RU2171703C1

RU2171703C1 - Thin-layer settler module

Info

Publication number: RU2171703C1
Application number: RU2000128872/12A
Authority: RU
Inventors: И.И. Боринских; Д.Г. Закиров; Р.Р. Валеев; Д.Д. Закиров
Original assignee: Межотраслевой научно-исследовательский институт экологии топливно-энергетического комплекса
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: separation of liquid heterogeneous systems; applicable in various industries, public utilities, particularly, in treatment of sewage waters to remove suspended matter in underground conditions. SUBSTANCE: separating plates of thin-layer settler module are made with longitudinal ribs and located in two units. Plate longitudinal ribs in each unit are directed towards module center. Installed adjacent to extreme plates are similar plates with longitudinal ribs directed towards side opposite to module center. Plates in units are installed with pitch t equaling the diameter of tubes arranged in rows over edges and in middle of plate pacing. All rows of tubes and plates in upper part are drawn together by means of studs and cross-pieces, and in lower part, only extreme rows are drawn together. One of upper cross- pieces has two eye-bolts ensuring free suspension of module with preset angle of inclination of plates relative to horizon. EFFECT: higher efficiency of water treatment. 7 dwg

Description

Изобретение относится к области разделения жидких неоднородных систем и может быть использовано в различных отраслях промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, в частности при очистке сточных вод от взвешенных веществ в подземных условиях. The invention relates to the field of separation of liquid heterogeneous systems and can be used in various industries, housing and communal services, in particular when treating wastewater from suspended solids in underground conditions.

Известны отстойники, в которых для повышения эффективности очистки воды разделительные пластины имеют различную конфигурацию (а.с. СССР N N 701950, 741912, 778745), или снабжены пленкой, прикрепленной к их поверхности (а.с. СССР N 712104, кл. B 01 D 21/00, 1980), или пластины изготовлены из пластмассы (а.с. СССР N 1147423, кл. B 01 D 21/00). Sumps are known in which, to increase the efficiency of water purification, the separation plates have a different configuration (AS USSR NN 701950, 741912, 778745), or are equipped with a film attached to their surface (AS USSR N 712104, class B 01 D 21/00, 1980), or plates are made of plastic (A.S. USSR N 1147423, CL B 01 D 21/00).

Недостатком этих отстойников является снижение эффективности очистки воды в процессе эксплуатации вследствие того, что пластины в них установлены жестко в металлическом корпусе, исключающем возможность изменения угла наклона пластин относительно горизонта; при эксплуатации на них налипает слой осадка, ухудшающий процесс очистки воды, в нижней части корпуса существует возможность забивки каналов нисходящим потоком осадка. Для обеспечения оптимальной работы пластины необходимо очищать от налипшего осадка. Кроме того, данные отстойники излишне металлоемки и подвержены воздействию коррозии. The disadvantage of these sumps is a decrease in the efficiency of water purification during operation due to the fact that the plates in them are mounted rigidly in a metal casing, eliminating the possibility of changing the angle of inclination of the plates relative to the horizon; during operation, a sediment layer adheres to them, worsening the process of water purification, in the lower part of the body there is the possibility of clogging the channels with a downward flow of sediment. To ensure optimal operation of the plate must be cleaned of adhering sediment. In addition, these sumps are unnecessarily metal-intensive and subject to corrosion.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для очистки воды, содержащее корпус с колпаком пирамидальной формы, снабженным сифоном и рукавом для слива очищенной воды. Внутри корпуса размещены разделительные пластины, образующие параллельные проточные каналы. Наклон пластин относительно горизонта обеспечивается за счет соответствующей жесткой установки корпуса, при этом нижний торец последнего погружен в суспензию несколько ниже ее поверхности (патент Великобритании N 1309765, кл. В 01 D 21/00, 1973). The closest technical solution to the proposed invention is a device for water purification, comprising a housing with a pyramid-shaped cap equipped with a siphon and a sleeve for draining purified water. Inside the housing are placed dividing plates forming parallel flow channels. The inclination of the plates relative to the horizon is ensured by the corresponding rigid installation of the housing, while the lower end of the latter is immersed in the suspension slightly below its surface (UK patent N 1309765, CL 01 D 21/00, 1973).

