УСТАНОВКА ДЛЯ ОПЫТНОГО ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ И МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к технике исследования эффективности средств очистки водных жидкостей, используемых в технологических процессах, протекающих с их применением.
Известна установка для глубокой очистки воды по заявке на патент РФ №2000131782, МПК C02F 9/06, сходная с заявляемой полезной моделью по назначению и комплекту оборудования. Эта установка содержит последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр со слоями песка, антрацита, полимерного материала, контактный резервуар, сетки, электрокоагулятор, ионообменник с регенератором и автоматический многопозиционный клапан, а также патрубок ввода реагентов, выполненный в виде эжектора с суживающейся и расширяющейся насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, а смеситель состоит из нижней конической и верхней цилиндрической частей и на внутренней поверхности конической части предусмотрены криволинейные винтообразное направляющие, переходящие в кольцевую канавку, размещенную на уровне начала перехода конической части в цилиндрическую, и имеющую патрубок отвода твердых частиц с автоматическим клапаном гидрогравитационного действия, отличающаяся тем, что к нижней части флотатора от компрессора подведен воздухопровод, присоединенный при помощи эластичных труб к плоскому гибкому кольцу, на котором установлены расширяющиеся насадки с криволинейными спиралевидными канавками на их внутренней поверхности, во внутренней полости плоского гибкого кольца напротив расширяющихся насадок предусмотрены пульсаторы из биметталлических пластин изогнутой формы, противоположные торцы которых образуют угол 90°, а в верхней части флотатора установлены деаэраторы-желоба с двойным дном, имеющие продольную щель, вертикальные перегородки которых расположены в шахматном порядке вдоль длины желобов и имеющие боковые зазоры, чередующиеся по ходу движения жидкости, причем к желобам подключена отводящая труба твердых частиц с пузырьками воздуха с клапаном, к флотатору присоединен трубопровод для отвода обработанных вод, расположенный на глубине не менее 30 см от верхнего уровня воды в флотаторе.
Известная установка имеет необходимый состав оборудования для глубокой очистки воды. При этом флотатор усложнен элементами для подвода и растворения воздуха по всему объему обрабатываемой воды, и соответственно затраты на проектирование установки в целом велики, при этом флотатор не несет основную функциональную нагрузку во всем комплекте очистки. Такие установки, как правило, решают индивидуальные задачи по производительности и степени очистки и не предусматривают подбор режимов очистки при изменении состава и количества загрязнений.
Техническая задача, решаемая в настоящей заявке, состоит в том, чтобы разработать установку для исследования эффективности очистителей, повысить степень и тонкость очистки воды разрабатываемых конструкций фильтровальных устройств.
Поставленные технические задачи реализуются в заявляемой установке, которая содержит, как и прототип, резервуар для воды, смеситель, многослойный фильтр с применением в качестве фильтровальной загрузки, например, слоев песка, антрацита, полимерного материала, компрессор.
В отличии от прототипа, установка включает резервуар для исходной чистой воды, выходной патрубок которого снабжен расходомером и подключен к устройству для перемешивания, которое выполнено, с возможностью периодического подключения к устройству приготовления и дозированной подачи реагента, входные патрубки устройства для перемешивания соединены с устройством для приготовления и дозированной подачи суспензии примесей, выходной патрубок устройства для перемешивания соединен с входным патрубком фильтра непрерывной очистки жидкости от примесей колонного типа, выполненный, например, так как описано в патенте РФ №2400283 (краткое описание изложено ниже). Выходной патрубок фильтра непрерывной очистки (в зоне очищенной воды) соединен с резервуаром для очищенной воды, а выходной патрубок отвода загрязненного элюата, содержащего примеси, продукты окисления, воздух и жидкость, подсоединен к тонкослойному гравитационному очистителю, который снабжен донным конвейером и тарой для шлама, выходной патрубок резервуара очищенной воды и входной патрубок резервуара исходной чистой воды соединены трубопроводом, включающим вентили и насосы.
Контроль и регулирование работы всего оборудования осуществляется при помощи шкафа управления.
В предлагаемой установке в качестве фильтрующего компонента в фильтре непрерывной очистки может быть использован кварцевый песок, пуролат, анионообменный либо катионообменный адсорбент-катализаторы.
Полезная модель поясняется фигурами, на которых изображены: на фигуре 1 изображена принципиальная схема установки; на фигуре 2 приведен эскиз фильтра непрерывного действия в качестве примера его применения в заявляемой установке.
