстройки из металлически листов служат значительно дольше, но достаточно дороги, главным образом, из-за своего веса, т.к. имеют толщину не менее 3 мм и значительные размеры по высоте, которая
складывается из высоты выступающей части над верхней кромкой боковой стенки водоотводящего лотка, которая, в среднем, составляет около 150 мм, и удвоенной этой высоты, которая приходится на величину нахлестки для крепления ее болтами к боковой стенке водоотводящего лотка.
Наиболее полно надстройки из металлических листов, выполняющих роль переливных бортов, представлены в патенте РФ на изобретение №2178328 «Радиальный отстойник», который опубликован 20.01.2002 года. Этот патент выбран в качестве прототипа, в котором на рисунках 17, 18 и 19 представлены формы, габариты и методы крепления к бортам сливного лотка тонких металлических надстроек из листового материала, в том числе из стали.
Основным недостатком всех видов, приведенных в указанном патенте, тонких надстроек из листового материала, например, из листовой стали, является то, что при высоте надстройки над верхней кромкой сливного лотка, например, равной h, на крепление листа к борту поверхности лотка расходуется 2h, т.е. две высоты листа, идущего на надстройку, при этом 2h не выполняют функции надстройки, а выполняют лишь роль крепления надстройки к борту сливного лотка. На такие конструкции надстроек расходуется много липшего металла, что значительно увеличивает их стоимость, как за счет увеличения расхода материала, так и за счет увеличения расходов на мероприятия по их антикоррозионной защите, необходимой при длительной эксплуатации в иловой смеси, такие как разборка, зачистка от ржавчины, покраска и последующая сборка с обеспечением необходимых уплотнений на стыках.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в изменении конструкции тонкостенного переливного борта, который бы обладал меньшей по сравнению с прототипом металлоемкостью и был бы дешевле в эксплуатации.
Технический результат, получаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в упрощении крепления тонкостенного переливного борта на сливном лотке, снижение металлоемкости и стоимости его изготовления. Кроме этого, уменьшение металлоемкости позволяет заменить, например, углеродистую сталь на нержавеющую, сохранив стоимость на металл и эксплуатацию на том же уровне, что и при известной конструкции.
Указанный технический результат, заключается в том, что радиальный отстойник, содержащий круглый бассейн, заполняемый иловой смесью из бытовых или промышленных отходов, постоянно подаваемую в его центральную часть и гравитационно разделяющуюся при движении от центра к периферии бассейна на слой воды и слой оседающего ила, и расположенный на периферии бассейна погруженный ниже уровня поверхности иловой смеси кольцевой водоотводящий лоток в виде прямоугольного короба из железобетона или пластика, вертикальные борта которого снабжены закрепленными на них надстройками из металлических листов, выступающих над их верхними горизонтальными плоскостями не менее, чем на 80 мм, выполняющих роль переливных бортов, при этом надстройки выполнены в виде вертикальных полос толщиной не менее 0,5 мм, нижняя часть которых на длине 25-35 мм отогнута под углом 90° и закреплена на верхних горизонтальных плоскостях вертикальных бортов кольцевого водоотводящего лотка;
- кроме того, на отогнутых на 90° частях вертикально установленных полос выполнены отверстия ⌀ 9-14 мм, предназначенные для крепления полос на верхних горизонтальных плоскостях бортов кольцевого водоотводящего лотка с помощью замоноличенных в тело борта шпилек или с помощью дюбелей и шурупов;
- кроме того, надстройки над бортами отводящего лотка, выполняющие роль переливных бортов, выполнены одинаковой высоты;
- кроме того, высота надстройки над внутренним бортом отводящего лотка, выполняющая роль переливного борта, выполнена больше высоты надстройки над наружным бортом отводящего лотка;
- кроме того, верхние кромки переливных бортов выполнены зубчатой формы с закругленными вершинами зубцов и впадинами между ними, при этом размеры углов в вершинах зубцов и во впадинах между ними выполнены в диапазоне от 45° до 120°;
- кроме того, на вертикальных стенках надстроек, выполняющих роль переливных бортов, выполнены ребра жесткости в виде закругленных выпуклостей;
- кроме того, надстройки, выполняющие роль переливных бортов, выполнены из нержавеющей стали;
- кроме того, надстройки, выполняющие роль переливных бортов, выполнены из углеродистой стали, покрытой антикоррозионным покрытием из цинка.
