Осветлитель (кларификатор) с пластинчатым стабилизатором облака хлопьев и формированием импульсов давления

Область техники.
Техническое решение касается осветлителя с пластинчатым стабилизатором облака хлопьев и формированием импульсов давления, расположенного в емкости квадратного сечения с прямыми углами.
Текущее состояние техники.
Существующие на данный момент установки для очистки воды с облаком хлопьев с гидравлической точки зрения разделяются на установки с идеальным подъемом облака хлопьев за счет поступающей струи воды, установки с несовершенным подъемом облака хлопьев с вихрем, возносящимся за лопастью, установки с рециркуляцией осадка и на установки с периодически меняющимся потоком. Данные установки имеют цилиндрическую форму, размещенную на круглом фундаменте. Их конструкционное исполнение и организация внутренних помещений выбирается с целью соответствия меры знаний процессов очистки воды и условиям для работы данных установок.
Основная цель технического решения.
По сравнению с иными подобными системами с облаком хлопьев, задачей данного технического решения является достижение существенно более высоких возносящих скоростей и, как следствие, более высоких качественных показателей очищенной воды. Именно для этого предназначен осветлитель с пластинчатым стабилизатором облака хлопьев и формированием импульсов давления, расположенном в емкости квадратного сечения с прямыми углами, смысл которого заключается в том, что он состоит из реакционных желобов, в которых расположены статические мешалки с пилообразными переливными краями, размещенные в верхней части флокуляционной камеры с мешалкой маятникового типа и горизонтально расположенными мешающими пластинами, из которых нижняя мешающая пластина является импульсной; ее пульсация служит для ускорения потока через широкий паз в емкость облака хлопьев, причем в нижней части флокуляционной камеры установлен подвод воды в сегментированные донные желоба, на стенках которых расположены погружные несущие стенки с дефлекторами, выступающими над поверхностью облака хлопьев, куда вставлен пластинчатый стабилизатор облака хлопьев, причем между погружными несущими стенками с дефлекторами и короткими несущими стенками с дефлекторами находится кассетная вставка с переливным краем и отсасывающей перфорированной трубой, соединенная с отстойником, к которому подведена перфорированная труба для соединения с флокуляционной камерой, а отбор чистой воды расположен над вставкой пластинчатого стабилизатора через пилообразный переливной край из сборного желоба.
Целесообразной является установка статической мешалки в виде пластины с круглыми отверстиями, причем уровень облака хлопьев поддерживается на постоянной высоте посредством перелива в отстойник.
Расшифровка чертежей.
Техническое решение будет более подробно объяснено с помощью чертежей. На Фиг. 1 изображен осветлитель в разрезе, на Фиг. 2 - продольный разрез осветлителя, а на Фиг. 3 - фронтальный.
Пример исполнения технического решения.
.
Неочищенная вода с дозой коагулянтов поступает в реакционные желоба 1, в которых расположены статические мешалки 2 в виде перфорированных пластин с круглыми отверстиями. Проток очищаемой воды запускает процесс интенсивного смешивания и турбулентного потока, что обеспечивает оптимальное течение перикинетической фазы коагуляции. Из желобов 1 вода переливается через пилообразный переливной край 3 и поступает в верхнюю часть флокуляционной камеры 4 - флокулятор. Во флокуляционной камере 4 расположена мешалка маятникового типа 5 с горизонтально расположенными смешивающими пластинами 6. Их распределение по высоте является логарифмическим. Интенсивность смешивания в отдельных, серийно расставленных и соединенных флокуляционных камерах 4, соответствует условиям ортокинетической коагуляции и флокуляции, течению времени и гидравлическим условиям, которые являются решающими для данных процессов. В нисходящем потоке воды в камере флокуляции 4 позади движущихся пластинчатых мешалок 6 образуются цилиндрические вихри, в результате которых происходит постепенное накопление и сгущение агрегатов. Нижняя плита мешалки маятникового типа 5 является импульсной плитой 7, которая при движении вперед силовым воздействием ускоряет движение жидкости, протекающей через широкий паз 8 в емкость 9 облака хлопьев 10. Изменение движимости во временном интервале в данном случае равно импульсу силы. Силовой эффект на площадь облака хлопьев 10 вызывает возрастание давления и дилатацию облака хлопьев. При обратном движении мешалки