Устройство центробежной очистки

Полезная модель относится к области очистки бытовых и производственных сточных вод и может найти применение на предприятиях машиностроения, приборостроения, строительной индустрии.
Известны устройства для очистки производственных сточных вод от взвешенных загрязняющих веществ с целью организации замкнутых оборотных систем водоснабжения. Для этого используют несколько последовательных агрегатов (отстойники, устройства центробежной очистки, фильтры). Например, для очистки рабочих жидкостей после электрохимической размерной обработки ("Установки подачи электролита при элетрохимической обработке", Л.Я. Либов, Е.И. Влазнев, В.И. Сомонов, изд. «Машиностроение», 1981 г., 120 с., табл. 12, стр. 50) используется несколько устройств очистки - центрифуга, тарельчатый сепаратор, отстойник. Все эти устройства занимают значительные производственные площади и требуют больших материальных и финансовых затрат.
Известно устройство (Тонкослойный отстойник. Патент на полезную модель №110284, бюл. №32 от 20.11.2011), в котором совмещено несколько процессов очистки - центробежная сепарация и тонкослойное отстаивание. Данное устройство принято нами за прототип.
Тонкослойный отстойник содержит корпус с наклонными пластинами, патрубки подвода загрязненной жидкости, отвода шлама и очищенной жидкости. Корпус представляет собой цилиндр с горизонтальной осью, выполненный в виде спирального диффузорного канала, а каждая наклонная пластина в нижней части имеет наклонный желоб, соединенный с патрубком отвода шлама. Патрубок подвода загрязненной жидкости расположен тангенциально к корпусу и установлен в верхней части корпуса. Подводящий спиральный канал выполнен диффузорным. Наклонные желоба имеют промывной патрубок, а перед патрубком отвода шлама имеется направляющая пластина.
Недостатки прототипа следующие.
Центробежная сепарация в спиральном диффузорном канале эффективна только для разделения крупных частиц (более 10 нм), а средние и мелкие частицы слабо подвергаются действию центробежных сил. Часть средних частиц сепарируется в тонкослойном отстойнике и удаляется через наклонные желоба, но значительная часть средних и мелких частиц сохраняется в очищенной жидкости, что снижает качество очистки.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении качества очистки загрязненной жидкости.
Технический результат достигается тем, что в устройстве центробежной очистки сточных вод, содержащем
корпус с горизонтальной осью, выполненный в виде спирального диффузорного канала, патрубок подачи загрязненной жидкости, расположенный тангенциально к корпусу,
патрубки отвода шлама
и отвода очищенной жидкости,
тонкослойные наклонные пластины отстаивания в нижней части спирального диффузорного канала, имеющие в нижних своих концах промывные желоба, соединенные с патрубком отвода шлама, а верхние концы соединены с патрубком отвода очищенной жидкости,
новым является то, что
верхний конец спирального диффузорного канала соединен с одним свободным концом устройства подачи коагулянта, другой конец которого является патрубком подачи загрязненной жидкости.
Устройство подачи коагулянта выполнено в виде эжектора, соединенного патрубком подачи коагулянта с баком коагулянта.
Между верхним концом спирального диффузорного канала и свободным концом устройства подачи коагулянта расположена камера смешения, внутри которой расположен соосный шнек.
Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1 - общий вид и фиг. 2 - эжектор с камерой смешения и соосным шнеком внутри нее.
Здесь: 1 - корпус, 2 - корпус камеры смешения, 3 - шнек, 4 - эжектор, 5 - бак коагулянта, 6 - патрубок подачи коагулянта, 7 - патрубок подачи загрязненной жидкости, 8 - патрубок отвода очищенной жидкости, 9 - тонкослойные наклонные пластины отстаивания, 10 - патрубок подачи промывной воды, 11 - промывные желоба, 12 - патрубок отвода шлама.
Устройство центробежной очистки сточных вод содержит корпус 1 с горизонтальной осью, выполненный в виде спирального диффузорного канала, патрубок подачи загрязненной жидкости (исходной) 7, расположенный тангенциально к корпусу 1, патрубок отвода очищенной (чистой) жидкости 8 и патрубок отвода шлама 12, тонкослойные наклонные пластины отстаивания 9 в нижней части спирального диффузорного канала 1, имеющие в нижних своих концах промывные желоба 11 с патрубком подачи промывной воды 10 для отвода шлама из пристеночной зоны корпуса 1 и шлама, удаляемого из желобов 11, соединенные с патрубком отвода шлама 12, а верхние концы соединены с патрубком отвода очищенной (чистой) жидкости 8.
Верхний конец спирального диффузорного канала 1 соединен с одним свободным концом устройства подачи коагулянта 4, выполненного в виде эжектора 4, соединенного в узком сечении с патрубком подачи коагулянта 6 с баком коагулянта 5, а другой конец устройства подачи коагулянта 4 является патрубком подачи исходной загрязненной жидкости 7.
Между верхним концом спирального диффузорного канала 1 и свободным концом устройства подачи коагулянта 4 расположена камера смешения 2, внутри которой расположен соосно шнек 3.
Устройство работает следующим образом.
Исходная сточная вода, загрязненная взвешенными веществами, подается через патрубок 7 в эжектор 4, где она получает ускорение. В наиболее узкой части эжектора достигается самая большая скорость жидкости, и статическое давление в канале становится наименьшим. В этой зоне расположен патрубок 6 подачи коагулянта, соединенный с баком коагулянта 5, из которого коагулянт поступает в протекающую жидкость. В зависимости от состава загрязнителей в качестве коагулянтов могут использоваться или соли железа, или алюминия, или флокулянты (например, полиакриламид). Далее, вода вместе с коагулянтом попадает в конфузорную часть эжектора 4, перемешивается и поступает в камеру смешения 2, где за счет турбулизации потока происходят процессы смешения и хлопьеобразования при движении по сложной траектории в шнеке 3. Использование эжектора 4 для подачи коагулянта в магистраль подачи исходной воды целесообразно тем, что в этом случае реализуется автоматическое регулирование количества поступающего коагулянта в зависимости от изменения расхода жидкости.
После хлопьеобразования вода поступает тангенциально в спиральный диффузорный канал корпуса 1 и происходит интенсивная сепарация жидкости в поле действия центробежных сил. Укрупненные коагулированные частицы отбрасываются к наружной стенке корпуса 1 и в виде слоя шлама отводятся через патрубок 12.
В диффузорной части корпуса 1 скорость воды уменьшается и она поступает в зону тонкослойного отстаивания, где, протекая между тонкослойными наклонными пластинами 9, происходит доочистка воды. Взвешенные вещества, согласно закону Стокса, оседают на наклонные пластины 9 и сползают в желоба 11, откуда смываются водой из патрубка 10 и отводятся через патрубок 12. Очищенная вода через патрубок 8 отводится потребителю.
Подвод коагулянта с использованием эжектора позволяет автоматически регулировать количество вводимого коагулянта в зависимости от расхода исходной жидкости. Введение коагулянта позволяет повысить эффективность центробежной сепарации и тонкослойного отстаивания. Вследствие этого, качество очистки существенно возрастает.
Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить качество очистки загрязненной жидкости и расширяет диапазон использования.