УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области механической очистки сточных вод, в частности, к устройствам для задержания и извлечения мусора и отбросов из сточных вод.
Известно устройство для задержания и удаления мусора из сточных вод, содержащее фильтрующую решетку, набранную из стержней, установленных с прозорами, устройство для очистки решетки в виде граблин, подъемное устройство граблин и привод (см. «Memento technique de I'eau», DEGREMONT, 1983 г., т.1, стр.115-120).
Недостатком известного устройства является узкий диапазон размеров удаляемых примесей, не позволяющий удалять из воды примеси с размерами менее 3-х мм, определяемыми размерами прозоров решетки, и требующей перед устройством установки решетки для предварительного удаления крупных примесей, а так же сложность конструкции подъемного устройства граблин.
Известно устройство для задержания и удаления грубых примесей из сточных вод, выполненное в виде корпуса с установленным в нем фильтрующим элементом - процеживателем, шнековым механизмом с возможностью непрерывного вращения, соединенным с приводом. Фильтрующие элементы представляют собой два плоских, перфорированных листа, установленных по боковым стенкам канала, под углом к направлению движения потока сточной воды, при этом корпус шнекового механизма размещен в узкой части канала, образованного перфорированными листами и выполнен перфорированным в форме полуцилиндра, являющегося составной частью фильтрующего элемента-процеживателя (см. патент RU на
полезную модель №36399, МКИ Е 03 F 5/14 с приоритетом 03.07.2003 г, опубл. Б.И. №7, 2004 г.).
Недостатком известного устройства является засорение перфорации корпуса примесями, особенно в форме нитей и полос, а так же низкая пропускная способность фильтрующего элемента-процеживателя из-за малого «живого сечения» перфорации.
Известно устройство для задержания и удаления механических примесей из сточных вод, наиболее близкое по назначению и технической сущности к заявляемому, выполненное в виде неподвижного корпуса с размещенным в нем фильтрующим элементом-процеживателем в форме барабана, жестко закрепленного на валу с возможностью непрерывного вращения, соединенным с узлом привода, и изготовленным из перфорированного материала с уложенными на его наружной поверхности с определенным шагом витками проволоки; на наружной поверхности фильтрующего элемента-процеживателя размещена, как минимум, одна планка, прижимающая витки проволоки к его поверхности и не выступающая за внешний диаметр уложенных витков, для чего на наружной поверхности фильтрующего элемента-процеживателя выполнена, как минимум, одна канавка, параллельная цилиндрической образующей барабана и имеющая профиль поперечного сечения, отвечающий профилю планки. При этом каждый виток проволоки расположен в плоскости вращения фильтрующего барабана, а смена каждым витком плоскости положения выполнена под прижимной планкой.
Барабан и корпус устройства оснащены уплотнительными элементами.
Устройство для задержания и удаления примесей из сточных вод снабжено щеткой из упругих гибких прутков, установленной непосредственно перед скребком с возможностью постоянного вращения и соединенной с узлом привода, а фильтрующий элемент-
процеживатель расположен фронтально по отношению к потоку очищаемой воды (см. патент RU на полезную модель №36401, МКИ E 03 F 5/14 с приоритетом 3.07.2003 г., опубл. Б.И. №7, 10.03.2004 г., ПСЖ-150-00.00.000 ТО, Процеживатель сточной жидкости НИКТИ Городского Хозяйства).
Недостатками известного устройства являются:
- невысокая степень удаления механических примесей из сточных вод вследствие их «проскока» через уплотнительные элементы между вращающимся барабаном и неподвижным корпусом;
- невысокая производительность устройства, обусловленная большим гидравлическим сопротивлением поверхности фильтрующего элемента-процеживателя вследствие фронтального расположения барабана по отношению к потоку, малого «живого сечения» просветов между витками проволоки, приводящего к повышению уровня (напора) очищаемой воды перед процеживателем и проскоку перед уплотнительными элементами, а так же небольшой суммарной длины просветов между витками проволоки, уложенными на поверхности барабана - (около 0,5 длины барабана);
- отсутствие надежности устройства в эксплуатации, обусловленная трудоемкой, требующей специальных навыков замене -повторной намотке витков проволоки при ее обрыве, вследствие создания планкой усилия сдвига при вращении фильтрационного элемента-процеживателя, а также необходимости регулировки уплотнительных элементов или их замены при эксплуатации;
- сложность конструкции, обусловленная наличием двух кинематических связей: привода процеживателя и привода щеток и усложнение ее за счет изготовления уплотнительных элементов барабана и корпуса с высокой точностью.