маятникового типа 5 проявляется всасывающий эффект, вызывающий снижение давления в облаке хлопьев 10 и его обратную концентрацию. Изменение давление в облаке хлопьев 10 во временных интервалах движения мешалки маятникового типа 5 вызывает пульсацию, проявляющуюся в давлении на облако хлопьев 10. Нижняя приточная часть емкости 9 облака хлопьев 10 разделена на сегментированные донные желоба 11, позволяющие равномерное разделение протока по всей площади емкости 9 облака хлопьев 10. На внутренних стенках 12 сегментированных донных желобов 11 расположены погружные несущие стенки 13 с дефлекторами, выступающими над уровнем облака хлопьев 10. Верхняя часть этих дефлекторов приспособлена для установки конструкции пластинчатого стабилизатора 15 облака хлопьев 10. В пространстве между погружными несущими стенками 13 с дефлекторами помещены короткие погружные стенки 14 с дефлекторами, которые вместе с погружными несущими стенками 13 создают кассетную вставку 23. Поток воды, текущей из флокуляционной камеры 4 через широкий паз 8 в сегментированные донные желоба 11 и кассетную вставку 23, состоящую из погружных стенок 13, 14 с дефлекторами, запускает процесс пеллетизации и концентрации суспензии. Данный процесс происходит в результате катания хлопьев вдоль жестких поверхностей погружных стенок 13, 14 и их столкновениями друг между другом при изменениях потока в ограниченном пространстве кассетной вставки 23. Облако хлопьев 10 внутри кассетной вставки 23 выполняет функцию дополнительной ортокинетической коагуляции и контактной флокуляции. В ограниченном пространстве, состоящем из погружных несущих стенок 13, создается связная поверхность облака хлопьев 10, которое выполняет функцию флюидного фильтра. Облако хлопьев 10 возрастает в результате постоянно приводимых новых хлопьев. Поверхность облака хлопьев 10 поддерживается на постоянной высоте путем перелива через переливной край 16 в отстойники 17, имеющих форму усеченных призм, в которых оно сгущается. Отстойники 17 симметрично расположены рядом с флокуляционной камерой 4. Сгущенные шламы из отстойников 17 периодически стравливаются. Переливающиеся шламы из отстойников 17 за пределами переливного края 16 отсасываются через высасывающую перфорированную трубу 18. Шламы, устраняемые из отстойников 17 в процессе внутренней рециркуляции шламов, подводятся по приводной перфорированной трубе 19 во флокуляционную камеру 4 с целью сгущения суспензии.   В пространстве над поверхностью облака хлопьев 10 помещена вставка пластинчатого стабилизатора 15 облака хлопьев 10. Хлопья, выталкиваемые при пульсации, улавливаются в пространстве вставки пластинчатого стабилизатора 15 Осевшие и уловленные хлопья стекают обратно из вставки пластинчатого стабилизатора 15 в облако хлопьев 10. Чистая, очищенная вода 20 из пространства над вставкой пластинчатого стабилизатора 15 облака хлопьев 10 забирается переливом через настраиваемые пилообразные переливные края 21 в сборный желоб 22. Отстоянная шламовая вода из отстойников 17 подводится через вставку пластинчатого стабилизатора 15 в емкость чистой воды 20, из которой она забирается с очищенной водой в сборный желоб 22.
С точки зрения процессов и гидравлики осветлитель и его отдельные части были спроектированы и организованы так, чтобы при работе данного оборудования на заданных мощностях качественные показатели очищенной воды соответствовали данному способу очистки. Конструкция позволяет достичь значительно более высоких скоростей подъема по сравнению с другими аналогичными установками с облаком хлопьев. Осветлитель принадлежит к определенной группе импульсного оборудования, и по сравнению с остальными (в которых пульсация работает на принципе изменения потока) импульсы давления вызываются динамическим и всасывающим эффектом импульсной пластины 7 в нижней части механического маятника 5. Данные импульсы вызывают колебания слоя облака хлопьев 10 (дилатацию и концентрацию).
Промышленное применение.
Оборудование согласно полезной модели нацелено, прежде всего, на очистку воды в результате воздействия физико-химических процессов, путем нейтрализации, смягчения, удаления железа и марганца, а также других процессов очистки воды. Для очистки воды можно использовать неорганические, смешанные и полимерные неорганические и органические коагулянты.
Вышеуказанное техническое решение используется для очистки воды, используемой для питья, далее в энергетике, промышленности, коммунальном хозяйстве, для очистки сточных вод промышленных объектов и доочистки сточных вод.