RU2793683C1 - Water purification device - Google Patents
Water purification device Download PDFInfo
- 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
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 58
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793683C1 true RU2793683C1 (en) | 2023-04-04 |
Family
ID=
Cited By (1)
| 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)
| 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)
| 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)
| 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 |