УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОАГУЛЯЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к оборудованию для очистки сточных вод, в частности к оборудованию для коагуляционной обработки сточных вод перед подачей во флотатор, и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, в пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности, на малых очистных сооружениях канализации, на очистных сооружениях коммунальных предприятий.
Известны способы очистки сточных вод, основанные на использовании механических, физико-химических и биохимических методов и их сочетаний. Из физико-химических методов широкое распространение имеет флотационный, в частности напорная флотация, в сочетании с реагентной обработкой. Чаще всего для повышения эффективности флотации в качестве реагентов применяют коагулянты и флокулянты, посредством которых удаляют загрязнения в виде весьма стойких взвесей. Поэтому актуальной является разработка средств для осуществления наиболее полной коагуляции взвешенных веществ.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является устройство для коагуляционной обработки сточных вод, включенное в установку по очистке сточных вод, описанную в патенте РФ №113263, который был опубликован 10.02.2012 г. Указанное устройство содержит трубопровод подачи сточных вод, трубопровод подачи коагулянта, смеситель для смешения сточных вод с коагулянтом и змеевик, в котором осуществляются процессы коагуляции примесей.
Недостатком описанного решения является относительно низкая эффективность смешения, вследствие чего снижается эффективность работы установки в целом, а также относительная сложность конструкции ввиду наличия дополнительного оборудования для осуществления смешения сточных вод и коагулянта.
В основу полезной модели поставлена задача разработать устройство для коагуляционной обработки сточных вод, которое было бы экономичным, конструктивное исполнение которого обеспечит эффективное смешение сточных вод и коагулянта, а также возможность применения наиболее концентрированных товарных растворов коагулянта без необходимости выполнения трубопровода подачи сточных вод из коррозионно-стойкого материала.
Поставленная задача решается тем, что разработано устройство для коагуляционной обработки сточных вод, содержащее трубопровод подачи сточных вод и трубопровод подачи коагулянта, при этом трубопровод подачи коагулянта соединен с обводным трубопроводом, соединенным двумя концами с трубопроводом подачи сточных вод, а внутри трубопровода подачи сточных вод между местами соединения обводного трубопровода с трубопроводом подачи сточных вод установлена смесительная диафрагма.
При таком исполнении реализуется двухступенчатое смешивание коагулянта и сточных вод (сначала с меньшим количеством сточных вод, потом с большим), которое позволяет отказаться от необходимости применения станции разбавления. Еще одним преимуществом заявляемого решения является тот факт, что коррозионно-агрессивный реагент контактирует с обводным трубопроводом, в котором предварительно разбавляется, что позволяет отказаться от использования коррозионно-стойких материалов для трубопровода подачи сточных вод.
Установка смесительной диафрагмы в трубопроводе подачи сточных вод между местами соединения обводного трубопровода с трубопроводом подачи сточных вод обеспечивает зону интенсивного вихреобразования, в которую попадает часть потока с коагулянтом, где и происходит смешение предварительно разбавленного коагулянта и сточных вод.
Наиболее предпочтительно смесительная диафрагма представляет собой пластину круглой формы, диаметр которой больше наружного диаметра трубопровода подачи сточных вод, с выполненным в ее центральной части отверстием, нижний край которого снабжен двумя отогнутыми вниз направляющими лопатками, а верхний край - отогнутой вверх вихревой лопаткой. Целесообразной является установка смесительной диафрагмы в непосредственной близости к месту возврата смеси сточных вод и коагулянта. При движении жидкости направляющие лопатки перекрывают часть выполненного в диафрагме отверстия и направляют ускоренный поток сточных вод на вихревую лопатку. При обтекании за ней образуются два интенсивных вихревых потока, что обеспечивает эффективное смешение основного потока сточных вод с возвращенной частью потока сточных вод с коагулянтом, которая вводится в трубопровод подачи сточных вод сразу за диафрагмой, предпочтительно сразу за вихревой лопаткой.
