[go: up one dir, main page]

RU2793683C1 - Water purification device - Google Patents

Water purification device Download PDF

Info

Publication number
RU2793683C1
RU2793683C1 RU2022111924A RU2022111924A RU2793683C1 RU 2793683 C1 RU2793683 C1 RU 2793683C1 RU 2022111924 A RU2022111924 A RU 2022111924A RU 2022111924 A RU2022111924 A RU 2022111924A RU 2793683 C1 RU2793683 C1 RU 2793683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
reaction
water
partition
settling
Prior art date
Application number
RU2022111924A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анатольевич Галкин
Денис Владимирович Ермаков
Елена Александровна Кнауб
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие " НПФ Эко-проект"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие " НПФ Эко-проект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие " НПФ Эко-проект"
Application granted granted Critical
Publication of RU2793683C1 publication Critical patent/RU2793683C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: water purification.
SUBSTANCE: devices for the purification of natural and waste water from pollution used in utilities, metallurgy, engineering and other industries. Device for water purification consists of a housing, reaction and flocculation chambers, a settling chamber with thin-layer settling elements, located coaxially with the housing, and a cylinder-conic partition fixed inside the housing, separating the settling chamber from the reaction and flocculation chambers, the upper edge of the housing, which is the outer wall of the settling chamber, located below the upper edge of the cylinder-conic partition, the cylinder-conic partition is installed in the housing at a distance from the bottom of the housing with the formation between the bottom of the flocculation chamber and the bottom of the housing of the zone of accumulation and compaction of sediment, communicated along its perimeter with the settling chamber, the source water supply unit and the purified water discharge unit, a sludge removal unit equipped with a scraper mechanism and communicated with the sludge accumulation and compaction zone. In the chamber, the flocculations are separated by means of corresponding flat partitions of the reaction chamber. Each reaction chamber is limited by a part of a cylindrical partition, two lateral inclined flat walls interconnected by a flat connecting partition located opposite the cylindrical side of the chamber. In cross section, the side walls of each reaction chamber are made inclined from each other with the formation of an angle between themβ. In longitudinal section, each lateral side of the reaction chamber is made in the form of a trapezoid chamber tapering downwards with the formation of an angle sector between the vertical side of the cylinder-conic partition and the connecting partitionα. The chambers are located at a distance from each other evenly along the inner perimeter of the cylinder-conic partition. The reaction chambers are of the same height and are located below the upper edge of the cylinder-conic partition, each chamber is equipped with a unit for supplying source water and a reagent solution to the lower part of the chamber. Thin-layer settling elements are installed in the settling chamber at a distance from each other with the formation of channels that provide them with a laminar mode of water movement.
EFFECT: increased efficiency of the water treatment process, simplified design, increased functionality, ease of use.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки природных и сточных вод от загрязнений и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, металлургии, машиностроении и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for the purification of natural and waste water from pollution and can be used in public utilities, metallurgy, mechanical engineering and other industries.

