РАДИАЛЬНЫЙ ОТСТОЙНИК
CIRCULAR SETTLING TANK

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от взвешенных частиц и может быть использовано при обработке природных, техногенных и бытовых сточных вод.
Известен радиальный отстойник в виде цилиндрического резервуара с нижним подводом жидкости через центральную трубу (SU 1126310, B01D 21/00, опубл. 30.11.84, бюл.№44). Центральная труба снабжена водораспределителем, состоящим из перфорированного конуса со струенаправляющими дисками, горизонтально размещенными на внешней поверхности конуса. Вода из отверстий водораспределителя поступает в объем резервуара в виде струй в радиальных направлениях. Осадок собирается в приямке и выводится из него.
Снаружи резервуара по его контуру располагается средство для вывода из него осветленной воды в виде лотков. Эти лотки связаны с отводящим трубопроводом. Вода из резервуара выводится в лотки переливом. Это обстоятельство ограничивает области использования данного отстойника. Например, в процессе очистки бытовой сточной воды ее после осветления подвергают в биореакторах биологической доочистке. Этот этап очистки предпочтительно проводить при постоянной объемной скорости поступления в них воды. Поскольку скорость образования бытовой сточной воды и, соответственно, ее поступления в отстойник постоянно и значительно изменяется в течение суток, с такой же закономерностью изменяется скорость вывода из нее осветленной воды. Это свойство отстойника следует считать его недостатком.
Еще один недостаток отстойника обусловлен сложностью изготовления используемого в нем водораспределителя.
Кроме того, устройство отстойника не обеспечивает возможность автоматического регулирования скорости вывода из него осветленной воды.
Новыми техническими результатами от использования предлагаемого изобретения являются расширение технологических возможностей отстойника, упрощение изготовления водораспределителя, повышение эффективности осветления сточной воды, обеспечение возможности автоматического управления скоростью вывода из отстойника очищенной воды.
Указанные результаты достигаются тем, что в радиальном отстойнике, состоящем из резервуара с нижним подводом сточной воды через центральную трубу с задвижкой, снабженную водораспределителем для подачи воды в объем резервуара в горизонтальных плоскостях, содержащего средство вывода из него осветленной воды, соединенное с отводящим трубопроводом, согласно изобретению центральная труба снабжена датчиком объемной скорости подвода сточной воды, водораспределитель выполнен в виде полого цилиндра с горизонтально расположенными отводами, выводящими воду в объем под разными углами к радиальному направлению, средство для вывода осветленной воды состоит из трубы с закрытым верхним торцом, имеющей один или два продольных выреза заданной длины и ширины на разных частях трубы по ее высоте, перекрывающего каждый вырез прилегающего к трубе щелевого затвора, снабженного по периметру уплотняющим элементом и средством регулирования его положения по высоте выреза в виде штока, отводящий трубопровод снабжен задвижкой и средством регулирования ее пропускной способности, а также датчиком объемной скорости осветленной воды, при этом упомянутые датчики скорости и средства регулирования объединены в систему автоматического управления скоростью вывода из резервуара осветленной воды. Средство для вывода осветленной воды расположено в пристеночной и/или центральной зоне резервуара с погруженной в объем воды трубой с обеспечением возможности вывода воды через вырезы из объема ниже ее уровня.
Расширение технологических возможностей по сравнению с аналогом означает, что предлагаемый отстойник можно использовать также при очистке бытовой сточной воды, например, в составе нескольких параллельно работающих отстойников, связанных в водоочистном комплексе в единую систему очистки с управлением потоками осветленной воды из каждого отстойника, обеспечивающим поступление общего потока осветленной воды из комплекса на биологическую доочистку с постоянной скоростью.
На фиг.1 показана схема радиального отстойника, на которой: 1 - корпус резервуара, 2 - центральная подводящая труба, 3 - нерегулируемая задвижка, 4 - датчик скорости подвода сточной воды, 5 - водораспределитель, 6 - приямок, 7 - средство вывода осветленной воды, 8 - регулируемые щитовые затворы, 9 - штоки щитовых затворов, 10 - регулируемая задвижка для вывода осветленной воды, 11 - датчик скорости вывода осветленной воды, 12 - исполнительное средство для регулирования скорости вывода воды, 13, 14 - исполнительные средства для регулирования уровня вывода воды, 15 - фланец для крепления средства 7 к отводящему трубопроводу 16, 17 - фланец для крепления водораспределителя.
Штрихпунктирная линия - это максимально возможный уровень заполнения резервуара водой при очистке, например, бытовой сточной воды. Объемы резервуара ниже пунктирных линий - это зоны осаждения (осветления) при максимальной и минимальной объемных скоростях поступления в отстойник сточной воды.
На Фиг.2 показан вид водораспределителя сверху, где 17 - фланец для крепления водораспределителя к центральной подводящей трубе, 18 - его цилиндрическая часть, 19 - отводы.
