Горизонтальный отстойник
HORIZONTAL SETTLER

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для защиты водохранилищ деривационных ГЭС от заиления, защиты турбинного оборудования от взвешенных и донных наносов, а также плавающего сора.
Известен горизонтальный отстойник (Когановский A.M. и др. Очистка промышленных сточных вод. Киев, "Технiка", 1974, стр. 40-41), представляющий собой вытянутый прямоугольный резервуар, содержащий лоток для распределения сточной воды, привод скребкового механизма, лоток для сбора всплывающих веществ, лоток для сбора осветленной воды, скребковый механизм, обычно представляющий собой набор досок, установленных параллельно друг другу на некотором расстоянии и ориентированных поперек резервуара, а также иловую трубу.
Недостатком указанной конструкции горизонтального отстойника следует признать использование скребкового механизма в виде набора досок. Доски через определенное время сгнивают и требуют замены, кроме того, при попадании в резервуар отстойника посторонних предметов доски могут быть повреждены механически, что вызовет вынужденную остановку отстойника для замены набора досок. Поскольку привод скребкового механизма представляет собой бесконечную цепь, проходящую через зубчатую передачу, то это ограничивает высоту используемых досок и, тем самым, эффект собирания осадка в иловый приямок.
Известен горизонтальный отстойник с ленточным скребковым устройством (Жуков А.И. Методы очистки производственных сточных вод, 1977, рис. 3.18, стр 45-46) представляет собой вытянутый прямоугольный резервуар, содержащий подводящий лоток, ленточный скребок, водоотводящий лоток, направляющие ролики, приводной механизм, конструкцию для отвода осадков.
Недостатками данной конструкции отстойника являются неэффективность при тяжелых осадках, большие затраты воды на промыв, сложная конструкция системы удаления ила, ненадежность работы ее механического привода, приводящая к частым выходам ее из строя, и, следовательно, малому времени работы отстойника между ремонтами, отсутствие конструкции для защиты от плавающего сора.
Известна конструкция горизонтального отстойника (RU, Патент Российской Федерации 2149673, МПК B01D 21/04, 1999), содержащего прямоугольный резервуар, на дне которого выполнен иловый приямок. На верхней части протяженных стен резервуара установлены верхние направляющие, предназначенные для перемещения тележки под действием привода. На тележке закреплены по меньшей мере две штанги, ориентированные вниз и на которых на горизонтальной оси, закрепленной на штангах, установлен с возможностью изменения положения относительно оси иловый скребок. Иловый скребок выполнен в виде поворачивающейся рамы со смещенным центром масс, обеспечивающим в рабочем положении угол атаки скребка к горизонту 55-65°. По дну резервуара вдоль его протяженных сторон проложены нижние направляющие, предназначенные для изменения положения скребка из вертикального в горизонтальное. На штангах установлены фиксаторы, предназначенные для фиксирования скребка в горизонтальном положении при движении скребка от илового приямка. Концы нижних направляющих загнуты вверх под углом 40-50°, а дно резервуара имеет уклон 0,05-0,15 в сторону илового приямка. Над иловым приямком установлен трубопровод подачи очищаемой сточной воды. На противоположной короткой стороне резервуара установлен трубопровод отвода очищенной сточной воды. Приямок соединен с системой удаления ила. В качестве привода может быть использована электрическая или механическая лебедка с реверсированным движением.
Недостатками данной конструкции являются сложность и ненадежность скребкового механизма, большие затраты воды на промыв, сложная конструкция системы удаления ила, приводящая к частым выходам ее из строя, и, следовательно, малому времени работы отстойника между ремонтами, отсутствие конструкции для защиты от плавающего сора. Наличие большого количества взвешенных частиц в воде, окружающей движущиеся и трущиеся между собой детали, приведет к значительному люфту в места соединения трущихся деталей и, следовательно, к выходу системы из строя.