Недостатком этого устройства является снижение эффективности очистки воды в процессе эксплуатации вследствие того, что будучи достаточно тяжелым и погруженным в суспензию лишь частично, данное устройство не обладает чувствительностью к воздействию на него веса накапливающегося осадка, что могло бы послужить импульсом для последующего изменения угла наклона разделительных пластин относительно горизонта при условии обеспечения свободной подвески его корпуса. The disadvantage of this device is the decrease in the efficiency of water purification during operation due to the fact that being sufficiently heavy and immersed in the suspension only partially, this device is not sensitive to the effect of the weight of the accumulated sediment on it, which could serve as an impulse for a subsequent change in the angle of inclination of the separation plates relative to the horizon, provided that the free suspension of its body.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки воды за счет создания предельно легкого модуля тонкослойного отстойника с автоматически изменяющимся углом наклона разделительных пластин относительно горизонта. The objective of the present invention is to increase the efficiency of water purification by creating an extremely lightweight module of a thin-layer sedimentation tank with automatically changing the angle of inclination of the separation plates relative to the horizon.

Для решения поставленной задачи в модуле тонкослойного отстойника, включающем разделительные пластины, колпак, сифон, разделительные пластины выполнены с продольными ребрами и размещены в двух блоках, причем в каждом блоке продольные ребра пластин направлены в сторону центра модуля, к крайним пластинам вплотную примыкают аналогичные пластины с направлением продольных ребер в противоположную от центра сторону, пластины в блоках установлены с шагом t, равным диаметру трубок, размещенных рядами по краям и в середине пролета пластин, при этом в верхней части все ряды трубок и пластины стянуты между собой посредством шпилек и траверс, а в нижней части - только крайние ряды, одна из верхних траверс снабжена двумя рым-болтами, обеспечивающими свободную подвеску модуля с заданным углом наклона пластин относительно горизонта. To solve this problem, in a module of a thin-layer sump, including dividing plates, cap, siphon, dividing plates are made with longitudinal ribs and placed in two blocks, and in each block the longitudinal ribs of the plates are directed towards the center of the module, similar plates are adjacent to the extreme plates with the direction of the longitudinal ribs in the direction opposite to the center, the plates in the blocks are installed with a step t equal to the diameter of the tubes placed in rows along the edges and in the middle of the span of the plates, at ohm at the top of all the rows of tubes and the plates are tightened together by means of studs and traverse, and at the bottom - only the extreme rows, one row of the traverse is provided with two eyebolts providing free suspension module with a predetermined angle of inclination relative to the horizontal plates.

Установка к крайним пластинам вплотную аналогичных пластин с направлением продольных ребер в противоположную от центра модуля сторону, стяжка между собой пластин и рядов трубок посредством шпилек и траверс обеспечивают предлагаемой конструкции пространственную устойчивость и прочность, защиту от внешних воздействий, а также делают ее фактически бескорпусной, способной автоматически изменять угол наклона разделительных пластин относительно горизонта. Пластины модуля могут быть изготовлены, в частности, из полиэтилена, что снижает вес и увеличивает длительность работы. The installation of similar plates close to the extreme plates with the direction of the longitudinal ribs in the direction opposite to the center of the module, the tightening of the plates and the rows of tubes between the studs and traverses provide the proposed design with spatial stability and strength, protection from external influences, and also make it virtually open, capable automatically change the angle of inclination of the separation plates relative to the horizon. The module plates can be made, in particular, of polyethylene, which reduces weight and increases the duration of the work.

