ЦЕНТРОБЕЖНО-СОРБЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к устройствам для очистки производственных сточных вод от загрязняющих веществ и может быть использована в машиностроительной, приборостроительной, энергетической отраслях промышленности для удаления загрязняющих веществ из промышленных стоков.
Известны устройства для очистки рабочих жидкостей с использованием центробежных сил. Например, (кн. А.С. Тимонин «Инженерно - экологический справочник». Т. 2. - Калуга: изд. Н. Бочкаревой, 2003 - 884 с. ) приводится конструкция напорного гидроциклона (рис. 1. 49, 488 стр. ). Такие устройства предназначены только для очистки от крупных частиц загрязнителей и сопровождается значительным износом стенок камеры. Известно устройство, в котором, для повышения эффективности очистки использовано сочетание центробежной очистки с тонкослойным отстаиванием (Патент на полезную модель №110284, бюл. №32, 2011 г. ), однако, проблема абразивного износа стенок остается. Известно устройство по изобретению №1745350 (В04С 1/00, а.е. Бюл. №25, 1992 г. )в котором, для снижения абразивного износа стенок спирального канала, выполнены прорези. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: прорези на стенках спирального канала не регулируются по направлению потока, хотя накопление шлама у стенки канала, будет зависеть от расхода жидкости и исходной концентрации загрязнителя, который может существенно изменяться. От этого будет в широком диапазоне меняться эффективность работы устройства. Другой недостаток прототипа состоит в ограниченности использования по виду и составу загрязняющих веществ. Кроме того, трубчатая форма спирального канала не обеспечивает полного отвода шлама в прорези и часть шлама будет оставаться в нижнем секторе канала.
Большинство промышленных сточных вод состоит из загрязнителей в виде взвешенных веществ, и растворенных компонентов. Устройство по прототипу очищает только от взвешенных веществ, а для удаления растворенных компонентов необходимо использовать другие аппараты с физико-химическими методами что значительно увеличивает стоимость очистки.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, повышение эффективности очистки, расширение диапазона использования и снижения экономических затрат. Поставленная цель достигается тем, что в сепараторе, содержащем спиральный канал с устройством для отвода разделенного потока в виде прорезей на внешней стороне спирали и отгибом стенки канала внутрь в направлении, противоположном направлению потока, имеется подвижная камера на выходе отводящего патрубка, заполненная ионообменными гранулами и оборудованная устройством регенерации, причем, прорези на внешней стороне спирали выполнены подвижными с регулированием расположения на стенке спирали, а спираль, образующая сепаратор имеет прямоугольное сечение и выполнена в виде конуса, обращенного вершиной с отводящим патрубком вниз. Предлагаемое устройство представлено на
фиг. 1 - центробежно - сорбционный сепаратор, общий вид;
фиг. 2 - вид А-А;
фиг. 3 - вид Б - прорези отвода шлама.
Здесь: 1 - спиральный корпус;
2 - патрубок подвода очищаемой воды;
3 - кожух емкости отвода шлама
4 - патрубок отвода воды из сепаратора;
5 - патрубок подвода регенерирующей среды;
6 - козырек
7 - подвижная камера
8 - воронка для отвода регенерирующей среды;
9 - непровальная сетка;
10 - воронка для отвода очищенной воды;
11 - ионообменные гранулы
12 - патрубок отвода шлама;
13 - камера сбора шлама;
14 - прорези;
15 - отражатель
Предлагаемое устройство представляет собой спиральный корпус 1, выполненный в виде конуса, обращенного вершиной вниз. В верхней части корпуса имеется патрубок подвода очищаемой воды 2. На наружных стенках корпуса 1 имеются прорези 14, оборудованные отражателями 15 установленные на дальней стенке прорезей 14 по направлению потока жидкости. Прорези 14 вместе с отражателями 15 выполнены подвижными по спирали корпуса 1 и вместе кожухом емкости отвода шлама 3 соединены с камерой сбора шлама 13, которая имеет патрубок отвода шлама 12. В нижней части спирального корпуса 1 имеется патрубок отвода воды из сепаратора 4. Патрубок 4 входит в кольцевой козырек 6, расположенный на подвижной камере 7. Внутри камеры 7, между двумя непровальными сетками 9 находится насыпные гранулы ионита 11. По одной оси с патрубком 4, под камерой установлена воронка с патрубком для отвода очищенной воды 10. Таким же образом, по одной оси с патрубком подвода регенерирующей среды 5, под камерой 7 установлена воронка 8 с патрубком для отвода регенерирующей среды. Для вращения камеры 7 в горизонтальной плоскости имеется привод (не показан).
Устройство работает следующим образом. Исходная сточная вода, загрязненная взвешенными и растворенными загрязнителями, через патрубок подвода 2 поступает в спиральный корпус 1.
По мере движения в спиральном канале, за счет действия центробежных сил, взвешенные частицы отбрасываются с внешней стенки спирали и, по мере накопления, дойдя до отражателей 15 отводятся через прорези 14, через кожухи 3 попадают в камеру отвода шлама 13 и удаляются через патрубок 12.
По мере продвижения жидкости по спиральному каналу центробежная сила возрастает, и к стенке канала отбрасываются средние и мелкие частицы, которые удаляются через прорези 14, расположенные на нижних витках спирального корпуса. Далее они, через соответствующие кожухи, попадают в камеру 13 и отводятся через патрубок 12. Очищенная от взвешенных частиц жидкость через патрубок 4 поступает в козырек 14 и начинает проливаться через насыпной слой ионита 11. Ионит за счет физических или химических процессов извлекает из воды растворенные загрязняющие вещества и очищенная вода через воронку 10 и патрубок поступает потребителю. По мере прохождения воды через слой ионита, он насыщается загрязняющим веществом и теряет поглощающие свойства. Для восстановления свойств ионита, его необходимо регенерировать. Для регенерации ионит перемещается вместе с подвижной камерой 7 специальным приводом (не показан) в зону патрубка 5, где обрабатывается регенерирующим составом. При использовании ионитов используются кислые (для катеонитов) или щелочные составы (для анионитов). После регенерации, слой ионита 11 вновь перемещается вместе с камерой 7 в зону подачи жидкости из патрубка 4. Процесс очистки и регенерации можно осуществлять непрерывно, подбирая скорость перемещения камеры 7, в зависимости от исходной концентрации загрязняющего вещества и кривой насыщения выбранного сорбента. Так же, в зависимости от вида и концентрации взвешенных веществ, производят регулирование расположения прорезей 14 по длине спирального канала.
Таким образом, предлагаемое устройство повышает эффективность очистки промышленных сточных вод, расширяет диапазон использования снижает экономические затраты на очистку.