RU2308314C1

RU2308314C1 - Vertical settler with the vortex chamber of flocculation

Info

Publication number: RU2308314C1
Application number: RU2006110787/15A
Authority: RU
Inventors: Виталий Федорович Логунцов (RU); Виталий Федорович Логунцов; Сергей Витальевич Логунцов (RU); Сергей Витальевич Логунцов
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-20

Abstract

FIELD: chemical industry; devices for the physical-chemical purification of the natural waters and sewage.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the device intended for the physical-chemical purification of the natural waters and sewage from the settlings and floating impurities with application of the chemical reactants. The settler contains the cylindrical and conical body, the flocculation vortex chamber, the inducing head with the nozzle, the collecting chute of the floating substances, the chute of the clarified water and the pipe duct for the settlings removal. The flocculation vortex chamber is made in the form of the cone with the location of the guiding circumference downward. The inducing head is mounted over the vortex chamber. The technical result of the invention consists in intensification of the processes of purification of the natural waters and sewage from the floating and settling impurities with application of the chemical reactants and the increased efficiency of purification.

EFFECT: the invention ensures intensification of the processes of purification of the natural waters and sewage from the floating and settling impurities with application of the chemical reactants and the increased efficiency of purification.

3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям для очистки природных и сточных вод и может быть использовано для осветления воды от оседающих и плавающих примесей с использованием химических реагентов.The invention relates to structures for treating natural and wastewater and can be used to clarify water from settling and floating impurities using chemical reagents.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее цилиндроконический корпус, перегородку в цилиндрической части корпуса, лоток подачи исходных сточных вод, зубчатый водослив, чашу для удаления плавающих веществ с трубопроводом удаления плавающих веществ, трубопровод удаления осадка под гидростатическим давлением, сборный лоток осветленной сточной жидкости с трубопроводом осветленных сточных вод (SU 208552 А, кл. В01D 21/02, от 12.03.1968 г.).A device for treating wastewater containing a cylinder-conical body, a baffle in the cylindrical part of the body, a feed wastewater supply tray, a spillway, a bowl for removing floating substances with a pipeline for removing floating substances, a pipe for removing sludge under hydrostatic pressure, a collection tray of clarified sewage with the clarified sewage pipeline (SU 208552 A, class B01D 21/02, dated 12.03.1968).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности уплотнения плавающих веществ, отсутствие устройств для интенсификации удаления уплотненных плавающих веществ и отсутствие взвешенного слоя осадка.A disadvantage of the known device is the lack of compaction of floating substances, the lack of devices for intensifying the removal of compacted floating substances and the absence of a suspended sediment layer.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение интенсификации очистки природных и сточных вод.The technical problem to which the invention is directed is to increase the intensification of the treatment of natural and waste waters.

Указанная задача решается тем, что в вертикальном отстойнике с вихревой камерой хлопьеобразования, содержащем цилиндрический и конический корпус, подводящий лоток, эжектирующую насадку с соплом, вихревую камеру хлопьеобразования, сборный лоток плавающих веществ с зубчатым водосливом и трубопроводом удаления плавающих веществ, трубопровод удаления осадка, лоток осветленной воды с трубопроводом удаления осветленной воды, вихревая камера хлопьеобразования имеет форму конуса с расположением направляющей окружности книзу, эжектирующая насадка установлена над вихревой камерой хлопьеобразования, а между стенками цилиндрического корпуса и вихревой камеры хлопьеобразования находится взвешенный слой осадка.This problem is solved by the fact that in a vertical sump with a vortex flocculation chamber containing a cylindrical and conical body, an inlet tray, an ejection nozzle with a nozzle, a vortex flocculation chamber, a collection tray of floating substances with a gear spillway and a pipeline for removing floating substances, a sediment removal pipeline, a tray clarified water with a clarified water removal pipeline, the flocculation vortex chamber has the shape of a cone with the location of the guide circle downward, ejecting the nozzle is installed above the vortex flocculation chamber, and between the walls of the cylindrical body and the vortex flocculation chamber there is a suspended sediment layer.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 приведена конструкция вертикального отстойника с вихревой камерой хлопьеобразования, на фиг.3 - конструкция устройства для интенсификации удаления уплотненных плавающих веществ.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 and Fig.2 shows the design of a vertical sump with a vortex flocculation chamber, Fig.3 - design of a device for intensifying the removal of compacted floating substances.