На фиг. 1 изображен общий вид модуля, на фиг. 2 показано его поперечное сечение А-А, на фиг. 3 - разрез Б-Б, на фиг. 4 - разрез В-В, на фиг. 5 - разрез Г-Г, на фиг. 6 - общая схема установки модуля, на фиг. 7 - фрагмент I. In FIG. 1 shows a general view of the module; FIG. 2 shows its cross section AA, in FIG. 3 - section BB, in FIG. 4 is a section bb, in FIG. 5 is a section GG, in FIG. 6 is a general installation diagram of a module; FIG. 7 - fragment I.

Модуль 1 тонкослойного отстойника выполнен из двух блоков разделительных пластин с продольными ребрами, размещенных под герметичным колпаком 2 пирамидальной формы, снабженным сифоном 3 с вентилем и сливным рукавом 4. В каждом блоке продольные ребра пластин направлены в сторону центра модуля. К крайним пластинам вплотную примыкают аналогичные пластины с направлением продольных ребер в противоположную от центра сторону. Пластины в блоках установлены с шагом t, равным диаметру трубок 5, размещенных рядами по краям и в середине пролета l пластин. Шпильки 6, траверсы 7 и опоры 8 стягивают трубки и пластины, при этом в верхней части стянуты все ряды трубок и пластины, а в нижнем - только крайние ряды. Траверсы 7 и опоры 8 выполнены из стальных уголков, на горизонтальные полки которых через уплотнительную прокладку 9 установлен и закреплен болтами колпак 2 пирамидальной формы, обеспечивающий общую жесткость конструкции и сохранение ее исходной прямоугольной формы. Одна из верхних траверс 7 снабжена двумя рым-болтами 10, обеспечивающими свободную подвеску модуля с заданным начальным углом наклона пластин относительно горизонта и его регулировку с помощью набора противовесов 11. The thin-layer sump module 1 is made of two blocks of dividing plates with longitudinal ribs located under a sealed pyramidal cap 2, equipped with a siphon 3 with a valve and a drain sleeve 4. In each block, the longitudinal ribs of the plates are directed towards the center of the module. Similar plates are closely adjacent to the extreme plates with the direction of the longitudinal ribs in the direction opposite to the center. The plates in the blocks are installed with a step t equal to the diameter of the tubes 5, placed in rows along the edges and in the middle of the span l of the plates. Studs 6, traverses 7 and supports 8 tighten the tubes and plates, with all rows of tubes and plates pulled together in the upper part, and only the extreme rows in the lower part. The traverses 7 and supports 8 are made of steel corners, on the horizontal shelves of which, through a gasket 9, a pyramid-shaped cap 2 is installed and bolted, which ensures the overall rigidity of the structure and preservation of its original rectangular shape. One of the upper traverses 7 is equipped with two eyebolts 10, providing free suspension of the module with a given initial angle of inclination of the plates relative to the horizon and its adjustment using a set of counterweights 11.

Модуль тонкослойного отстойника работает следующим образом. The module of a thin-layer sump works as follows.

В отстойник, выполненный в виде забетонированного котлована, заполненного очищаемой водой, полностью погружены модули, подвешенные за рым-болты 10 к кровле горной выработки. Количество модулей определяется исходя из заданной производительности и требуемой степени очистки. The sump, made in the form of a concreted foundation pit filled with purified water, is fully immersed in modules suspended by eyebolts 10 to the roof of the mine. The number of modules is determined on the basis of a given performance and the required degree of purification.

С помощью планок-противовесов 11 устанавливают начальный (исходный) угол наклона продольной оси модуля, а, следовательно, и его разделительных пластин, что контролируется горизонтальным положением верхней боковой стенки колпака 2. Using the counterweights 11 set the initial (initial) angle of inclination of the longitudinal axis of the module, and, therefore, its dividing plates, which is controlled by the horizontal position of the upper side wall of the hood 2.

