ОСВЕТЛИТЕЛЬ

Область техники
Полезная модель относится к области очистки и осветления водных систем с применением химических реагентов и может быть использована при строительстве новых и реконструкции действующих сооружений очистки природных, оборотных и сточных вод в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве, в частности, в системах предочистки водоподготовительных установок теплосети, подготовки воды для котельных, установок обессоливания, а также в системах очистки оборотных вод замкнутых циркуляционных систем.
Предшествующий уровень техники
Известен осветлитель воды с воздухоотделителем, выполненный в виде вертикального отстойника, содержащего цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный трубопроводами подачи исходной воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи химических реагентов и отвода шлама. Воздухоотделитель, имеющий сопловое устройство для подачи исходной воды в смеси с коагулянтом, дополнительно снабжен циркуляционной камерой. Сопловое устройство выполнено в виде эжектора, частично помещенного внутри циркуляционной камеры. В нижней части воздухоотделителя установлена горизонтальная решетка, над ней в зоне всасывания эжектора - патрубок подвода коагулянта. Внутри циркуляционной камеры в зоне начального участка выхлопа эжектора установлен патрубок подвода аэрирующего сжатого воздуха. В верхней части корпуса установлены жалюзийный сепаратор (тонкослойные модули) и распределительно-сборная система с трубопроводом отвода осветленной воды. /Патент RU №2130431, C 02 F 1/52; В 01 D 21/08, 1999 г./.
Недостатками этого устройства являются его низкая эффективность и невысокая степень очистки воды, что сужает область использования очищенной воды, в частности для тех производств, где требуется определенное качество обрабатываемой воды по содержанию взвешенных веществ, железа и органических соединений. Нестабильность качества осветленной воды приводит к образованию в трубопроводах карбонатных отложений, что вызывает трудность при эксплуатации, например, таких установок, как установки обессоливания и установки подпитки теплосети. Кроме того, сложность эксплуатации узла подвода диспергированного воздуха и процесса его удаления из исходной воды перед ее поступлением в зону осветления приводит к снижению степени очистки воды.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является осветлитель, включающий корпус с коническим днищем и установленные в нем концентрично относительно вертикальной оси ограждающую обечайку, осадкоуплотнитель, выполненный в виде кольцевой емкости с коническим днищем, эжектор и трубопроводы подвода исходной воды и отвода очищенной воды, подачи химических реагентов и отвода шлама. В верхней части осадкоуплотнителя установлен перфорированный коллектор, сообщающийся с зоной всасывания эжектора, камера смешения которого установлена между коническим днищем корпуса и полостью трапецеидального профиля, образованной наружной поверхностью днища осадкоуплотнителя и нижней торцевой поверхностью ограждающей обечайки. В верхней части осветлителя расположены тонкослойный сепаратор и кольцевой сборный лоток, соединенный с трубопроводом осветленной воды. /Патент RU №2122461, В 01 D 21/02; C 02 F 1/00,1998 г./.
Недостатками известного устройства также являются невысокая производительность и недостаточно высокая степень очистки воды от примесей. Отсутствие в
осадкоуплотнителе известного устройства регулируемой системы сбора и отвода осветленной воды приводит к снижению коэффициента его объемного использования и увеличению расхода воды на собственные нужды осветлителя, а также увеличению объема сооружений по уплотнению и обезвоживанию осадков.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании устройства для осветления водных систем, которое может быть использовано при строительстве новых и, в том числе, для реконструкции и модернизации имеющихся осветлителей со слоем взвешенного осадка при минимальных затратах.