Крепление металлических надстроек на верхних горизонтальных плоскостях боковых бортов водоотводящего лотка позволяет практически в пять - семь раз снизить вес этих надстроек как за счет возможности уменьшения толщины металлических листов, так и за счет общих габаритов, при сохранении прежней рабочей высоты металлических переливных бортов в пределах 100-150 мм.
При высоте переливного борта в среднем около 120 мм металлический лист такой высоты, толщиной 0,8-1 мм и отогнутый нижний частью в размере от 25 до 35 мм обладает высокой жесткостью, а если борт выполняется из листа нержавеющей стали, то эта жесткость будет еще выше, т.к. нержавеющая сталь, например, марки 1Х18Н10Т при прокатке очень сильно нагартовывается. При использовании
нержавеющей стали можно использовать листы толщиной 0,5 мм с выполнением на вертикальной стенке небольших ребер жесткости в виде загругленных выпуклостей. На отогнутых на 90° нижних частых надстройки выполняются отверстия диаметром от 9 до 14 мм в зависимости от способа крепления надстройки к верхним горизонтальными плоскостям боковых бортов водоотводящего лотка. Если надстройки крепятся с помощью шурупов и бюгелей, то отверстия должны превышать диаметр шурупа на 3-4 мм, чтобы при монтаже и подгонке торцев была определенная свобода. Если надстройки крепятся с помощью замоноличенных в тело борта шпилек, диаметр которых должен быть не менее 8 мм, то отверстия должны быть 13-14 мм.
При равномерной подаче иловой смеси в отстойник и отсутствии при этом пиковых расходов, как правило, надстройки, служащие переливными бортами, выполняют одинаковой высоты.
Если часто возникают пиковые расходы при подаче в отстойник иловой смеси, то надстройки над внутренним бортом отводящего лотка выполняют по высоте больше, чем надстройки над наружным бортом, что позволяет предотвратить попадание иловой смеси в водоотводящий лоток при пиковой нагрузке.
С целью выравнивания слива при ветровой нагрузке верхние кромки переливных бортов могут быть выполнены зубчатой формы, при этом углы в вершинах и впадинах зубцов могут быть выполнены в диапазоне от 45° до 120° в зависимости от размеров плавающих отходов.
Для повышения коррозионной стойкости надстроек их можно выполнять из нержавеющей стали или из углеродистой стали, подвергнутой гальваническому процессу цинкования, что удлинит срок их службы в десятки, а то и сотни раз по сравнению со стальными листами, защищенными только масляной краской.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически представлен фрагмент радиального отстойника, у которого показана наружная стенка 1 бассейна и фрагмент водоотводящего лотка 2, на верхних горизонтальных кромках которого установлены металлические надстройки 3, выполняющие роль переливных бортов. Надстройки закреплены на бортах водоотводящего лотка с помощью шпилек с гайками и шайбами или шурупов с дюбелями и шайбами 4.
На листе надстройки условно-схематически показано выполнение ребра жесткости 5.
На фиг.2 показана схема крепления на одном из бортов водоотводящего лотка металлических надстроек 3, их стыковка в небольшой нахлест с обеспечением плотного прилегания вертикальных кромок концов листа.
Пример осуществления
Установку переливных бортов-надстроек производили на сливных лотках, изготовленных из железобетонных блоков.
Переливные борта-надстройки изготовили из нержавеющей стали марки 1Х18Н10Т в виде листов толщиной 0,8 мм. Высоту переливного борта выбрали равной 120 мм, а ширина отогнутой на 90° нижней части, так называемой «лапы», составила 30 мм. Диаметр отверстий в «лапе» для крепления переливного борта выбрали равным 10 мм. В качестве средства крепления выбрали оцинкованные шурупы-саморезы ⌀ 6 мм и длиной 40 мм, а под них подобрали пластиковые дюбеля и оцинкованные шайбы диаметром 20 мм.
Длину каждой надстройки выбрали равной длине каждого железобетонного борта в его осевой части в составе одного железобетонного блока-лотка с превышением этой длины на 6-8 мм,
чтобы можно было при сборке обеспечивать небольшой (3-4 мм) перехлест концов надстроек.
Разметку под дюбели производили по фактическим отверстиям в каждой надстройке. При этом обязательно учитывали, что надстройки должны поочередно располагаться на каждом борте сливного лотка сначала «лапой», например, наружу борта, а вторая, идущая за ней, должна располагаться во внутреннюю сторону борта (см. фиг.2). Это позволило обеспечить плотный, так называемый, упругий контакт концов надстроек в процессе их сборки. Количество листов-надстроек необходимо ровно в два раза больше, чем количество железобетонных блоков, из которых составлен водоотводящий лоток.