Из патента РФ № 2493899 на изобретение известен аппарат для осветления жидкости, содержащий цилиндрический корпус, концентрически расположенную в нем цилиндрическую камеру хлопьеобразования, переходящую в нижней части в усеченный конус, систему подвода исходной жидкости, выполненную с возможностью подачи исходной жидкости в камеру хлопьеобразования тангенциально, систему отвода всплывающих примесей, систему отвода осадка, систему отвода осветленной воды, камеру очистки, камеру доочистки, размещенные в камере очистки наклонные тонкослойные осадительнные элементы, при этом камеры очистки и доочистки образуют зону отстаивания, при этом верхняя часть камеры хлопьеобразования выступает из корпуса наружу, а зона отстаивания содержит несколько камер очистки и доочистки, которые чередуются и соединены между собой таким образом, что наружная поверхность зоны отстаивания имеет форму правильной прямой призмы и образована наружными стенками камер очистки и доочистки, соединенными герметично, а внутренняя поверхность является выступающей верхней частью цилиндрической камеры хлопьеобразования, причем зона отстаивания размещена сверху цилиндрического корпуса аппарата и своим основанием герметично соединена с его корпусом и с камерой хлопьеобразования по длине их окружностей, при этом камеры очистки не имеют дна внутри корпуса аппарата и представляют собой наклонные прямоугольные в поперечном сечении призмы с вертикальными внутренними и наружными стенками, при этом крайние наклонные тонкослойные осадитсльные элементы, установленные в камерах очистки, являются наклонными боковыми стенками призмы, причем высота внутренней вертикальной стенки камеры очистки и наклонных боковых стенок превышает уровень жидкости в камере, а высота наружной вертикальной стенки ниже уровня жидкости, причем наклонные тонкослойные осадительные элементы установлены в камерах очистки параллельно друг другу, при этом камеры доочистки расположены в углах зоны отстаивания, а крайние наклонные тонкослойные осадительные элементы камеры очистки являются одновременно внутренними боковыми стенками камер очистки и доочистки и герметично отделяют камеры друг от друга, кроме того, камеры доочистки снабжены дном, которое герметично соединено с собственными наружными стенками, с наружной боковой поверхностью выступающей из корпуса части камеры хлопьеобразования и с внутренней вертикальной и боковой наклонной стенками камер очистки, кроме того, в зону отстаивания введены лотки, которые герметично закреплены вдоль наружных вертикальных стенок камер очистки ниже уровня очищаемой жидкости, при этом слив лотка герметично сообщен с камерой доочистки, причем уровень очищаемой жидкости в камере доочистки ниже, чем в камере очистки, кроме того, устройства для отвода осветленной жидкости и устройство для удаления всплывающих примесей размещены в камерах доочистки, при этом устройство для отвода осветленной жидкости состоит из трубы-стояка с переливом и патрубка для вывода жидкости из аппарата, который выходит за пределы корпуса аппарата, при этом трубы-стояки расположены своей кромкой перелива ниже уровня очищаемой жидкости в камере доочистки, при этом устройство для удаления всплывающих примесей включает в себя погружную перегородку, охватывающую трубу-стояк, и средства для вывода всплывающих примесей.From the patent of the Russian Federation No. 2493899 for the invention, an apparatus for clarifying a liquid is known, containing a cylindrical body, a cylindrical flocculation chamber concentrically located in it, passing into a truncated cone in the lower part, a source liquid supply system configured to supply the source liquid tangentially to the flocculation chamber, the system removal of floating impurities, a sediment removal system, a clarified water removal system, a cleaning chamber, an after-treatment chamber, inclined thin-layer settling elements placed in the cleaning chamber, while the cleaning and after-treatment chambers form a settling zone, while the upper part of the flocculation chamber protrudes from the housing, and the settling zone contains several cleaning and post-treatment chambers, which alternate and are interconnected in such a way that the outer surface of the settling zone has the shape of a regular straight prism and is formed by the outer walls of the cleaning and post-treatment chambers connected hermetically, and the inner surface is the protruding upper part of the cylindrical flocculation chamber , moreover, the settling zone is placed on top of the cylindrical body of the apparatus and its base is hermetically connected to its body and to the flocculation chamber along the length of their circumferences, while the cleaning chambers do not have a bottom inside the apparatus body and are inclined rectangular prisms in cross section with vertical internal and external walls, while the extreme inclined thin-layer sedimentation elements installed in the cleaning chambers are inclined side walls of the prism, and the height of the inner vertical wall of the cleaning chamber and the inclined side walls exceeds the liquid level in the chamber, and the height of the outer vertical wall is below the liquid level, and the inclined thin-layer the settling elements are installed in the cleaning chambers parallel to each other, while the post-treatment chambers are located in the corners of the settling zone, and the extreme inclined thin-layer settling elements of the cleaning chamber are both the inner side walls of the cleaning and post-treatment chambers and hermetically separate the chambers from each other, in addition, the post-treatment chambers equipped with a bottom, which is hermetically connected to its own outer walls, to the outer side surface of the part of the flocculation chamber protruding from the body and to the inner vertical and side inclined walls of the cleaning chambers, in addition, trays are introduced into the settling zone, which are hermetically fixed along the outer vertical walls of the cleaning chambers below the level of the liquid to be cleaned, while the drain of the tray is hermetically connected with the post-treatment chamber, and the level of the cleaned liquid in the post-treatment chamber is lower than in the cleaning chamber, in addition, devices for removing clarified liquid and a device for removing floating impurities are located in the post-treatment chambers, while device for draining clarified liquid consists of a riser pipe with overflow and a branch pipe for removing liquid from the apparatus, which extends beyond the body of the apparatus, while the riser pipes are located with their overflow edge below the level of the liquid to be treated in the post-treatment chamber, while the device for removing pop-up of impurities includes a submersible baffle covering the riser pipe, and means for removing floating impurities.

Недостатками аппарата для осветления жидкости по патенту № 2493899 являются:The disadvantages of the apparatus for clarifying the liquid according to patent No. 2493899 are:

- сложность конструкции аппарата;- the complexity of the design of the apparatus;

- отсутствие в конструкции аппарата камеры реакции (смесителя воды с реагентами) и оснащение его только камерой флокуляции (камерой хлопьеобразования). Поскольку весь процесс хлопьеобразования состоит из двух последовательно протекающих и плавно переходящих друг в друга стадий реакции (с образованием микрохлопьев) и флокуляции (с образованием макрохлопьев), то указанное приводит к необходимости дополнения технологической линии очистки воды отдельной камерой реакции, устанавливаемой перед этим аппаратом. В результате усложняется технологическая линия, а при транспортировке образующихся микрохлопьев между камерами реакции и флокуляции возможно их разрушение, что приводит к снижению качества очистки воды.- the absence of a reaction chamber (mixer of water with reagents) in the design of the apparatus and its equipping only with a flocculation chamber (flocculation chamber). Since the whole process of flocculation consists of two sequentially flowing and smoothly passing into each other stages of reaction (with the formation of microflakes) and flocculation (with the formation of macroflakes), this leads to the need to supplement the technological line of water purification with a separate reaction chamber installed in front of this apparatus. As a result, the technological line becomes more complicated, and during the transportation of the resulting microflakes between the reaction and flocculation chambers, their destruction is possible, which leads to a decrease in the quality of water purification.

- недостаточная эффективность гидравлического способа перемешивания воды в камере флокуляции - путем тангенциальной подачи струй очищаемой воды через сопла в начале камеры. При этом происходит слишком быстрое, чем это необходимо, снижение интенсивности перемешивания вследствие трения вращающейся воды о стенки камеры. Результатом является снижение эффективности стадии флокуляции и, следовательно, всего процесса хлопьеобразования и качества очищенной воды.- insufficient efficiency of the hydraulic method of mixing water in the flocculation chamber - by tangential supply of jets of purified water through nozzles at the beginning of the chamber. In this case, too fast than necessary, the decrease in the intensity of mixing occurs due to the friction of the rotating water against the walls of the chamber. The result is a reduction in the efficiency of the flocculation stage and hence the overall flocculation process and the quality of the treated water.