Отбор части основного потока сточных вод в обводной трубопровод осуществляется за счет разности давлений до и после диафрагмы, то есть на входе и выходе обводного трубопровода. Таким образом, исключается необходимость использования специальных устройств, например, насоса, для отбора части основного потока в обводной трубопровод, и обеспечивается экономичность технологической линии в целом.
Предпочтительно диафрагма устанавливается в трубопровод подачи сточных вод посредством фланцевого соединения
Целесообразно такое исполнение заявляемой полезной модели, при котором трубопровод подачи сточных вод имеет штуцер для ввода дополнительных реагентов, установленный между местами соединения обводного трубопровода с трубопроводом подачи сточных вод.
Предпочтительно, чтобы длина обводного трубопровода после ввода коагулянта составляла до 50D, где D - диаметр обводного трубопровода, однако при этом отобранная часть потока сточных вод с коагулянтом не должна находиться в трубопроводе более 1 с.
Заявляемая полезная модель поясняется при помощи графических материалов, приведенных ниже.
Фиг. 1 - общий вид устройства для коагуляционной обработки сточных вод.
Фиг. 2 - общий вид смесительной диафрагмы.
Фиг. 3 - схема движения жидкости в устройстве.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства для коагуляционной обработки сточных вод, содержащего трубопровод 1 подачи сточных вод, трубопровод подачи коагулянта (на фиг. не обозначен) и обводной трубопровод 2. Трубопровод подачи коагулянта соединяется с обводным трубопроводом 2 посредством патрубка 3. Обводной трубопровод 2 двумя своими концами 4 и 5 соединен с трубопроводом 1 подачи сточных вод. Внутри трубопровода 1 подачи сточных вод между местами соединения обводного трубопровода 2 с трубопроводом 1 подачи сточных вод установлена смесительная диафрагма 6. Трубопровод 1 подачи сточных вод имеет штуцер 7 для ввода дополнительных реагентов. Стрелкой 8 на фигуре показано направление движения потока.
На фиг. 2 представлен общий вид смесительной диафрагмы 6, представляющей собой пластину круглой формы с выполненным в ее центральной части отверстием 9. Нижний край отверстия 9 снабжен двумя отогнутыми вниз направляющими лопатками 10, а верхний край - отогнутой вверх вихревой лопаткой 11.
На фиг. 3 представлена схема движения жидкости в устройстве. При прохождении сточных вод через отверстие в смесительной диафрагме 6 за ней образуются два интенсивных вихревых потока 12 и 13. Конструктивные элементы заявляемого устройства, соответствующие конструктивным элементам на фиг. 1 и 2, обозначены аналогичным образом.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
Часть основного потока сточных вод, проходящего по трубопроводу 1 подачи сточных вод, отбирают в ободной трубопровод 2 за счет создающейся разности давлений между участками трубопровода 1 подачи сточных вод до и после смесительной диафрагмы 6. В обводной трубопровод 2 через соединенный с ним трубопровод подачи коагулянта вводят концентрированный раствор коагулянта, при этом при прохождении коагулянта и отобранной части потока сточных вод через обводной трубопровод 2 осуществляется их смешение. При необходимости через штуцер 7, установленный на трубопроводе 1 подачи сточных вод, вводят дополнительные реагенты. Отобранную часть потока с коагулянтом возвращают в трубопровод 1 подачи сточных вод непосредственно за смесительной диафрагмой 6 по ходу потока сточных вод в зону интенсивного вихреобразования, где происходит окончательное смешение данного потока с основным потоком сточных вод и дополнительными реагентами, если они были предварительно введены.
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой устройство для коагуляционной обработки сточных вод, которое является экономичным, конструктивное исполнение которого обеспечивает эффективное смешение сточных вод и коагулянта, а также возможность применения наиболее концентрированных товарных растворов коагулянта без необходимости выполнения трубопровода подачи сточных вод из коррозионно-стойкого материала.