АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц и всплывающих примесей.
Известен горизонтальный отстойник, содержащий резервуар с наклонным дном, имеющим приямок для осадка, патрубки подачи исходной воды и отвода очищенной воды, систему смыва и удаления осадка с отводящим патрубком, а также воздухораспределительную систему, размещенную в нижней части резервуара перед патрубком подачи исходной воды, при этом патрубок подачи исходной воды соединен с отводящим патрубком осадка (А.С. СССР №1673160, МПК B01D 21/08, C02F 1/52, B01D 21/24, оп. 30.08.1991 г.).
Недостатки известного отстойника заключаются в возникновении продольного перемешивания в отстойнике, а также недостаточная эффективность отстаивания.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является аппарат для очистки природной воды, включающий горизонтальный отстойник с воздухораспределительной системой и системой сбора воды, в котором на границе зон перемешивания и отстаивания находится струенаправляющая перегородка, в верхней части зоны перемешивания установлен распределительный лоток поступающей воды, а зона осветления оборудована тонкослойными модулями и системой рассредоточенного сбора воды с треугольными водосливами (патент на полезную модель №45294, МПК B01D 21/08, оп. 10.05.2005 г.).
Недостаток известного аппарата заключается в наличии воздухораспределительной системы для обеспечения перемешивания очищаемой жидкости. Перемешивание жидкости воздухом приводит к образованию агрегатов, состоящих из твердых взвесей и прильнувших к ним пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха обеспечивают подъемную силу, достаточную для подъема взвешенных веществ, что резко ухудшает качество осветления жидкости. Агрегаты будут захватываться подаваемым потоком жидкости и выноситься в зону отстаивания, где будут подниматься на поверхность сквозь тонкослойные модули. Имея скорость подъема больше скорости движения жидкости по каналам тонкослойных модулей, всплывающие агрегаты будут нарушать гидродинамику потока при переводе его из ламинарного в турбулентный. Кроме этого, данный отстойник имеет полностью закрытую поверхность зоны отстаивания из-за установки тонкослойных модулей по всей поверхности этой зоны, что предполагает использование гидравлической системы удаления осадка, которая при удалении осадка с большой поверхности является громоздкой и малоэффективной. Помимо этого, в составе аппарата отсутствует зона хлопьеобразования.
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в разработке аппарата для очистки природных и сточных вод, имеющего высокие показатели очистки при уменьшении его габаритных размеров и применении эффективной системы удаления осадка.
Технический результат может быть достигнут за счет оптимизации использования объема горизонтального аппарата, исключения системы перемешивания воздухом и ограждающих перегородок, организации зон перемешивания, хлопьеобразования и осветления с равномерным распределением осветляемой воды в зонах хлопьеобразования и осветления.
Поставленная задача решается следующим образом.
В аппарате для очистки природных и сточных вод, содержащем горизонтальный отстойник, системы подвода исходной жидкости с распределительным лотком, отвода осветленной жидкости и отвода осадка, а также установленные в зоне отстаивания тонкослойные модули, согласно заявляемой полезной модели, перед распределительным лотком установлен подающий лоток со смесительным устройством, распределительный лоток выполнен раздвоенным на два параллельных распределительных лотка, проходящих вдоль продольной оси аппарата с образованием между ними зон перемешивания, хлопьеобразования и отстаивания, а тонкослойные модули установлены вдоль каждого распределительного лотка, при этом в каждом распределительном лотке выполнены регулируемые отверстия.
Кроме этого, регулируемые отверстия одного распределительного лотка обращены навстречу регулируемым отверстиям другого распределительного лотка.
Причем, регулируемые отверстия расположены ниже уровня подаваемой жидкости.
Помимо этого, система отвода осадка выполнена в виде шлепперного механизма со скребком.
Установка подающего лотка со смесительным устройством перед распределительным лотком позволяет начать смешивание очищаемой жидкости до ее подачи в аппарат, а выполнение распределительного лотка раздвоенным на два лотка, параллельных продольной оси аппарата, обеспечивает изменение скорости подаваемой жидкости, улучшая условия перемешивания потока, создавая возможность перемешивания гидравлическим способом в процессе распределения жидкости по аппарату и заканчивая перемешивание непосредственно перед зоной хлопьеобразования, что исключает систему перемешивания воздухом подаваемой жидкости и обеспечивает высокие показатели очистки. В то же время выполнение распределительного лотка раздвоенным, состоящим из двух параллельных лотков, проходящих вдоль продольной оси аппарата, установка тонкослойных модулей вдоль каждого распределительного лотка параллельно продольной оси аппарата и отсутствие ограждающих конструкций между зонами смешивания и хлопьеобразования позволяет оптимизировать использование объема аппарата, уменьшая его габаритные размеры при высоких показателях очистки, улучшая при этом гидравлическую характеристику процесса отстаивания.
Выполнение регулируемых отверстий в распределительных лотках обращенными навстречу друг другу и ниже уровня подаваемой осветляемой жидкости улучшает процесс смешивания, интенсифицируя процесс хлопьеобразования.
В то же время за счет компактности заявляемого аппарата осадок концентрируется в нижней части на ограниченной площади, что позволяет применять эффективную систему удаления осадка.
Выполнение системы отвода осадка в виде шлепперного механизма со скребком оптимизирует использование объема аппарата, уменьшая его габаритные размеры и эффективно удаляя осадок из аппарата.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое устройство новым.
На фиг.1 представлен заявляемый аппарат для очистки природных и сточных вод, в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Подающий лоток 1 со смесительным устройством (не показано) соединен с распределительным лотком, раздваивающимся на два параллельных распределительных лотка 2 и 3, проходящих параллельно продольной оси аппарата, образующих зоны 4 смешивания (вверху) и хлопьеобразования (внизу). В поперечном сечении аппарат имеет форму желоба, наклонные стенки 5 которого в верхней части являются опорами для тонкостенных модулей 6, а в нижней части образуют лоток 7, по которому шлепперным скребковым механизмом 8 осадок перемещают в камеру сбора осадка (не показана). Тонкостенные модули 6 расположены вдоль распределительных лотков 2 и 3 и вдоль продольной оси аппарата в два ряда. В верхней части аппарата имеется сборный лоток 9 для отвода осветленной воды. В распределительных лотках 2 и 3 выполнены ниже уровня жидкости регулируемые отверстия 10, обращенные навстречу друг другу.
Аппарат работает следующим образом.
По подающему лотку 1 со смесительным устройством очищаемая вода, смешанная с реагентом, подается в распределительный лоток, раздваивающийся на распределительные лотки 2 и 3. Выливаясь из них через регулируемые отверстия 10 встречными потоками, очищаемая вода резко теряет скорость и попадает в зоны смешивания и хлопьеобразования, где на поверхности этих зон концентрируются всплывающие примеси, а внутри этих зон интенсивно образуются хлопья, оседающие на дно. Отсутствие ограждающих конструкций, изменяющих скорость потока между зонами смешивания и хлопьеобразования, способствуют интенсивному образованию хлопьев без их разрушения, что повышает коэффициент использования объема зоны хлопьеобразования. В отстойной зоне, проходя через тонкослойные модули 6, вода осветляется и по сборному лотку 9 выводится из аппарата.
Привод шлепперного скребкового механизма и его опорные раздвижные конструкции находятся над поверхностью жидкости в аппарате, что упрощает его ремонт в случае поломок.