Технический результат заключается в повышении эффективности очистки и осветления воды при одновременном повышении производительности устройства.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в осветлителе, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, коаксиально расположенную в корпусе ограждающую цилиндрическую обечайку с коническим днищем, трубопроводы подачи исходной воды на осветление и подачи реагентов, отвода осветленной воды и осадка, тонкослойные элементы, расположенные в верхней части корпуса, кольцевой лоток, расположенный над тонкослойными элементами и соединенный с трубопроводом отвода осветленной воды, эжектор, установленный по вертикальной оси корпуса и состоящий из входной камеры, камеры смешения и диффузора, и осадкоуплотнитель с коническим днищем, перфорированным коллектором, расположенным в его верхней части, и системой трубопроводов подачи осадка во входную камеру эжектора, ограждающая цилиндрическая обечайка содержит две камеры, верхняя из которых - воздухоотделитель, соединена с трубопроводом подачи исходной воды на осветление и снабжена системой элементов для равномерного выделения из
исходной воды воздуха и нисходящим трубопроводом дегазированной воды, снабженным насадкой, выполненной в виде сопла и расположенной во входной камере эжектора, а в нижней камере расположен осадкоуплотнитель, снабженный перепускными устройствами, перфорированный коллектор осадкоуплотнителя снабжен трубопроводом осветленной воды с запорно-регулирующей арматурой, соединенным с кольцевым лотком, выполненным закрытым и снабженным системой сбора осветленной воды, состоящей из перфорированных в нижней части радиально расположенных трубок, эжектор расположен ниже осадкоуплотнителя диффузором вниз, его входная камера снабжена по меньшей мере двумя окнами, а трубопровод подачи реагентов соединен со входной камерой эжектора, при этом, осветлитель может быть снабжен дополнительными тонкослойными элементами, расположенным ниже перепускных устройств осадкоуплотнителя. Предпочтительно, что входная камера эжектора снабжена восемью окнами, к четырем из которых подведены трубопроводы подачи осадка из осадкоуплотнителя, а к одному или более - трубопроводы подачи реагентов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен вертикальный разрез осветлителя.
Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными элементами осветлителя изменено.
Осветлитель содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, коаксиально расположенную в корпусе ограждающую цилиндрическую обечайку 3 с коническим днищем, трубопроводы подачи исходной воды на осветление 4 и подачи реагентов 5, отвода осветленной воды 6 и осадка 7, тонкослойные элементы 8, расположенные в верхней части корпуса 1, кольцевой лоток 9, расположенный над тонкослойными элементами 8 и соединенный с трубопроводом отвода осветленной воды 6, осадкоуплотнитель 10 с коническим днищем и перфорированным коллектором 11,
расположенным в его верхней части, и эжектор 12, установленный по вертикальной оси корпуса 1 и состоящий из входной камеры 13, камеры смешения 14 и диффузора 15, Ограждающая цилиндрическая обечайка 3 содержит две камеры, верхняя из которых -воздухоотделитель 16, соединена с трубопроводом подачи исходной воды на осветление 4 и снабжена системой элементов для равномерного выделения из исходной воды воздуха 17 и нисходящим трубопроводом дегазированной воды 18, снабженным насадкой 19, выполненной в виде сопла и расположенной во входной камере 13 эжектора 12, в нижней камере ограждающей цилиндрической обечайки 3 расположен осадкоуплотнитель 10, снабженный перепускными устройствами 20, которые могут быть выполнены в виде окон или осадкоперепускных колпаков, и системой трубопроводов подачи осадка 21 в эжектор 12, перфорированный коллектор 11 осадкоуплотнителя 10 снабжен трубопроводом осветленной воды 22 с запорно-регулирующей арматурой 23, соединенным с кольцевым лотком 9, эжектор 12 расположен ниже осадкоуплотнителя 10 диффузором 15 вниз, его входная камера 13 снабжена по меньшей мере двумя окнами 24 (предпочтительно восемью), кольцевой лоток 9 выполнен закрытым и снабжен системой сбора осветленной воды, состоящей из перфорированных в нижней части радиально расположенных трубок 25, а трубопровод подачи реагентов 5 соединен со входной камерой 13 эжектора 12. Осветлитель снабжен дополнительными тонкослойными элементами 26, расположенными ниже перепускных устройств 20 осадкоуплотнителя 10. Трубопровод подачи исходной воды на осветление 4 снабжен трубопроводом подачи коагулянта 27. Коническое днище осадкоуплотнителя 10 снабжено трубопроводом опорожнения 28.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Осветлитель работает следующим образом.