Из патента РФ № 2338575 на изобретение известен аппарат для осветления воды, содержащий корпус с коаксиально расположенной в нем конической перегородкой, разделяющей камеры реакции и флокуляции, узел подвода исходной воды и узел отвода осветленной воды, при этом кромка верхней части конической перегородки расположена выше уровня воды в камере реакции, который выше уровня воды в камере флокуляции, а в верхней части конической перегородки непосредственно ниже уровня воды в камере флокуляции размещены сопла для передачи воды из камеры реакции в камеру флокуляции.From the patent of the Russian Federation No. 2338575 for the invention, an apparatus for clarification of water is known, containing a housing with a conical partition located coaxially in it, separating the reaction and flocculation chambers, an initial water supply unit and a clarified water removal unit, while the edge of the upper part of the conical partition is located above the water level in the reaction chamber, which is above the water level in the flocculation chamber, and in the upper part of the conical baffle directly below the water level in the flocculation chamber, there are nozzles for transferring water from the reaction chamber to the flocculation chamber.

Недостатком аппарата для осветления воды по патенту № 2338575 является неэффективный способ гидравлического перемешивания воды в камерах реакции и флокуляции - путем тангенциальной подачи струй очищаемой воды через сопла в их начало. При этом происходит слишком быстрое, чем это необходимо, снижение интенсивности перемешивания вследствие трения вращающейся воды о стенки обеих камер. Кроме того, при передаче воды из камеры реакции в камеру флокуляции с помощью оборудованных соплами напорных трубопроводов, возможно разрушение образованных микрохлопьев. Результатом является снижение эффективности стадий реакции и флокуляции, суммарного процесса хлопьеобразования и качества очищенной воды.The disadvantage of the apparatus for clarification of water according to patent No. 2338575 is an inefficient method of hydraulic mixing of water in the reaction and flocculation chambers - by tangential supply of jets of purified water through nozzles to their beginning. When this happens too fast than necessary, the decrease in the intensity of mixing due to the friction of the rotating water on the walls of both chambers. In addition, when transferring water from the reaction chamber to the flocculation chamber by means of pressure pipelines equipped with nozzles, the microflocs formed can be destroyed. The result is a decrease in the efficiency of the reaction and flocculation stages, the overall flocculation process and the quality of purified water.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание простого и эффективного устройства для очистки и осветления воды; расширение арсенала средств для очистки и осветления воды.The technical problem solved by the present invention is the creation of a simple and effective device for water purification and clarification; expansion of the arsenal of means for water purification and clarification.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, - повышение эффективности процесса очистки воды, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей, удобство в эксплуатации. The technical result achieved by the invention is to increase the efficiency of the water treatment process, simplify the design, expand functionality, and ease of use.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для очистки и воды, содержащем корпус, камеры реакции и флокуляции, камеру отстаивания с тонкослойными осадительными элементами, размещенную соосно с корпусом, и закрепленную внутри корпуса цилиндроконическую перегородку, отделяющую камеру отстаивания от камер реакции и флокуляции, верхний край корпуса, являющегося наружной стенкой камеры отстаивания, расположен ниже верхнего края цилиндроконической перегородки, цилиндроконическая перегородка установлена в корпусе на расстоянии от днища корпуса с образованием между низом камеры флокуляции и днищем корпуса зоны накопления и уплотнения осадка, сообщенной по своему периметру с камерой остаивания, узел подвода исходной воды и узел отвода очищенной воды, узел удаления осадка, сообщенный с зоной накопления и уплотнения осадка, согласно изобретению, в камере флокуляции выделены посредством соответствующих плоских перегородок камеры реакции, каждая камера реакции ограничена частью цилиндрической перегородки, двумя боковыми наклонными плоскими стенками, соединенными между собой плоской соединительной перегородкой, расположенной напротив цилиндрической стороны камеры, в поперечном сечении боковые стенки каждой камеры реакции выполнены наклоненными друг от друга с образованием между ними угла β, в продольном сечении каждая боковая сторона камеры реакции выполнена в форме сужающейся книзу камеры трапеции с образованием между вертикальной стороной цилиндроконической перегородки и соединительной перегородкой сектора угла α, камеры расположены на расстоянии друг от друга равномерно по внутреннему периметру цилиндроконической перегородки, камеры реакции выполнены одинаковой высоты и расположены ниже верхнего края цилиндроконической перегородки, каждая камера снабжена узлом подвода исходной воды и раствора реагента в нижнюю часть камеры, тонкослойные осадительные элементы установлены в камере отстаивания на расстоянии друг от друга с образованием каналов соответствующего сечения, обеспечивающих в них ламинарный режим движения воды.The technical result is achieved due to the fact that in the device for purification and water, containing a housing, reaction and flocculation chambers, a settling chamber with thin-layer settling elements, located coaxially with the body, and a cylindrical-conical partition fixed inside the body, separating the settling chamber from the reaction and flocculation chambers , the upper edge of the body, which is the outer wall of the settling chamber, is located below the upper edge of the cylindrical-conical partition, the cylindrical-conical partition is installed in the body at a distance from the bottom of the body with the formation between the bottom of the flocculation chamber and the bottom of the body of a sediment accumulation and compaction zone, communicated along its perimeter with the settling chamber , the unit for supplying source water and the unit for removing purified water, the unit for removing sediment, communicated with the zone of accumulation and compaction of sediment, according to the invention, in the flocculation chamber, they are separated by means of the corresponding flat partitions of the reaction chamber, each reaction chamber is limited by a part of the cylindrical partition, two lateral inclined flat walls , interconnected by a flat connecting partition located opposite the cylindrical side of the chamber, in cross section the side walls of each reaction chamber are made inclined from each other with the formation of an angle β between them, in the longitudinal section each side of the reaction chamber is made in the form of a trapezoid chamber tapering downwards with the formation between the vertical side of the cylindrical-conical partition and the connecting partition of the sector of the angle α, the chambers are located at a distance from each other evenly along the inner perimeter of the cylindrical-conical partition, the reaction chambers are made of the same height and are located below the upper edge of the cylindrical-conical partition, each chamber is equipped with a unit for supplying initial water and reagent solution in the lower part of the chamber, thin-layer settling elements are installed in the settling chamber at a distance from each other with the formation of channels of the appropriate section, providing them with a laminar mode of water movement.