Установка включает в себя резервуар 1 для исходной чистой воды, устройство 2 для перемешивания с возможностью периодического подключения к устройству 3 приготовления и дозированной подачи реагента, а также к устройству 4 для приготовления и дозированной подачи суспензии примесей, выходной патрубок устройства 2 для перемешивания соединен с входным патрубком фильтра 5 непрерывной очистки жидкости, который в частности может быть выполнен в соответствии с фильтром по патенту РФ №2400283.
Фильтр непрерывной очистки жидкости состоит из корпуса 1, патрубка 2 ввода очищаемой жидкости, патрубка 3 вывода очищенной жидкости, патрубка 4 введения фильтрующей загрузки. В корпусе выполнены вертикальные перфорированные перегородки 5, делящие корпус на три зоны- зону 6 подачи очищаемой жидкости, зону 7 сбора очищенной жидкости и зону 8 с фильтрующей загрузкой, в которой расположена вертикальная труба эрлифта 9, обеспечивающая перемещение посредством сжатого воздуха загрязненной фильтрующей загрузки из нижних слоев в верхнюю часть очистки и восполнения фильтрующей загрузки посредством гидроциклонаЮ. Для обеспечения работы такого фильтра установка также оснащена поршневым компрессором 6 и блоком подготовки воздуха 7. Более подробное описание фильтра приведено в описании к патенту Рф №2400283.
Использование в заявляемой установке указанного фильтра целесообразно ввиду следующих преимуществ. Движение очищаемой жидкости в фильтре поперечно-поточное, а не противоточное. Направлении потока перпендикулярно слою фильтрующей загрузки, сформированному вертикальными поддерживающими слоями с крупной фильтровальной загрузкой. Поперечно-поточный фильтр позволяет увеличить производительность очистки и значительно уменьшить объем фильтрующей загрузки. В качестве фильтрующего компонента в фильтре непрерывной очистки может быть использован кварцевый песок, пуролат, анионообменный либо катионообменный адсорбент-катализаторы.
Выходной патрубок фильтра 5 для очищенной воды соединен с резервуаром 8 для очищенной воды, а выходной патрубок отвода загрязненного элюата подсоединен к тонкослойному гравитационному очистителю 9, который снабжен донным конвейером и тарой 10 для шлама.
Согласованная работа всего комплекта установки может быть обеспечена оператором вручную или автоматически с использованием таймеров или подачей пультовых команд включения мешалок, дозаторов, насосов. На фигуре шкаф управления условно обозначен позицией 11.
Контроль и регулирование работы всего оборудования осуществляется при помощи шкафа 11 управления.
Устройство работает следующим образом, в емкость 1 для исходной воды подают заданный объем чистой жидкости, контролируя уровень рН, далее очищаемую жидкость подают по трубопроводу, где при прохождении через смеситель, она, при необходимости, смешивается с реагентом, который предварительно приготавливается в установке 3, необходимым для достижения уровня рН в пределах 7-9, далее жидкость подают в установку 2 для перемешивания, после чего в нее добавляют определенное количество примесей, подготовленных в установке 4 приготовления суспензии примесей, при помощи мешалки полученную смесь тщательно перемешивают, после чего жидкость по трубопроводу направляют в фильтр 5 непрерывного действия (патент РФ №2400283), воздух сжимают в поршневом компрессоре 6 и, через блок 7 подготовки воздуха, подают в фильтр 5. Очищенную в фильтре жидкость по трубопроводу подают в резервуар 8, а полученный при очистке загрязненный элюат по трубопроводу подают в тонкослойный гравитационный очиститель 9, после очистки элюата в тонкослойном гравитационном очистителе образуется шлам, который помещают в тару 10 для шлама, а очищенную в тонкослойном гравитационном очистителе жидкость по трубопроводу подают на слив в канализацию. Описанный выше технологический процесс очистки жидкости регулируют и контролируют при помощи шкафа управления 11. Далее анализируют степень очистки проб жидкости от взвешенных и магнитных частиц (лаборатория химического анализа входит в экспериментальный комплекс, частью которого является заявляемая установка). По результатам анализа изменяют параметры очистки жидкости, например, количество и состав загрязнителя и воды, затем описанный процесс повторяют до получения необходимой степени очистки и выработки на основе полученных данных рекомендаций по технологическому процессу очистки.