Количество отводов водораспределителя в предпочтительном варианте равно 6. Все они могут быть расположены в одной плоскости. Одна пара диаметрально расположенных отводов подает воду под углом 15°, вторая пара - под углом 45° и третья пара - под углом 75° к радиальному направлению. В другом варианте водораспределителя отводы расположены в трех ярусах, по 2 диаметрально расположенных отвода в каждом, при этом каждая пара в ярусах смещена по кругу относительно отводов смежного яруса на 60°.
Длину отводов выбирают в зависимости от диаметра резервуара.
Благодаря такой конструкции водораспределителя вода при отстаивании находится в верхней части зоны осветления в ламинарном круговом движении с более длинным трактом движения осаждаемых частиц, что способствует образованию более крупных частиц и хлопьев и обеспечивает эффективность их осаждения.
Средство для вывода из резервуара осветленной воды в схематичном виде показано на Фиг.З (а и б). Оно изготовлено из трубы с фланцем на нижнем торце для крепления к отводящему трубопроводу и крышкой на верхнем торце. Труба имеет на разной высоте 1 или 2 продольных выреза с заданными длиной и шириной каждого из них. Вырезы закрыты щитовыми затворами, плотно прилегающими к трубе и снабженными по периметру с внутренней стороны надувными уплотняющими элементами. Для фиксации положения затворов на трубе имеются направляющие в виде уголков. Затворы на верхнем торце имеют средства в виде штока для регулирования положения затворов по высоте вырезов от исходных верхних положений до нижних.
На Фиг.3a показан вид трубы с двумя вырезами, на Фиг.3б - вид средства со стороны не полностью открытого верхнего затвора. На этих фигурах 8 - щитовой затвор, 9 - шток щитового затвора, 15 - фланец, 20 - труба средства, 21 - крышка трубы, 22 - скобы для фиксирования щитового затвора на трубе.
Средство устанавливают в пристеночной и/или в центральной зоне резервуара (например, между отводами водораспределителя) на высоте, при которой крышка средства расположена, например, на 1 м ниже возможного максимального уровня воды в резервуаре.
В зависимости от диаметра и его производительности в пристеночной зоне могут быть установлены два или более средств для вывода воды.
Датчики скоростей поступления сточной воды в бассейн и вывода из него осветленной воды, а также исполнительные средства связаны с компьютерным центром управления (КЦУ) процессом очистки. В соответствии с заданной программой КЦУ обеспечивает вывод воды из резервуара с постоянной скоростью, не зависящей от скорости поступления в него сточной воды.
В варианте отстойника по фиг.1 используют одно средство для вывода воды с двумя вырезами и затворами, установленное в пристеночной зоне бассейна.
Отстойник работает, например, при очистке бытовой сточной воды с постоянно меняющейся в течение суточного цикла скоростью ее поступления в отстойник, следующим образом.
3
Сначала в течение всего суточного цикла измеряют и фиксируют в КЦУ скорость поступления в отстойник сточной воды и показания датчика этой скорости. По этим данным определяют среднее (например, в м/сек) значение этой скорости. Измеряют и фиксируют также скорость вывода осветленной воды и показания датчика скорости потока этой воды, включая показания при средней скорости вывода.
Показания датчика скорости поступления воды в резервуар при ее пиковых (максимальных и минимальных) и среднем значениях, показания датчика скорости вывода воды при среднем ее значении используют в КЦУ в качестве опорных сигналов.
По заданным условиям скорость вывода из бассейна осветленной воды в любой момент времени должна быть равна, без учета некоторого количества воды, выводимой из отстойника с осадком, средней скорости поступления в резервуар сточной воды. С учетом этого фактора систему управления потоком осветленной воды приводят в действие в один из начальных моментов уменьшения скорости подачи воды от среднего ее значения и при заданном уровне воды в резервуаре отстойника. В этот момент при появившемся неравенстве текущего сигнала датчика скорости подвода сточной воды опорному сигналу, соответствующему значению средней скорости подвода, по сигналу КЦУ приводится в действие исполнительное устройство 13, которое устанавливает верхний щитовой затвор 8 средства 7 в положение, при котором скорость вывода воды с заданной программой управления точностью равна средней скорости вывода, и затем при возникающем вследствие постоянного изменения скорости подвода воды в резервуар и, соответственно, уровня воды в нем неравенстве текущего сигнала датчика 11 скорости вывода осветленной воды опорному сигналу, соответствующего средней скорости вывода, по сигналу КЦУ исполнительное устройство 12 поддерживает степень раскрытия задвижки 10 на уровне, обеспечивающем скорость вывода равной средней скорости вывода воды.
Подобное манипулирование исполнительными механизмами 12 и 13 по сигналам датчиков 4 и 11 автоматически обеспечивает постоянную величину скорости вывода осветленной воды из отстойника независимо от постоянно изменяющейся скорости подвода в него сточной воды.
Нижний затвор средства для вывода воды используют, например, при необходимости вывода воды из резервуара до более низкого уровня.