Тонкослойные осадительные элементы установлены в камере отстаивания под наклоном, обеспечивающим периодическое самотечное движение накопленного осадка вниз по направлению к зоне накопления и уплотнения осадка.Thin-layer settling elements are installed in the settling chamber at an inclination, which ensures periodic gravity flow of the accumulated sludge downwards towards the zone of sludge accumulation and compaction.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение заявляемого устройства для очистки воды. In FIG. 1 shows a cross section of the proposed device for water purification.

На фиг. 2 изображен вид сверху заявляемого устройства для очистки воды.In FIG. 2 shows a top view of the inventive device for water purification.

Позиции на фигурах:Positions on figures:

1 - корпус;1 - body;

2 -цилиндроконичесая перегородка;2 - cylindrical-conical partition;

3 -камера отстаивания;3 - settling chamber;

4 - осадительные элементы;4 - precipitation elements;

5 - днище корпуса;5 - the bottom of the case;

6 -зона накопления осадка;6 - sediment accumulation zone;

7 - узел подвода исходной воды;7 - source water supply unit;

8 - узел отвода очищенной воды;8 - node for the removal of purified water;

9 - узел удаления осадка;9 - sediment removal unit;

10 -камеры реакции10 reaction chambers

11 - боковые стенки камер реакции 10;11 - side walls of the reaction chambers 10;

12 - соединительные перегородки;12 - connecting partitions;

13 -камера флокуляции;13 - flocculation chamber;

14 - зона перехода воды из камер реакции в камеру флокуляции.14 - zone of water transition from the reaction chambers to the flocculation chamber.

Устройство для очистки воды содержит корпус 1; камеры 10 реакции и камеру 13флокуляции, камеру 3 отстаивания с тонкослойными осадительными элементами 4, размещенную соосно с корпусом 1 и закрепленную внутри корпуса 1 цилиндроконическую перегородку 2, отделяющую камеру 3 отстаивания от камер 10 реакции и флокуляции 13; верхний уровень камеры 3 отстаивания расположен ниже верхнего края цилиндроконической перегородки 2.Цилиндроконическая перегородка 2 установлена в корпусе 1 на расстоянии от днища 5 корпуса 1 с образованием между цилиндроконической перегородкой 2 и днищем 5 корпуса зоны накопления осадка 6, сообщенной по своему периметру с камерой 3 остаивания; узел 7 подвода исходной воды и узел 8 отвода очищенной воды; узел 9 удаления осадка, оснащенный скребковым механизмом и сообщенный с зоной накопления осадка 6 в корпусе1. Во внутренней полости аппарата, образованной цилиндроконической перегородкой 2, выделены посредством соответствующих плоских перегородок камеры 10 реакции. Каждая камера 10 ограничена цилиндрической частью цилиндроконической перегородки 2, двумя боковыми наклонными плоскими стенками 11, соединенными между собой плоской соединительной перегородкой 12, расположенной напротив цилиндрической стороны камер 10 реакции. В поперечном сечении боковые стенки 11 каждой камеры 10 выполнены наклоненными друг от друга с образованием между ними угла β; в продольном сечении каждая боковая сторона 11 камеры 10 выполнена в форме сужающейся книзу камеры 10 трапеции с образованием между вертикальной стороной перегородки 2 и соединительной перегородкой 12 камеры 10 угла α. Камеры 10 расположены на расстоянии друг от друга равномерно по внутреннему периметру перегородки 2. Камеры10 выполнены одинаковой высоты и их верх расположен ниже верхнего края перегородки 2. Каждая камера 10 снабжена узлом подвода исходной воды в нижней части камеры 10, при этом каждая камера 10 предназначена для подачи в нее исходной воды с введенным в нее реагентом. Тонкослойные осадительные элементы 4 установлены в камере 3 отстаивания на расстоянии друг от друга с образованием каналов близкого к прямоугольному сечения (на фигурах не показаны), обеспечивающих ламинарный режим движения воды. При этом тонкослойные осадительные элементы 4 установлены в камере 3 отстаивания с наклоном, обеспечивающим самотечное движение осажденных хлопьев (осадка) вниз по направлению к зоне накопления осадка 6.The water purification device comprises a housing 1; reaction chamber 10 and flocculation chamber 13, settling chamber 3 with thin-layer settling elements 4, placed coaxially with the body 1 and fixed inside the body 1, a cylindrical-conical partition 2 separating the settling chamber 3 from the reaction and flocculation chambers 10 and 13; the upper level of the settling chamber 3 is located below the upper edge of the cylindrical-conical partition 2. The cylindrical-conical partition 2 is installed in the housing 1 at a distance from the bottom 5 of the housing 1 with the formation between the cylindrical-conical partition 2 and the bottom 5 of the housing of the sediment accumulation zone 6, communicated along its perimeter with the sedimentation chamber 3 ; node 7 for supplying source water and node 8 for discharging purified water; a sludge removal unit 9 equipped with a scraper mechanism and communicated with a sludge accumulation zone 6 in the housing 1. In the internal cavity of the apparatus, formed by a cylindric baffle 2, the reaction chambers 10 are separated by corresponding flat baffles. Each chamber 10 is limited by the cylindrical part of the cylindrical-conical partition 2, two lateral inclined flat walls 11, interconnected by a flat connecting partition 12, located opposite the cylindrical side of the reaction chambers 10. In cross section, the side walls 11 of each chamber 10 are made inclined from each other with the formation of an angle β between them; in longitudinal section, each lateral side 11 of the chamber 10 is made in the form of a trapezoid chamber 10 tapering downwards with the formation of an angle α between the vertical side of the partition 2 and the connecting partition 12 of the chamber 10. The chambers 10 are evenly spaced apart along the inner perimeter of the partition 2. The chambers 10 are made of the same height and their top is located below the upper edge of the partition 2. Each chamber 10 is equipped with a source water supply unit in the lower part of the chamber 10, while each chamber 10 is designed for feeding into it the source water with the reagent introduced into it. Thin-layer settling elements 4 are installed in the settling chamber 3 at a distance from each other with the formation of channels close to a rectangular cross section (not shown in the figures), providing a laminar flow of water. At the same time, thin-layer settling elements 4 are installed in the settling chamber 3 with an inclination, which ensures gravity movement of the settled flakes (sludge) down towards the zone of sediment accumulation 6.