При открытом вентиле сифона 3 за счет разрежения, создаваемого любым известным способом, производится удаление воздуха из системы до появления в сливном рукаве 4 воды, поступающей из-под колпака модуля и подаваемой в водосточную канавку, где уровень воды всегда ниже, чем в отстойнике. When the siphon valve 3 is open, due to the vacuum created by any known method, air is removed from the system until water appears in the drain sleeve 4 coming from under the module cap and fed into the gutter, where the water level is always lower than in the sump.

После закрытия вентиля начинается использование модуля в рабочем режиме, сопровождаемое осаждением содержащихся в воде взвешенных частиц на разделительных пластинах и, как следствие этого, смещением центра тяжести модуля вниз от исходного положения, так как изначальное его расположение в верхней части модуля определялось размещенными там металлическими деталями (колпаком, крепежом и др.), теряющими при погружении в воду лишь порядка 13% своего веса, в то время как полиэтиленовые пластины и трубки 5 наряду с полной потерей веса даже создают некоторую подъемную силу ( γ_n = 0,92-0,98 г/см³ < γ_B = 1 г/см³), повышающую чувствительность модуля к внешним нагрузкам. В целом все это и приводит к увеличению угла наклона пластин относительно горизонта и сходу осадка, после чего модуль сам возвращается в исходное положение.After closing the valve, the module begins to be used in the operating mode, accompanied by the deposition of suspended particles contained in the water on the separation plates and, as a result, the center of gravity of the module is shifted down from its original position, since its initial location in the upper part of the module was determined by the metal parts placed there ( cap, fasteners, etc.) that lose only about 13% of their weight when immersed in water, while polyethylene plates and tubes 5, along with complete weight loss, even create t some lifting force (γ _n = 0.92-0.98 g / cm ³ <γ _B = 1 g / cm ³ ), which increases the sensitivity of the module to external loads. In general, all this leads to an increase in the angle of inclination of the plates relative to the horizon and the sediment immediately, after which the module itself returns to its original position.

По сравнению с традиционными техническими решениями предложенная конструкция подвесного тонкослойного модуля позволяет выполнить его в виде легкого бескорпусного устройства, повышающего степень очистки воды от взвешенных веществ как за счет создания оптимальных условий для их осаждения, так и благодаря обеспечению надежного своевременного схода с разделительных пластин накапливающегося осадка. Compared with traditional technical solutions, the proposed design of a suspended thin-layer module allows it to be made in the form of a light unpacked device that increases the degree of purification of water from suspended solids both by creating optimal conditions for their deposition and by ensuring reliable timely removal of accumulating sediment from dividing plates.

Отсутствие металлического корпуса позволяет значительно снизить вес конструкции, облегчить решение проблемы защиты от коррозии, что особенно важно в подземных условиях. The absence of a metal casing allows to significantly reduce the weight of the structure, to facilitate the solution of the problem of protection against corrosion, which is especially important in underground conditions.

Предлагаемая конструкция модуля может быть использована при очистке высокоминерализованных шахтных вод, в осветлителях со взвешенным слоем осадка. The proposed module design can be used in the treatment of highly mineralized mine water, in clarifiers with a suspended sediment layer.

Claims

A module of a thin-layer sump, including dividing plates, a cap, a siphon, characterized in that the dividing plates are made with longitudinal ribs and are placed in two blocks, with the longitudinal ribs of the plates in each block directed towards the center of the module, similar plates with the direction adjacent to the extreme plates longitudinal ribs in the direction opposite to the center, the plates in the blocks are installed with a step t equal to the diameter of the tubes placed in rows along the edges and in the middle of the span of the plates, while in the upper parts, all rows of tubes and plates are pulled together by means of pins and traverses, and in the lower part, only the extreme rows, one of the upper traverses is equipped with two eyebolts, which provide free suspension of the module with a given angle of inclination of the plates relative to the horizon.