Известна конструкция гидроманипулятора (Новожение В.Д., Уханов И.Ф. Разработка инструкции по ведению водного режима Каскада НЧГЭС и уточнение пропускной способности водосбросных сооружений головного узла Кашхатау ГЭС и их тарировка, 2013, стр 90), установленного на продольную балку узлового крана. Гидроманипулятор оборудован двойным телескопическим удлинителем, позволяющим увеличить радиус действия манипулятора, что дает возможность подтягивать и поднимать мусор на большом удалении.
Недостатком установки гидроманипулятора является необходимость модернизации (реконструкции) крана, которая потребует разработки проекта специализированной организацией и согласования с изготовителем козлового крана. Проект должен проходить экспертизу промышленной безопасности с утверждением в органах «Ростехнадзора». А также сложность выполнения технического процесса.
Наиболее близким по технической сущности и по признакам является конструкция горизонтального отстойника (RU, Патент Российской Федерации 2169602, МПК B01D 21/04, 2000), содержащая прямоугольный резервуар, на дне которого выполнен иловый приямок. На верхней части протяженных стен резервуара над поверхностью воды в резервуаре установлены верхние направляющие, на дне резервуара под каждой верхней направляющей расположена соответствующая нижняя направляющая, причем каждая пара, состоящая из верхней и нижней направляющих, лежит в одной вертикальной плоскости. Через каждую указанную пару направляющих натянута бесконечная цепь. На каждой цепи жестко закреплено одинаковое количество тележек. Каждая тележка содержит ось, выполненную с возможностью поворота, по меньшей мере, на 180° параллельно дну резервуара. Трубчатая опора каждого скребка закреплена с возможностью самопроизвольного отсоединения на двух поворотных осях тележек параллельно короткой стенке резервуара.
Недостатком данного устройства является сложность и ненадежность конструкции системы удаления ила, состоящей из цепной передачи, приводящей к частым выходам ее из строя и, следовательно, малому времени работы отстойника между ремонтами, ненадежность скребкового механизма с использованием тележек, отсутствие способа удаления ила из приямка, а также отсутствие конструкции для защиты от плавающего сора.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого изобретения, - разработка простой конструкции горизонтального отстойника, обеспечивающей удаление осевших наносов с поверхности дна камеры отстойника и удаление плавающего сора с поверхности камеры.
Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, - обеспечение непрерывного действия отстойника, уменьшение времени очистки, защита от плавающих отходов, повышение надежности устройства.
Сущность изобретения заключается в том, что горизонтальный отстойник, включающий прямоугольный резервуар, на дне которого выполнен иловый приямок, а в верхней части резервуара параллельно стенкам резервуара установлены направляющие, отличается тем, что горизонтальный отстойник дополнительно содержит отвал в качестве скребка, направляющие ролики, через которые перекидываются тросы соответствующих электрических лебедок, внутри приямка располагается выдвижной лоток для ила, содержащий ось, выполненную с возможностью поворота на 180°, сверху приямка на стене закрепленный тросом к электрической лебедке затвор для герметичного закрытия илового приямка, в верхней части резервуара параллельно малым стенкам резервуара расположены две верхние направляющие и балка с граблями для сбора плавающего мусора, а перед выходным каналом установлена сороудерживающая решетка.
На фиг. 1 схематично показан аксонометрический вид горизонтального отстойника.
Горизонтальный отстойник содержит подводящий канал 1 для подачи воды, прямоугольный резервуар 2, на дне которого выполнен иловый приямок 3, внутри приямка располагается выдвижной лоток 4 для ила, содержащий ось 5, выполненную с возможностью поворота на 180°. Сверху приямка на стене расположен герметичный затвор 6 для закрытия илового приямка, который с обеих сторон закреплен тросом 7 соответствующей электрической лебедки 8. В верхней части резервуара 2 параллельно малым стенкам установлены верхние направляющие рельсы 9, на дне, параллельно протяженным стенкам - две нижние направляющие балки 10. По верхним направляющим рельсам перемещается балка с граблями из арматуры 11. Перед выходным каналом расположена сороудерживающая решетка 12. По нижним направляющим 10 перемещается отвал 13. Перемещение вперед и назад осуществляется с помощью тросов 14 и 15 соответствующих электрических лебедок 16, 17. Трос перекидывается через направляющие ролики 18, 19. Сверху вокруг илового приямка выполнен герметичный слой 20. Дно резервуара имеет уклон 0,05-0,15 в сторону илового приямка. Вода отводится через отводной канал 21.