Вода, которую необходимо подвергать очистке, через каждый отдельный узел 7 подвода исходной воды вместе с введенным в нее раствором реагента подается через сопло в нижнюю часть каждой камеры реакции 10. В каждой камере 10 реакции вследствие постоянного увеличения по ходу воды ее сечения устанавливается определенный гидродинамический режим перемешивания, при котором обеспечивается равномерное распределение в воде ранее введенного раствора реагентов, их взаимодействие (реакция) с содержащимися в воде компонентами и образование первичных агрегатов загрязнений (микрохлопьев). Выполнение камер реакции 10 равномерно расширяющимися кверху обеспечивает непрерывный подвод энергии и постепенное снижение интенсивности перемешивания исходной воды с реагентом по всей ее высоте с самого низа камер 10, т.е. фактически по всему их объему. The water that needs to be purified through each individual source water supply unit 7, together with the reagent solution introduced into it, is supplied through a nozzle to the lower part of each reaction chamber 10. In each reaction chamber 10, due to the constant increase in its cross section along the water, a certain hydrodynamic regime is established mixing, which ensures uniform distribution in the water of a previously introduced solution of reagents, their interaction (reaction) with the components contained in the water and the formation of primary aggregates of contaminants (microflakes). The implementation of the reaction chambers 10 uniformly expanding upwards provides a continuous supply of energy and a gradual decrease in the intensity of mixing of the source water with the reagent along its entire height from the very bottom of the chambers 10, i.e. in fact throughout their scope.

Вода, выходящая вверх из камер 10 реакции, поступает в вышерасположенное цилиндрическое пространство14, являющееся зоной перехода воды из камер реакции 10 в камеру флокуляции 13.The water exiting upward from the reaction chambers 10 enters the upstream cylindrical space 14, which is the zone of transition of water from the reaction chambers 10 to the flocculation chamber 13.

В камере флокуляции при движении воды сверху вниз с постепенно уменьшающейся скоростью при непрерывном перемешивании происходят процессы флокуляции - образования из поступивших с водой микрохлопьев крупных хлопьев осадка. Большая часть образовавшихся хлопьев осаждается и накапливается в зоне 6, а меньшая часть - более мелких хлопьев, перемещается с потоком воды в камеру отстаивания 3. In the flocculation chamber, when water moves from top to bottom at a gradually decreasing speed with continuous stirring, flocculation processes occur - the formation of large flakes of sediment from microflakes that have arrived with water. Most of the formed flakes settle and accumulate in zone 6, and a smaller part - smaller flakes, moves with the water flow into the settling chamber 3.

При вертикальном перемещении воды в камерах реакции и флокуляции, вследствие постоянного увеличения их сечения, возникают горизонтальные потоки, обеспечивающие непрерывный подвод энергии. Одновременно при этом постепенно снижается средний градиент скорости перемешивания. В камере флокуляции это, с одной стороны, предотвращает разрушение увеличивающихся в размерах хлопьев, а, с другой стороны, обеспечивает их постоянный рост и получение крупных, более тяжелых хлопьев (осадка). With the vertical movement of water in the reaction and flocculation chambers, due to the constant increase in their cross section, horizontal flows arise that provide a continuous supply of energy. At the same time, the average mixing velocity gradient gradually decreases. In the flocculation chamber, on the one hand, this prevents the destruction of the flakes that increase in size, and, on the other hand, ensures their constant growth and the production of larger, heavier flakes (sludge).

Таким образом, в предлагаемом решении происходит оптимальный непрерывный процесс хлопьеобразования, плавно переходящий из стадии реакции в стадию флокуляции.Thus, in the proposed solution, an optimal continuous process of flocculation occurs, smoothly passing from the reaction stage to the flocculation stage.

Вода с образовавшимися хлопьями поступает в камеру отстаивания 3. В камере отстаивания 3 происходит осаждение хлопьев на тонкослойных осадительных элементах 4. По мере накопления хлопьев на осадительных элементах 4, образовавшийся осадок уплотняется и периодически самотеком лавинообразно удаляется в зону накопления осадка, где происходит его дальнейшее уплотнение. По мере накопления осадка он периодически перемещается к центру аппарата с помощью скребкового механизма зоны накопления осадка, откуда самотеком или насосом подается через узел 8 на переработку.Water with the formed flakes enters the settling chamber 3. In the settling chamber 3, the flakes settle on thin-layer settling elements 4. As the flakes accumulate on the settling elements 4, the precipitate is compacted and periodically avalanche-like gravity is removed to the sediment accumulation zone, where it is further compacted . As the sediment accumulates, it periodically moves to the center of the apparatus with the help of the scraper mechanism of the sediment accumulation zone, from where it is fed by gravity or by pump through the node 8 for processing.