Позиции на чертежах обозначают:The positions in the drawings indicate:

1 - цилиндрический корпус1 - cylindrical body

2 - подводящий лоток2 - input tray

3 - сопло3 - nozzle

4 - эжектирующая насадка4 - ejection nozzle

5 - вихревая камера хлопьеобразования5 - swirling chamber flocculation

6 - слой взвешенного осадка6 - layer of suspended sediment

7 - лоток осветленной воды7 - clarified water tray

8 - трубопровод удаления осадка8 - sediment removal pipeline

9 - зубчатый водослив9 - gear spillway

10 - сборный лоток плавающих веществ10 - collecting tray floating materials

11 - трубопровод удаления плавающих веществ11 - pipeline removal of floating substances

12 - конический корпус12 - conical housing

13 - трубопровод удаления осветленной воды13 - clarified water removal pipeline

Вертикальный отстойник с вихревой камерой хлопьеобразования состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим корпусом 2, вихревой камеры хлопьеобразования 5, имеющей форму конуса с расположением к низу направляющей окружности, эжектирующей насадки 4 с соплом 3, подводящего лотка 2 и лотка осветленной воды 7, сборного лотка плавающих веществ 10 с зубчатым водосливом 9.The vertical sump with a vortex flocculation chamber consists of a cylindrical body 1 with a conical casing 2, a vortex flocculation chamber 5 having a cone shape with an arrangement of a circumference to the bottom, an ejection nozzle 4 with a nozzle 3, an inlet tray 2 and a tray of clarified water 7, a collection tray floating 10 substances with a gear spillway 9.

Пример работы вертикального отстойника с вихревой камерой хлопьеобразования.An example of a vertical sedimentation tank with a vortex flocculation chamber.