Техническим результатом является повышение степени удаления механических примесей из сточных вод, повышение
производительности, надежности устройства в эксплуатации и упрощение его конструкции.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления механических примесей из сточных вод, содержащем корпус с размещенным в нем цилиндрическим фильтрующим элементом-процеживателем, соединенным с узлом привода и смонтированным с возможностью непрерывного вращения, фильтрующий элемент-процеживатель установлен под углом к горизонтали, выполнен в виде несущего барабана, образованного кольцами, соединенными трубчатыми элементами при суммарной длине просветов между кольцами не менее 0,8 от длины барабана, к внутренней поверхности колец прикреплен цилиндр из сетки с просветом ячеек 1,0-2,5 мм, а на внутренней поверхности сетчатого цилиндра закреплены спиралевидные перегородки, кольца на торцах барабана установлены на опорных роликах с возможностью вращения, кольцо на верхнем торце снабжено канавкой для клинового ремня, узел привода выполнен в виде клиноременной передачи с рычажным механизмом натяжения ремня, устройство снабжено патрубком для рассредоточенной подачи воды в верхней части процеживателя, поддоном с патрубком для сбора воды и ее удаления, лотком для отведения задержанных примесей, размещенным в нижней части процеживателя, узлом регенерации фильтрующей поверхности процеживателя с щелевыми форсунками, расположенными вдоль сетчатого цилиндра процеживателя, чехлом с патрубком для отведения воздуха с парами воды и запахом, причем устройство оснащено щитом управления с элементами автоматического включения привода и форсунок.
На фигуре 1 представлено устройство для удаления механических примесей из сточных вод в разрезе.
На фигуре 2 представлен вид устройства для удаления механических примесей из сточных вод со стороны подводящего трубопровода.
Устройство для удаления механических примесей из сточных вод состоит из: корпуса 1, с размещенным в нем цилиндрическим фильтрующим элементом-процеживателем 2, соединенным с узлом привода 3 и смонтированным с возможностью непрерывного вращения.
Фильтрующий элемент-процеживатель 2 установлен под углом к горизонтали и выполнен в виде несущего барабана 4, образованного кольцами 5, соединенными между собой трубчатыми элементами 6 при суммарной длине просветов меду кольцами 5 не менее 0,8 от длины барабана 4.
К внутренней поверхности колец 5 прикреплен цилиндр из сетки 7 с просветом ячеек 1,0-2,5 мм, а на внутренней поверхности сетчатого цилиндра 7 закреплены спиралевидные перегородки 8.
Кольца 5 на торцах барабана 4 установлены на опорных роликах 9 с возможностью вращения, кольцо 5 на верхнем торце барабана 4 снабжено канавкой 10 для клинового ремня 11, а узел привода 3 выполнен в виде клиноременной передачи с рычажным механизмом натяжения ремня 12 для обеспечения постоянного и регулируемого натяжения клинового ремня 11.
Устройство для удаления механических примесей из сточных вод снабжено патрубком для рассредоточенной подачи воды 13 в верхней части процеживателя 2, поддоном с патрубком для сбора воды и ее отведения 14, лотком для отведения задержанных примесей 15, размещенным в нижней части процеживателя 2, узлом 16 для регенерации фильтрующей поверхности процеживателя 2 с щелевыми форсунками 17, расположенными вдоль сетчатого цилиндра 7 процеживателя 2, чехлом с патрубком для отведения воздуха, паров воды и дурно пахнущих газов 18. Устройство оснащено щитом
управления с элементами автоматического включения привода и форсунок (на чертеже не показаны).
Устройство для удаления механических примесей из сточных вод работает следующим образом:
Очищаемая сточная вода поступает через патрубок для рассредоточенной подачи воды 13, присоединенный к подводящему трубопроводу и размещенный в верхней части цилиндрического фильтрующего элемента - процеживателя 2, расположенного в корпусе 1, с наклоном к горизонтали, равным 5-15°С. Угол наклона меняется в зависимости от расхода воды, характера содержащихся в воде механических примесей, размера ячеек сетки цилиндра 7 и необходимой степени обезвоживания механических примесей. При поступлении воды включают привод 3 вращения фильтрующего элемента-процеживателя 2 с постоянной скоростью около 7 оборотов в минуту и управления подачей воды из форсунок 17 узла регенерации 16.
Сточная вода фильтруется через сетку цилиндра 7 с просветом ячеек 1,0-2,5 мм, стекает в поддон 14 с патрубком, через который вода удаляется в отводящий трубопровод.
Уменьшение просвета ячеек приведет к забиванию сетки цилиндра 7 фильтрующего элемента-процеживателя 2, а увеличение просвета ячеек будет способствовать проскоку примесей и, стало быть, снижению эффективности очистки.
Спиралевидные перегородки 8 сдерживают движение воды в сетчатом цилиндре 7 по направлению его уклона и, в сочетании с вращением цилиндра 7, обеспечивают равномерное распределение воды в верхней части цилиндра фильтрующего элемента - процеживателя 2, увеличивая тем самым площадь фильтрования, а, следовательно, производительность устройства.