Выполнение камер 10 одинаковой высоты на уровне ниже верхнего края перегородки 2 исключает четкое деление объема камеры хлопьеобразования на камеры реакции и флокуляции (хлопьеобразования). Поэтому перемещение обработанной реагентами воды из камер 10 реакции во входную зону 14 камеры 13 флокуляции по гидравлической схеме затопленного водослива с сопряжением уровней воды на близких отметках обеспечивает неразрушаемость первичных микрохлопьев и непрерывность процесса. Т.е. в зоне 14 продолжается постепенный переход от стадии реакции к стадии флокуляции. The implementation of chambers 10 of the same height at a level below the upper edge of the partition 2 excludes a clear division of the volume of the flocculation chamber into reaction and flocculation (flocculation) chambers. Therefore, the movement of the water treated with reagents from the reaction chambers 10 to the inlet zone 14 of the flocculation chamber 13 according to the hydraulic circuit of the flooded spillway with the pairing of water levels at close marks ensures the indestructibility of the primary microflakes and the continuity of the process. Those. zone 14 continues the gradual transition from the reaction stage to the flocculation stage.

Возможность подачи исходной воды одновременно во все параллельно работающие камеры 10 обеспечивает, по сравнению с наиболее близким аналогом, снижение продолжительности взаимодействия реагентов с компонентами воды, которое происходит по всему объему камеры10, каждая из которых имеет значительно меньший объем, чем камера реакции в наиболее близком аналоге. Для обеспечения протекания реакции по всему объему камеры реакции, в которую исходная вода подается только из одного узла подвода исходной воды, в наиболее близком аналоге требуется значительно большее время. The possibility of supplying source water simultaneously to all parallel chambers 10 provides, in comparison with the closest analogue, a reduction in the duration of the interaction of reagents with water components, which occurs throughout the volume of the chamber 10, each of which has a much smaller volume than the reaction chamber in the closest analogue . To ensure the reaction proceeds throughout the volume of the reaction chamber, into which the source water is supplied from only one node for supplying the source water, in the closest analogue, much more time is required.

Вода с образовавшимися хлопьями через зону 6 накопления осадка поступает в камеру 3 отстаивания. При прохождении воды между осадительными элементами 4 хлопья (осадок) из воды осаждаются и накапливаются на осадительных элементах 4. Для исключения турбулентности потока, приводящей к разрушению образующихся хлопьев, геометрические размеры и расстояние между осадительными элементами 4 выбираются из условия обеспечения ламинарного режима потока воды. Накопившиеся на осадительных элементах 4 хлопья самотеком двигаются под собственным весом вниз по внешней наклонной стенке на днище 5 зоны 6. Из аппарата осадок удаляется через узел 9, оснащенный скребковым механизмом. Water with the resulting flakes through the sediment accumulation zone 6 enters the settling chamber 3. When water passes between the settling elements 4, flakes (sediment) from the water are deposited and accumulated on the settling elements 4. To exclude flow turbulence, which leads to the destruction of the resulting flakes, the geometric dimensions and distance between the settling elements 4 are selected from the condition of ensuring the laminar flow of water. The flakes accumulated on the settling elements 4 move by gravity under their own weight down the outer inclined wall on the bottom 5 of the zone 6. The sediment is removed from the apparatus through the assembly 9, equipped with a scraper mechanism.

Для обеспечения самотечного удаления осадка (хлопьев) с осадительных элементов 4 они наклонены относительно горизонтали на угол 50 - 60 °.To ensure gravity removal of sediment (flakes) from the settling elements 4, they are inclined relative to the horizontal at an angle of 50 - 60 °.

Достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки воды, повышении эффективности процесса очистки, упрощении конструкции, расширении функциональных возможностей, удобстве в эксплуатации обусловлено следующим.The achievement of the technical result, which consists in improving the quality of water purification, increasing the efficiency of the purification process, simplifying the design, expanding functionality, and ease of use, is due to the following.

Упрощение конструкции достигается за счет того, что оснащение, в отличие от аналогов, заявляемого аппарата встроенными камерами реакции (эквивалентный термин - смесители), предназначенными для выполнения процессов быстрого и равномерного смешения исходной воды с реагентами, их взаимодействия (коагуляция, сорбция, химическая реакция) с компонентами очищаемой воды и начала процесса хлопьеобразования, исключает необходимость установки в технологической линии очистки воды, до предлагаемого аппарата, отдельных аппаратов - камер реакции с их инфраструктурой - межаппаратных технологических коммуникаций и других компонентов, что приводит к снижению стоимости технологической линии очистки воды. Simplification of the design is achieved due to the fact that, unlike analogues, the proposed apparatus is equipped with built-in reaction chambers (equivalent term - mixers) designed to perform processes of rapid and uniform mixing of source water with reagents, their interaction (coagulation, sorption, chemical reaction) with the components of the treated water and the beginning of the flocculation process, eliminates the need to install in the water purification process line, before the proposed apparatus, separate devices - reaction chambers with their infrastructure - inter-apparatus technological communications and other components, which leads to a decrease in the cost of the water purification process line.

Камеры реакции, камера флокуляция и камера отстаивания предлагаемого аппарата частично имеют общие стенки, что упрощает конструкцию и удешевляет изготовление аппарата ориентировочно до 10%.The reaction chambers, the flocculation chamber and the settling chamber of the proposed apparatus partially have common walls, which simplifies the design and reduces the cost of manufacturing the apparatus by up to approximately 10%.