Загрязненная жидкость с раствором химических реагентов по подающему лотку 2 транспортируется на сопло 3 эжектирующей насадки 4 (фиг.3), где в результате истечения жидкости происходит подсос из атмосферы воздуха, вследствие чего образуется водовоздушная смесь, плотность которой меньше плотности уплотненных плавающих веществ. При движении пузырьков воздуха в толще слоя уплотненных плавающих веществ происходит вытеснение его некоторого объема, и далее избыток уплотненных плавающих веществ через зубчатый водослив 9 поступает в сборный лоток плавающих веществ 10, откуда по трубопроводу удаления плавающих веществ 11 транспортируются за пределы вертикального отстойника. Далее очищаемая жидкость с раствором реагентов поступает в вихревую камеру хлопьеобразования 5, где перемешивание воды происходит при ее движении сверху вниз вследствие уменьшения скорости движения при увеличении площади живого сечения по высоте, благодаря чему происходит образование агрегативных частиц в виде хлопьев, которые частично осаждаются и поступают в конический корпус 12, откуда периодически удаляются за пределы вертикального отстойника по трубопроводу удаления осадка 8 под гидростатическим давлением. Другая часть агрегативных частиц в виде хлопьев, имеющая меньшую гидравлическую крупность, проходит плоскость направляющей окружности вихревой камеры хлопьеобразования 5, где в результате изменения направления потока происходит наиболее интенсивное разделение твердой и жидкой фаз. Далее очищаемая жидкость снизу вверх поступает в слой взвешенного осадка 6, ограниченный поверхностями цилиндрического корпуса 1 и вихревой камеры хлопьеобразования 5, где площадь живого сечения является величиной переменной и, как следствие, будет переменной скорость восходящего потока. Так как гидравлическая крупность коагулированных взвешенных веществ есть величина переменная, то по высоте слоя взвешенного осадка 6 будут образовываться слои взвешенных веществ с определенной гидравлической крупностью, причем максимальная критическая гидравлическая крупность коагулированных частиц будет наблюдаться в нижней части слоя взвешенного осадка 6, а частицы с минимальной критической гидравлической крупностью будут концентрироваться в верней части слоя взвешенного осадка 6. В результате многообразного рода взаимодействий (броуновского движения, сил Ван-дер-Ваальса, ионных связей и т.д.) при поступлении воды в слой взвешенного осадка 6 будет происходить адгезия частиц коагулированной взвеси, их укрупнение и, как результат, увеличение гидравлической крупности. При достижении максимальной критической гидравлической крупности коагулированных частиц в слое взвешенного осадка 6 они будут осаждаться и далее поступать в конический корпус 12 вертикального отстойника, откуда периодически удаляться под гидростатическим давлением по трубопроводу удаления осадка 8 за пределы. Частицы с гидравлической крупностью, меньшей минимальной критической гидравлической крупности, будут выноситься из слоя взвешенного осадка 6 вместе с осветленной водой, далее поступать в лоток осветленной воды 7 и затем по трубопроводу удаления осветленной воды 13 будут удаляться за пределы вертикального отстойника. Плавающие вещества, поступающие с очищаемой жидкостью и имеющие плотность, меньшую плотности очищаемой жидкости, вследствие столкновения частиц будут укрупняться и уплотняться за счет наличия конической части вихревой камеры хлопьеобразования 5, в результате чего будут всплывать и собираться в верхней части вихревой камеры хлопьеобразования 5.The contaminated liquid with a solution of chemical reagents is transported through the feed tray 2 to the nozzle 3 of the ejection nozzle 4 (Fig. 3), where as a result of the liquid outflow, air is sucked from the atmosphere, resulting in a water-air mixture, the density of which is less than the density of the compacted floating substances. During the movement of air bubbles in the thickness of the layer of compacted floating substances, a certain volume is displaced, and then the excess of compacted floating substances through the spillway 9 enters the collection tray of floating substances 10, from where they are transported outside the vertical sedimentation tank by the pipeline for removing floating substances 11. Then, the liquid to be purified with the reagent solution enters the flocculation vortex chamber 5, where water is mixed when it moves from top to bottom due to a decrease in the speed of movement with an increase in the living cross-sectional area in height, due to which aggregation particles form in the form of flakes, which partially precipitate and enter conical housing 12, from where periodically removed outside the vertical sump through the sediment removal pipe 8 under hydrostatic pressure. Another part of the aggregate particles in the form of flakes, having a smaller hydraulic size, passes the plane of the guide circle of the vortex chamber flocculation 5, where as a result of changing the direction of flow the most intensive separation of solid and liquid phases occurs. Next, the liquid to be cleaned flows from the bottom up to the suspended sediment layer 6, limited by the surfaces of the cylindrical body 1 and the flocculation vortex chamber 5, where the living cross-sectional area is a variable and, as a result, the upward flow velocity will be variable. Since the hydraulic size of coagulated suspended solids is a variable, then along the height of the layer of suspended sediment 6, layers of suspended substances with a certain hydraulic size will be formed, with the maximum critical hydraulic size of coagulated particles being observed in the lower part of the layer of suspended sediment 6, and particles with a minimum critical hydraulic fineness will be concentrated in the upper part of the suspended sediment layer 6. As a result of a diverse kind of interaction (Brownian motion of van der Waals forces, ionic bonds, etc.) on admission of water into the suspended sediment layer 6 will occur adhesion of coagulated slurry particles, their enlargement and as a result, an increase in hydraulic size. Upon reaching the maximum critical hydraulic size of the coagulated particles in the suspended sediment layer 6, they will settle and then enter the conical housing 12 of the vertical sedimentation tank, from where they are periodically removed under hydrostatic pressure through the sediment removal pipe 8 outside. Particles with a hydraulic particle size less than the minimum critical hydraulic particle size will be removed from the suspended sediment layer 6 along with clarified water, then they will enter the clarified water tray 7 and then will be removed outside the vertical settler via the clarified water removal pipeline 13. Floating substances coming with the liquid to be cleaned and having a density lower than the density of the liquid being cleaned will be enlarged and compacted due to the collision of particles due to the conical part of the vortex flocculation chamber 5, as a result of which they will float and collect in the upper part of the vortex flocculation chamber 5.

Claims

Vertical sump with a vortex flocculation chamber containing a cylindrical and conical body, an inlet tray, an ejection nozzle with a nozzle, a vortex flocculation chamber, a collection tray of floating substances with a gear spillway and a pipeline for removing floating substances, a sediment removal pipeline, a clarified water tray with a clarified water removal pipeline characterized in that the flocculation vortex chamber has the shape of a cone with the location of the guide circle downward, the ejection nozzle is set lena flocculation of the vortex chamber, and between the walls of the cylindrical body and the vortex chamber is weighted flocculation sludge layer.