Установка для обработки осадков природных и сточных вод

Установка для обработки осадков природных и сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД, содержащая транспортерную ленту, холодильную камеру и бункер для осадка, установленные в верхней части транспортерной ленты, камеру для оттаивания с патрубком вывода оттаявшего продукта, в которой установлена нижняя часть транспортерной ленты, устройства для ввода и вывода теплоносителя и хладоносителя, о т л и ч а юща я ся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, часть холодильной камеры расположена за бункером по ходу транспортерной ленты, нижняя часть ленты имеет вертикальный участок, снабженный очис тительной щеткой, а устройство для ввода теплоносителя выпапнено в виде форсунок, часть которых направлена на вертикальный участок ленты, а другая - в камеру оттаивания. 2. Установка по п. 1, о т л и (Л чающаяся тем, что камера для оттаивания снабжена вертикальными полупогружными перегородками и лотком для вывода жидкого агента. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС1ЮБЛИК,„Я0„„1104115

З(51) С 02 F .11/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583616/23-26 (22) 20. 04 . 83 (46) 23.07..84. Бюл. № 27 (72) В.M.Ëþáàðñêèé, А.И.Федоров, А.П.Туровский и О.В.Доманский (71) Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова (53) 66.061. 5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 704643, кл. В 01 D 9/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 827096, кл. В 01 Р 9/02, 1979. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД, содержащая транспортер ную ленту, холодильную камеру и бункер для осадка, установленные в верхней части транспортерной ленты, камеру для оттаивания с патрубком вывода оттаявшего продукта, в которой установлена нижняя часть транспортерной ленты, устройства для ввода и вывода теплоносителя и хладоносителя, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, часть холодильной камеры расположена

3а бункером по ходу транспортерной ленты, нижняя часть ленты имеет вертикальный участок, снабженный очис тительной щеткой, а устройство для ввода теплоносителя выполнено в виде форсунок, часть которых направлена на вертикальный участок ленты, а другая — в камеру оттаивания.

2. Установка по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что камера для оттаивания снабжена вертикальными полупогружными перегородками и лотком для вывода жидкого агента.

15 2 ния осадка прекращается и он остается частично непромороженным. Во время обезвоживания непромороженного осадка его водоотдающие характеристики соответствуют аналогичным характеристикам исходного осадка, т.е. в этом случае не наблюдается улучшения водоотдачи осадка после его замораживания-оттаивания .

Осадки природных и сточных вод обладают большой силой примерзания к теплообменной поверхности. Значения этой силы изменяются в широких пределах в зависимости от состава и структурных особенностях обрабатываемого осадка. В известном устройстве отделение замороженного продукта от ленты протекает в основном во время движения ленты в воде, причем сам продукт находится под лентой. Такой . метод характеризуется низкими тепловыми нагрузками, в результате чего процесс отделения осадка и его плавление проходит неравномерно и длительно. Поэтому предложенный в известном устройстве метод съема замороженного продукта с ленты является малоэффективным и не обеспечивает полную очистку рабочей поверхности ленты кристаллизатора.

В известном агрегате не обеспечивается непрерывность технологическогс процесса, из-за несогласования во времени продолжительности процессов замораживания и оттаивания, которые в большой степени зависят от величины коэффициентов теплопередачи. В известном устройстве значение коэффициента теплопередачи при плавлении будет примерно на порядок ниже, чем . при замораживании.

После замораживания-оттаивания осадок легко разделяется на твердую . и жидкую фазы, причем последняя может быть использована в качестве жидкого агента в промышленной технологии. Однако известный агрегат предназначен только для обработки

"неоттаиваемых шламов", т.е. продуктов, которые в процессе плавления не разделяются на твердую и жидкую фазы, и их дальнейшее обезвоживание не требуется. Поэтому конструкция плавителя известного агрегата не предназначается для раздельного отвода жидкой и твердой фаз осадка.

Расположение.теплообменника внутри плавителя ухудшает осаждение твердой фазы осадка, приводит к посте1 11041

Изобретение относится к обработке осадков, образующихся в процессе очистки природных и сточных вод, и может найти применение в коммунальном хозяйстве и промышленности при обработке труднообеэвоживаемых осадков методом замораживания-оттаивания .