Повышение качества очистки достигается за счет того, что непосредственный, внутриаппаратный, без промежуточных коммуникаций переход воды из камер реакции в камеру флокуляции исключает вероятность турбулизации потока воды и, следовательно, разрушения первичных флокул (хлопьев), и, тем самым, способствует увеличению крупности и плотности флокул, окончательно формирующихся в камере флокуляции, повышая эффективность работы всей камеры хлопьеобразования и всего процесса очистки воды. Improving the quality of cleaning is achieved due to the fact that the direct, intra-apparatus, without intermediate communications, the transition of water from the reaction chambers to the flocculation chamber eliminates the possibility of turbulence in the water flow and, consequently, the destruction of primary floccules (flakes), and, thereby, contributes to an increase in size and density floccules finally formed in the flocculation chamber, increasing the efficiency of the entire flocculation chamber and the entire water purification process.

В камерах реакции и флокуляции водоворотного типа с горизонтальной тангенциальной подачей воды, которыми оборудованы известные аппараты, происходит более интенсивное, чем это необходимо, снижение скорости вращения воды вследствие ее трения о стенку камер, что приводит к недостаточной интенсивности перемешивания и снижению эффективности этих процессов. В камерах реакции и флокуляции вихревого типа, которыми оборудован заявляемый аппарат, подвод энергии для перемешивания происходит непрерывно по всему пути движения воды за счет постоянного увеличения сечения аппарата по высоте. Поэтому темпы необходимого снижения скорости и интенсивности перемешивания по ходу воды близки к оптимальным, обеспечивающим в итоге получение крупных, плотных, быстро осаждающихся хлопьев. Это приводит к повышению качества очищенной воды при равных условиях процесса отстаивания заявляемого аппарата и прототипа, что свидетельствует о повышении эффективности процесса очистки воды.In reaction and flocculation chambers of whirlpool type with horizontal tangential water supply, which are equipped with known devices, there is a more intense than necessary decrease in the speed of water rotation due to its friction against the chamber wall, which leads to insufficient mixing intensity and a decrease in the efficiency of these processes. In the chambers of reaction and flocculation of the vortex type, which is equipped with the inventive apparatus, the supply of energy for mixing occurs continuously along the entire path of water movement due to the constant increase in the cross section of the apparatus in height. Therefore, the rate of the required reduction in the speed and intensity of mixing along the water flow is close to optimal, which ultimately ensures the production of large, dense, rapidly settling flakes. This leads to an increase in the quality of purified water under equal conditions of the settling process of the proposed apparatus and the prototype, which indicates an increase in the efficiency of the water purification process.

Расширение функциональных возможностей достигается за счет того, что наличие в заявляемом аппарате нескольких параллельно работающих камер реакции, вместо одной камеры или отдельного внешнего аппарата - реактора (смесителя), создает возможности для многовариантных схем дозирования реагентов.The expansion of functionality is achieved due to the fact that the presence in the proposed apparatus of several parallel reaction chambers, instead of one chamber or a separate external apparatus - a reactor (mixer), creates opportunities for multivariant dosing schemes of reagents.

Единая поверхность воды в камерах реакции и флокуляции упрощает конструкцию устройств для сбора и удаления всплывающих нефтепродуктов, что повышает удобство эксплуатации.A single water surface in the reaction and flocculation chambers simplifies the design of devices for collecting and removing floating oil products, which increases ease of use.

Согласно экспертной оценке, эффективность очистки разных видов воды, при равной гидравлической нагрузке с известным аппаратом, возрастает от 5 до 15%. Расчет всех технологических элементов предлагаемого аппарата может быть выполнен по источнику: Клячко В.А., Апельцин И.Э. «Очистка природных вод», Стройиздат . М. 1971г. 579 с.According to expert evaluation, the efficiency of purification of different types of water, with equal hydraulic load with the known apparatus, increases from 5 to 15%. The calculation of all technological elements of the proposed apparatus can be performed according to the source: Klyachko V.A., Apeltsin I.E. "Purification of natural waters", Stroyizdat. M. 1971 579 p.

Claims (1)