Исходную воду по трубопроводу подачи воды на осветление 4 в смеси с коагулянтом, подаваемым по трубопроводу подачи коагулянта 27, подают в
воздухоотделитель 16, в котором исходная вода, проходя через систему элементов для равномерного выделения воздуха из исходной воды 17, освобождается от воздуха и поступает в нисходящий трубопровод дегазированной воды 18 и через насадку 19, выполненную в виде сопла, поступает во входную камеру 13 эжектора 12. Входная камера 13 эжектора 12 снабжена окнами 24, через которые происходит подсос рециркулируемой взвеси, образующейся в нижней части корпуса 1 и в осадкоуплотнителе 10. Осадок из осадкоуплотнителя 10 подают через систему трубопроводов подачи осадка 21. В камеру смешения 13 эжектора 12 по трубопроводу подачи реагентов 5 также подают известь и/или флокулянт и/или другие реагенты. После смешения всех поступающих потоков смесь через диффузор 15 поступает в нижнюю часть корпуса 1, поднимается вверх и проходит через дополнительные тонкослойные элементы 26, где происходит процесс хлопьеобразования. Замкнутое пространство тонкослойных элементов 26 увеличивает вероятность столкновения дестабилизированных коагулянтом частиц взвеси, содержащейся в исходной воде, их прилипание друг к другу и образование хлопьев с высокой гидравлической крупностью. Тяжелые хлопья под действием силы тяжести опускаются в нижнюю часть корпуса 1 и частично возвращаются во входную камеру 13 эжектора 12 на смешение, а остальная часть тяжелых хлопьев, выпадает в осадок, уплотняется и по трубопроводу отвода осадка 7 выводится из осветлителя. Более легкая взвесь, под действием встречного потока обрабатываемой воды возвращается в тонкослойные элементы 26, являясь адгезионно активной средой, становится центрами хлопьеобразования для новых порций исходной воды, подаваемой на обработку. Часть взвеси из зоны взвешенного слоя, образующегося выше дополнительных тонкослойных элементов 26, через перепускные устройства 20 поступает в осадкоуплотнитель 10. Количество взвеси, подаваемой в осадкоуплотнитель, регулируют с помощью запорно-регулирующей арматуры (задвижки), установленной на трубопроводе осветленной воды
22, соединенном с кольцевым лотком 9. Оставшаяся часть осветляемой воды, содержащая взвесь с невысокой гидравлической крупностью, поднимается вверх и попадает в тонкослойные элементы 8, в которых происходит процесс осаждения оставшейся в осветляемой воде взвеси в слоях небольшой высоты (5-10 см) при устойчивом, близком к ламинарному, режиму движения воды. Осветленная вода собирается через радиально расположенные перфорированные в нижней части трубки 25 системы сбора осветленной воды и через закрытый транспортирующий кольцевой лоток 9 по трубопроводу отвода осветленной воды 6 выводится из осветлителя (отводится потребителю). Транспортирующий кольцевой лоток 9 выполняют закрытым для предотвращения естественной аэрации осветленной воды, повышая тем самым ее стабильность. Осадок, скопившийся в нижней части конического днища осадкоуплотнителя 10 сбрасывают через трубопровод опорожнения 28.
Наиболее стабильно происходит процесс осветления исходной воды при наличии во входной камере эжектора восьми окон, в четыре из которых подают осадок через систему трубопроводов для подачи осадка 21, а в одно или более окон дозируют реагенты.
Промышленная применимость.
Устройство просто и надежно в эксплуатации, обладает низкой энергоемкостью и может быть выполнено как при новом строительстве, так и при реконструкции находящихся в эксплуатации сооружений.
Предложенная полезная модель представляет собой компактное устройство для осветления обрабатываемой воды с использованием реагентов.