Известно устройство для улучшения водоотдающей способности осадков, включающее горИзонтальный охлаждающий барабан, с ножевым устройством для отделения замороженного осадка с поверхности и бак-оттаиватель с нагревателем и перемешивающим приспо- соблением (13.

При эксплуатации вращающегося барабана возникают трудности со съемом замороженного осадка с теплообменной поверхности барабана. Учитывая, что ножи устанавливак ГСя на определен 20 ном расстоянии от поверхности барабана, часть замороженного осадка остается на поверхности, в результате чего замораживание следующего слоя осадка проводится в неодинаковых условиях.

Исходя иэ конструктивных требований толщина .стенки барабана выполняется равной не ь;енее 15 мм.

Однако по мере увеличения толщины стенки возрастает ее термическое сопротивление, что приводит к необходимости поддержания более низких температур хладоносителя, и следовательно, к дополнительным энергозатратам.

Кроме того, перемешивающее приспособление турбулизует большой слой воды в баке-оттаивателе и усложняет процесс осаждения твердой фазы, которая выделяется из осадка при его

40 плавлении.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является-агрегат для агломерации мелкодисперсных взвесей который состоит из ленточЭ

45 ного кристаллизатора, бункера для осадка, плавителя с теплообменником (2 3.

Однако известный агрегат не может быть использован для улучшения водоотдающих свойств осадков природ- 50 ных и сточных вод по следующим причинам.

Бункер для осадка расположен над холодильной камерой по всей ее длине, поэтому при выходе ленты с осад" 55 ком из бункера она одновременно покидает и холодильную камеру, в результате чего процесс замораживаЧасть форсунок устройства для ввода теплоносителя направлена на вертикальный участок транспортерной ленты, что обеспечивает интенсивный съем замороженного осадка во время работы. Очистка ленты от возможных загрязнений производится с помощью .щетки.

55 з. 1 104 пенному загрязнению его поверхности и нарушению процесса теплообмена.

В агрегате не предусматривается возможность механической очистки ленты кристаллизатора в случае ее загрязнения, что может привести к

S неравномерному промораживанию осадка.

Дпя сокращения энергозатрат в агрегате не предусматривается возможность использования тепла фазовых переходов осадка в процессах замораживания и оттаивания.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса обработки осадка природных и сточных вод.

Указанная цель достигается тем, что в установке для обработки осадков природных и сточных вод, содержащей транспортерную ленту, холодильную камеру и бункер для осадка, установленные в верхней части транспортерной ленты, камеру для оттаивания с патрубком вывода оттаявшего продукта, в которой установлена нижняя часть транспортерной ленты, устройст25 ва для ввода и вывода теплоносителя и хладоносителя, часть холодильной камеры расположена за бункером по ходу транспортерной ленты, нижняя часть ленты имеет вертикальный участок, снабженный очистительной щеткой, ЗО а устройство для ввода теплоносителя выполнено в виде форсунок, часть ко-. торых направлена на вертикальный участок ленты, а другая — в камеру оттаивания. 35

Кроме того, камера для оттаивания снабжена вертикальными полупогружными перегородками .и лотком для вывода жидкого агента.

При прохождении транспортерной ленты 4o с осадком над той частью холодильной камеры, которая расположена после бункера, осуществляется полное промораживание осадка.

Вертикальное расположение ленты крнсталлиэатора в камере для оттаивания обеспечивает быстрый съем подтаявшего осадка и его дальнейшее равномерное интенсивное плавление.

115 4

Интенсификация процессов плавления осуществляется путем равнЬмерного распределения теплоносителя по водной поверхности камеры оттаивания, которое осуществляется с помощью фор. сунок, направленных в камеру.

Конструкция камеры для оттаивания позволяет производить оттаивание и сбор твердой фазы осадка в кони« ческой .части вертикальной емкости, а также отвод жидкой фазы с помощью вертикальных полупогружных перегородок и лотка.

На чертеже представлена предлагаемая установка для обработки осадков природных и сточных вод.

Установка имеет транспортерную ленту 1, холодильную камеру 2, форсунки 3 для хладоносителя, бункер 4 для осадка, промывочные форсунки 5, щетку 6 и козырек 7, камеру 8 для оттаивания, которая включает вертикальную емкость 9, лоток 10, полупогружную перегородку 11, оросительные форсунки 12 н вентиль 13. Бункер

4 для осадка соединен с резервуаром

14. На линии сброса осадка из бункера 4 в резервуар 14 установлен автоматический клапан 15.