Устройство для очистки воды, содержащее корпус, камеры реакции и флокуляции, камеру отстаивания с тонкослойными осадительными элементами, размещенную соосно с корпусом, и закрепленную внутри корпуса цилиндроконическую перегородку, отделяющую камеру отстаивания от камер реакции и флокуляции, верхний край корпуса, являющегося наружной стенкой камеры отстаивания, расположен ниже верхнего края цилиндроконической перегородки, цилиндроконическая перегородка установлена в корпусе на расстоянии от днища корпуса с образованием между низом камеры флокуляции и днищем корпуса зоны накопления и уплотнения осадка, сообщенной по своему периметру с камерой остаивания, узел подвода исходной воды и узел отвода очищенной воды, узел удаления осадка, сообщенный с зоной накопления и уплотнения осадка, отличающееся тем, что в камере флокуляции выделены посредством соответствующих плоских перегородок камеры реакции, каждая камера реакции ограничена частью цилиндрической перегородки, двумя боковыми наклонными плоскими стенками, соединенными между собой плоской соединительной перегородкой, расположенной напротив цилиндрической стороны камеры, в поперечном сечении боковые стенки каждой камеры реакции выполнены наклоненными друг от друга с образованием между ними угла β, в продольном сечении каждая боковая сторона камеры реакции выполнена в форме сужающейся книзу камеры трапеции с образованием между вертикальной стороной цилиндроконической перегородки и соединительной перегородкой сектора угла α, камеры расположены на расстоянии друг от друга равномерно по внутреннему периметру цилиндроконической перегородки, камеры реакции выполнены одинаковой высоты и расположены ниже верхнего края цилиндроконической перегородки, каждая камера снабжена узлом подвода исходной воды и раствора реагента в нижнюю часть камеры, тонкослойные осадительные элементы установлены в камере отстаивания на расстоянии друг от друга с образованием каналов, обеспечивающих в них ламинарный режим движения воды. Device for water treatment, containing a body, reaction and flocculation chambers, a settling chamber with thin-layer settling elements, placed coaxially with the body, and a cylindrical-conical partition fixed inside the body, separating the settling chamber from the reaction and flocculation chambers, the upper edge of the body, which is the outer wall of the settling chamber , is located below the upper edge of the cylindrical-conical partition, the cylindrical-conical partition is installed in the housing at a distance from the bottom of the housing with the formation between the bottom of the flocculation chamber and the bottom of the housing of the sediment accumulation and compaction zone, communicated along its perimeter with the retention chamber, the unit for supplying source water and the unit for removing purified water , a sediment removal unit communicated with the zone of sediment accumulation and compaction, characterized in that in the flocculation chamber the reaction chambers are separated by means of the corresponding flat partitions, each reaction chamber is limited by a part of the cylindrical partition, two lateral inclined flat walls connected to each other by a flat connecting partition located opposite the cylindrical side of the chamber, in cross section the side walls of each reaction chamber are made inclined from each other with the formation of an angle β between them, in the longitudinal section each side of the reaction chamber is made in the form of a trapezoid chamber tapering downwards with the formation between the vertical side of the cylindrical-conical partition and the connecting partition angle sector α, the chambers are spaced evenly along the inner perimeter of the cylindrical-conical partition, the reaction chambers are of the same height and located below the upper edge of the cylindrical-conical partition, each chamber is equipped with a unit for supplying initial water and reagent solution to the lower part of the chamber, thin-layer settling elements are installed in the settling chamber at a distance from each other with the formation of channels that provide them with a laminar mode of water movement.
RU2022111924A 2022-04-29 Water purification device RU2793683C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793683C1 true RU2793683C1 (en) 2023-04-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116459559A (en) * 2023-06-19 2023-07-21 湖南欧德环保科技有限公司 Pretreatment-free device for producing fatty acid methyl ester

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236384A (en) * 1961-09-18 1966-02-22 Fuller Co Apparatus for flocculation and clarification of liquids
US3929640A (en) * 1972-04-27 1975-12-30 Ecodyne Corp Water treating apparatus
US4272369A (en) * 1979-12-13 1981-06-09 Sydlo Inc. Liquid treatment apparatus
RU21354U1 (en) * 2001-08-06 2002-01-20 Галкин Юрий Анатольевич LIQUID LIGHTING UNIT
RU2182838C1 (en) * 2001-08-06 2002-05-27 Галкин Юрий Анатольевич Liquid clarification apparatus
RU2229919C1 (en) * 2002-09-25 2004-06-10 Казанцев Владимир Иванович Device for clarification of a liquid
RU2338575C1 (en) * 2007-01-09 2008-11-20 Юрий Анатольевич Галкин Water clarification device
RU2493899C1 (en) * 2012-02-20 2013-09-27 Юрий Анатольевич Галкин Fluid clarifier

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236384A (en) * 1961-09-18 1966-02-22 Fuller Co Apparatus for flocculation and clarification of liquids
US3929640A (en) * 1972-04-27 1975-12-30 Ecodyne Corp Water treating apparatus
US4272369A (en) * 1979-12-13 1981-06-09 Sydlo Inc. Liquid treatment apparatus
RU21354U1 (en) * 2001-08-06 2002-01-20 Галкин Юрий Анатольевич LIQUID LIGHTING UNIT
RU2182838C1 (en) * 2001-08-06 2002-05-27 Галкин Юрий Анатольевич Liquid clarification apparatus
RU2229919C1 (en) * 2002-09-25 2004-06-10 Казанцев Владимир Иванович Device for clarification of a liquid
RU2338575C1 (en) * 2007-01-09 2008-11-20 Юрий Анатольевич Галкин Water clarification device
RU2493899C1 (en) * 2012-02-20 2013-09-27 Юрий Анатольевич Галкин Fluid clarifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116459559A (en) * 2023-06-19 2023-07-21 湖南欧德环保科技有限公司 Pretreatment-free device for producing fatty acid methyl ester

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA004972B1 (en) Method and apparatus for clarifying a slurry
RU2793683C1 (en) Water purification device
JPS5850124B2 (en) liquid purification device
RU2082480C1 (en) Thin-layer settling basin
SU969287A1 (en) Settling tank
SU1722528A1 (en) Apparatus for clarifying water
RU2206370C1 (en) Liquid cleaning device
RU2492906C1 (en) Fluid clarifier
RU2032630C1 (en) Apparatus for water cleaning
RU2104079C1 (en) Thin-layer settler
SU1339092A1 (en) Installation for treating waste water
RU2023469C1 (en) Radial sump
SU1657214A1 (en) Unit for treatment of natural water and sewage
RU118207U1 (en) LIQUID LIGHTING UNIT
RU2077496C1 (en) Equipment to clarify water
CN214399941U (en) High-efficient air supporting deposits device
RU2283682C2 (en) Sedimentation tank with descending/ascending flow of liquid
RU2841056C1 (en) Apparatus for contact water clarification
RU2752743C1 (en) Clarifier for water purification (variants)
SU912657A1 (en) Apparatus for purifying effluents
SU1446114A1 (en) Structure for purifying waste water from petroleum products and suspended matter
RU2493899C1 (en) Fluid clarifier
SU1741856A1 (en) Liquid clarifier
SU1327912A1 (en) Settling tank
RU2229919C1 (en) Device for clarification of a liquid