Эта же цель достигается за счет большей, чем в известном? устройстве суммарной длины просветов между кольцами (более 0, 8
длины барабана) в сетчатом барабане 7 фильтрующего элемента-процеживателя 2. Практически, процеживание через фильтрующий элемент - процеживатель 2 происходит на участке, составляющем ≈ 1/3 его длины, т.е. на том участке, на который вода подается. Это предотвращает проскок неочищенной сточной воды.
Отбросы - частицы механических примесей крупнее ячеек сетки цилиндра 7 под действием потока воды из патрубка для рассредоточенной подачи воды 13 группируются у верхней стороны поверхности каждой из спиралевидных перегородок 8 и под действием силы тяжести перемещаются вниз по уклону.
При этом вследствие вращения происходит образование агрегатов - частиц в форме шариков диаметром 1-3 см, к которым при их качении прилипают более мелкие частицы, не способные самостоятельно двигаться в направлении уклона цилиндра.
Это снижает засоряемость сетки цилиндра 7 фильтрующего элемента - процеживателя 2, в особенности нитевидными и лентовидными частицами, а так же способствует обезвоживанию примесей, проходящих вдоль спиралевидных перегородок 8, длина последних в несколько раз превышает длину сетчатого цилиндра 7. При помощи лотка 15, размещенного в нижней части устройства, осуществляют сбор и отведение задержанных примесей на ленту транспортера или в бункер.
Подача со сточной водой крупных загрязнений, не задержанных решеткой грубой очистки с прозорами 30-50 мм, не препятствует нормальной работе заявляемого устройства, что достигается его кинематической схемой и конструкцией сетчатого цилиндра 7.
За счет внешних опорных роликов 9 и узла привода 3 клиновым ремнем 11, (фиксируемым канавкой 10) в обхват верхнего торцевого кольца 5 несущего барабана 4 фильтрующего элемента процеживателя 2, подвижной элемент устройства, фильтрующий элемент-
процеживатель 2 не пересекается неподвижными элементами корпуса 1. Внутренняя поверхность сетчатого цилиндра 7 и поверхность спиралевидных перегородок 8 фильтрующего элемента-процеживателя 2 выполнены гладкими, вследствие чего крупные загрязнения беспрепятственно перемещаются внутри сетчатого цилиндра 7 к лотку для отведения задержанных примесей 15.
Схема привода и наличие рычажного механизма натяжения ремня 12 позволяет изготавливать несущий барабан 4 с низкой степенью точности, а кольца 5 и спиралевидные перегородки 8 - из сравнительно непрочных материалов, например, полиэтилена. Это существенно упрощает изготовление конструкции, т.к. не требует высокой точности (по сравнению с металлом) без ущерба для качества устройства и исключает коррозию.
Неравномерность вращения вследствие биения несущего барабана 4 и опорных роликов 9 устраняет рычажный механизм натяжения ремня 12, который за счет опорного ролика 9 на одном рычаге и передвижного груза на другом рычаге обеспечивает постоянное натяжение ремня 11. Усилие на опорном ролике 9 регулируется в пределах 1,2±0,4 кг.
Развитая поверхность фильтрования фильтрующего элемента-процеживателя 2 способствует испарению воды и распространению неприятных запахов. Снижению неблагоприятного воздействия устройства на воздушную среду помещения, где оно установлено, служит чехол с патрубком 18, присоединенным к вытяжной системе вентиляции.
Узел 16 предназначен для регенерации фильтрующей поверхности процеживателя 2 водой, подаваемой через щелевые форсунки 17, расположенные вдоль сетчатого цилиндра 7 и присоединен к техническому водопроводу, а при его отсутствии - к автономному агрегату струйной мойки с насосом высокого давления.
Опытный образец заявляемого устройства проходит испытания на станции очистки бытовых сточных вод в Одинцовском районе Московской области.
Предложенное устройство для удаления механических примесей из сточных вод по сравнению с известным обеспечивает:
- повышение степени удаления примесей из сточных вод за счет исключения: проскока примесей и повторного загрязнения воды загрязняющими примесями, поскольку последние остаются внутри фильтрующего элемента-процеживателя;
- повышение производительности устройства не менее чем в 4-4,7 раза, обусловленное равномерным распределением воды в верхней части сетчатого цилиндра, создаваемым спиралевидной перегородкой и вращением цилиндра, а так же значительными просветами между кольцами (более 0,8 от длины барабана) по сравнению с≤0,5 в известном устройстве;
- повышение надежности и условий эксплуатации устройства, вследствие исключения намотки нити на поверхность фильтрующего элемента-процеживателя, требующей остановки устройства для его ремонта;
- упрощение конструкции устройства за счет исключения кинематической связи: привод - скребковый механизм и выполнения узла привода в виде клиноременной передачи с рычажным механизмом натяжения ремня.