Теплохладоснабжение устройства осуществляется с помощью компрессорного агрегата 16, конденсатора 17, испарителя 18, внешней системы 19 водоснабжения и сборника 20. Удаление воды из осадка производится в обезвоживателе 21.

Устройство работает следующим образом.

Исходный осадок из резервуара 14 подается в бункер 4, с помощью которого он в виде тонкого слоя равномерно наносится на транспортерную ленту 1. За счет охлаждения ленты 1 хладоносителем, поступающим из испарителя 18 и распределяемого по нижней поверхности ленты форсунками

3, происходит постепенное охлажде ние и полное замораживание осадка по мере движения ленты над холодильной камерой 2.

При прохождении лентой верхнего ролика замороженный осадок растрескивается. Съем замороженного осадка с ленты осуществляется с помощью воды, которая поступает из оросительных форсунок 12, направленных на ленту, что обеспечивает интенсивное подтаивание и смыв мелких кусочков замороженного осадка с по»O4»5 верхности ленты в вертикальную емкость 9 камеры оттаивания.

Полная очистка ленты 1 кристалли-. затора от кусочков замороженного осадка и возможных загрязнений происходит во время ее движения в воде, находящейся в емкости 9, а также с помощью промывочных форсунок 5 и щетки 6. Козырек 7 предохраняет нижний ролик кристаллизатора от попадания на него твердой фазы осадка.

Процесс плавления осадка ведется с при 4енением интенсивного орошения, его теплой водой, которая поступает 15 из конденсатора 17 и распределяется по водной поверхности емкости 9 оросительными форсунками 12. При оттаивании твердая фаза осадка осаждается и собирается. в нижней части 20 вертикальной емкости 9, а осветленная вода с помощью полупогружной перегородки 11 и лотка 10 отводит" ся в сборник 20. Твердая фаза осадка с небольшим количеством воды от- 25 водится в обезвоживатель 21, который обеспечивает требуемую влажность готового продукта. Выделяемый при обезвоживании фильтрат отводится в сборник 20. 30

Нормальный режим замораживания и плавления осадка осуществляется путем изменения температуры и расхода теплохладоносителей, которые поддержива" ются работой компрессорного агрегата 16, конденсатора 17 и испарителя 18. До выхода установки на рабочий режим снабжение камеры 8 оттаивания и конденсатора 17 водой осуществляется от внешней системы 19 водоснабже- 4О ния.В процессе работы установки в аппаратах 8 и 17 используется, в основном, вода, выделяющаяся из осадка во время его плавления. Иэ внешней системы 19 потребляется только небольшое количество воды для покрытия теплопотерь установки. При избытке воды в системе теплоснабжения она сбрасывается в сток через вентиль 13, В случае остановки ленты прекращается подача осадка в бункер 4 и через автоматический клапан 15 происходит его опорожнение.

Рабочий диапазон температур хладоносителя .находится в пределах 230—

270 К, а рабочий диапазон теплоносителя составляет 275-320 К. В качестве хладоносителя может быть использован раствор 1 э гиленгликоля, а в качестве теплоносителя используется вода.

Подвод холода к хладоносителю и тепла к теплоносителю осуществляется за счет теплообмена с хладагентом, циркулирующим в холодильной системе компрессорного агрегата 16, конденсатора 17 и испарителя 18.

При изменении свойств осадка в устройстве предусматривается возможность регулирования скорости движения транспортерной ленты 1.

Предлагаемая установка по сравнению с известной имеет следующие преимущества: обеспечивается высокий эффект водоотдачи осадка,за счет полного его промораживания, интенсифицируется процесс плавления осадка, уменьшаются энергозатраты за счет использования тепла фазовых переходов осадка, сокращается объем обезвоживаемого осадка в результате повышения в нем концентрации твердых веществ.

При внедрении предлагаемого устройства на водопроводных станциях вместо применяемых в настоящее время иловых площадок ожидаемый экономический эффект составит 100 тыс.руб в год на каждую станцию с условной суточной производительностью 10 тыс. мЗ очищаемой воды.

Фсхоймй Осайж

1

1

Составитель B.Ëþáàðcêèé

Редактор Г.Волкова Техред Т. Фанта Корректор А.Ференц

М

Заказ 5154/16 Тираж 867 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4