На фиг. 2 приведен вид сверху горизонтального отстойника, на котором показаны подводящий канал 1 для подачи воды, прямоугольный резервуар 2, на дне которого выполнен иловый приямок 3, отвал 13. С обеих сторон расположены пары электрических лебедок 8, 16, 17. В верхней части резервуара 2 параллельно малым стенкам установлены верхние направляющие рельсы 9. По верхним направляющим рельсам перемещается балка с граблями из арматуры 11. Перед выходным каналом расположена сороудерживающая решетка 12. Сверху вокруг илового приямка выполнен герметичный слой 20. Вода отводится через отводной канал 21. На фиг. 2 также показано расположение разреза А-А.
На фиг. 3 приведен разрез А-А горизонтального отстойника, который содержит подводящий канал 1, прямоугольный резервуар 2, на дне которого выполнен иловый приямок 3, внутри приямка располагается выдвижной лоток 4 для ила, содержащий ось 5, выполненную с возможностью поворота на 180°. Сверху приямка расположен герметичный затвор 6 после закрытия илового приямка, который с обеих сторон закреплен тросом 7 соответствующей электрической лебедки 8. В верхней части резервуара 2 параллельно малым стенкам установлены верхние направляющие рельсы 9, на дне, параллельно протяженным стенкам - две нижние направляющие балки 10. По верхним направляющим рельсам перемещается балка с граблями из арматуры 11. Перед выходным каналом расположена сороудерживающая решетка 12. По нижним направляющим 10 перемещается отвал 13. Перемещение вперед и назад осуществляется с помощью тросов 14 и 15 соответствующих электрических лебедок 16, 17. Трос перекидывается через направляющие ролики 18, 19. Сверху вокруг илового приямка выполнен герметичный слой 20. Дно резервуара имеет уклон 0,05-0,15 в сторону илового приямка. Вода отводится через отводной канал 21.
Отстойник работает следующим образом. Очищаемая вода поступает из подводящего канала 1 в резервуар отстойника 2. После накопления наносов на дне резервуара 2 включают пару электрических лебедок 16, тросы 14 которых тащат за собой отвал 13, который сталкивает ил со дна камеры в иловый приямок 3. Затем включается пара электрических лебедок 17, которые с помощью тросов 15 возвращают отвал в исходное положение.
После заполнения илового приямка герметичный затвор 6 закрывается под собственным весом и закрывает доступ воды в иловый приямок. В это время выдвижной лоток с илом 4 выдвигается в сторону и поворачивается с помощью оси 5 на 180°, вследствие чего наносы выпадают. Затем лоток 4 задвигается обратно, после чего включается пара электрических лебедок 8, которые с помощью тросов 7 поднимают герметичный затвор 6 и приводят в исходное положение.
Для защиты водоводов и деривации от попадания в них плавающих предметов в предлагаемом отстойнике предусматривается сороудерживающая решетка 12. С помощью нее плавающие отходы удерживаются на поверхности отстойника. Удаление плавающих отходов с поверхности отстойника осуществляется балкой с граблями из арматуры 11.
Грабли крепятся снизу к балке сваркой. Они служат для сбора и удаления плавающих бытовых отходов. Удаление происходит перемещением балки 11 по рельсам 9. Осветленная вода отводится через канал 21.
Преимущество предлагаемой конструкции горизонтального отстойника заключается в том, что данная конструкция проста в выполнении, обеспечивает непрерывное действие отстойника; требует мало времени на очистку от ила, так как выдвижной лоток с илом опрокидывается в течение нескольких минут и возвращается в исходное положение; исключает затраты воды на промывку, обеспечивает защиту от плавающего мусора.