Способ очистки воды и устройстводля его осуществления

Способ очистки воды и устройстводля его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и1 827415

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07.79 (21) 2796206/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

С 02 F 1/58

Государственный комитет

СССР (53) УДК 678.021.6 (088.8) по делам изобретений и открытий т л

В.Р:,;д -;;;,„,,-„.

Г. Иванова 1 т Ъ|ффф;;,;,„..го хрдяцства

1 (72) Авторы изобретения

Я. Б. Лазовский, М, Г. Новиков, И. Н, Осипова, Н и H. И. Устинов

Ленинградский научно-исследовательский инстит

Трудового Красного Знамени академии коммуналь (71) Заявитель им. К. Д. Памфилова (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение касается очистки природных вод и доочистки сточных жидкостей и может быть использовано преимущественно в технологии очистки хозяйственнопитьевых вод. 5

Известен способ очистки воды, реализуемый в осветлителях со взвешенным осадком и включающий смешение воды с реагентом, хлопьеобразование и ее осветление в слое взвешенного осадка (1). 10

Недостатком этого способа является его малая эффективность при очистке маломутных, цветных вод. Кроме того, этот способ капризен, в особенности по отношению к температурным колебаниям обраба- 15 тываемой воды (вызывающим восходящие конвенционные потоки, приводящие к выносу хлопьев), а также к изменениям рН воды (вследствие изменения ее количества) или к изменению скорости ее восходящего движения.

Известен также способ очистки воды, включаюший смешение воды, хлопьеобразование и ее осветление, осуществляемое путем осаждения хлопьев при непрерывной рециркуляции осадка, при этом рециркуляция осадка осуществляется путем эжекционного его подсоса (2).

Указанный способ позволяет повысить эффективность очистки воды за счет улучшения процесса хлопьеобразования. Это объясняется тем, что смешанная с реагентом вода приводится в контакт с осадком, ранее образованным при обработке этой же воды. В результате формируются более крупные и тяжелые хлопья, которые быстрее и более полно выделяются из воды.

При реализации данного способа имеет место линейное соотношение между расходом исходной воды и количеством эжектируемого рециркуляционного осадка. Это обеспечивает высокую эффективность способа в тех случаях, когда качество воды, подлежащей очистке, относительно постоянно (в том числе и при очистке воды, характеризующейся повышенной цветностью и малой мутностью).

Однако известный способ малоэффективен при очистке вод переменного качества, т. е. в тех случаях, когда необходимо иметь возмо>кность регулировать количество рециркулпруемого осадка независимо от количества очищаемой воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки воды, включающий смешение воды с реагентом, хлопьеобразование и ее осветление путем

827415

15 осаждения хлопьев прп непрерывной рсциркуляции осадка, при этом регулирование количества рециркулируемого осадка осуществляют путем создания импеллером большеЙ илн меньшсЙ 30ны 1101(11>ксппОГО давления в нижней части камеры смсп;ения.

Этот способ позволяет су1цествснно улучшить процесс хлопьеобразования за счет возможности получения требуемого по технологии количества рециркулируемого осадка.

Вместе с тем, механическое (при помощи импеллера) регулирование количества рециркулируемого осадка приводит к разрушению части образовавшихся хлопьев.

В результате разрушенные хлопья взвешиваются и выносятся с потоком воды, что приводит к ухудшению качества очистки.

Данный способ очистки воды реализуется устройством, включающим корпус, внутри которого соосно расположены конический смеситель и цилиндрическая камера хлопьеобразования, устройство для регулирования количества рециркулируемого осадка и осадоуплотнитель (3).

Целью изобретения является повышение эффективности очистки воды за счет предотвращения разрушения хлопьев при рециркуляции осадка.

Это достигается тем, что регулирование количества рециркулируемого осадка осуществляют изменением сопротивления движению воды при хлопьеобразовании. При этом устройство для реализации способа отличается от известного устройства тем, что средство для регулирования количества рециркулируемого осадка выполнено в виде перегородки, имеющей отверстия и горизонтально установленной в камере хлопьеобразования, причем каждое из отверстий снабжено затвором, установленным с возможностью изменения площади поперечного сечения отверстия, На чертеже изображено устройство для реализации способа очистки воды, поперечный разрез.

Устройство включает корпус 1, внутри которого соосно расположены конический смеситель 2 и цилиндрическая камера хлопьеобразования 3, разделенная по высоте перегородкой 4, снабженной отверстиями 5, на два отсека. Каждое из отверстий

5 снабжено затвором 6, установленным с возможностью изменения площади поперечного сечения отверстия. Смеситель 2 оборудован в нижней части раструбом 7, образующим с трубопроводом исходной воды 8 эжекционную систему. Устройство снабжено секторальным осадкоуплотнителем 9, сообщающимся с трубопроводом сброса осадка 10. Осветленная в устройстве вода собирается кольцевым желобом 11 и отводится по трубопроводу 12. о

25 ,О

55 со

Способ очистки воды с помощью описанного устройства осуществляют следующим образом.

Исходную воду с введенными в нее необходимыми реагентами подают в нижнюю

1асть устройства по трубопроводу 8 и далее в смеситель 2. Благодаря эжектируемой системе, образованной раструбом 7 и трубопроводом 8, в смеситель 2 вместе с исходной водой поступает и уже образовавшийся осадок. Из смесителя 2 исходная вода, смешанная с необходимыми реагентами и уже образовавшимся осадком, поступает в камеру хлопьеобразования 3.

Процесс хлопьеобразования протекает весьма интенсивно вследствие существенного влияния на него уже образовавшегося осадка.

Ввиду высокой концентрации хлопьев последние, выходя из камеры 3, хорошо осаждаются на слой осадка, расположенный в нижней части устройства, а осветленную воду поднимают вверх, собирают кольцевым желобом 11 и отводят на фильтрование по трубопроводу 12.

Верхнюю границу слоя осадка поддерживают практически на одном уровне благодаря постоянному илн периодическому сбрасыванию избытка осадка из осадкоуплотнителя 9 по трубопроводу 10.

При значительных колебаниях качества исходной воды возникает необходимость независимо от количества поступающей на очистку исходной воды регулировать количество рециркулируемого осадка. Это регулирование осуществляют затворами 6 путем увеличения или уменьшения проходной площади поперечного сечения отверстий 5 и и ер егор од ке 4.

При необходимости уменьшить количество рециркулируемого осадка уменьшают площадь поперечного сечения отверстий, тем самым увеличивая сопротивление дви>кению воды при хлопьеобразовании. При этом уровень воды в камере хлопьеобразования 3 увеличивается, а количество эжектируемого рециркулируемого осадка соответственно уменьшается.

Наоборот, при необходимости увеличить количество рециркулируемого осадка увеличивают проходную площадь поперечного сечения отверстий 5, тем самым уменьшая сопротивление движению воды при хлопьеобразовании.

Указанное устройство надежно в работе и обеспечивает значительную полноту отделения образовавшихся хлопьев от очи1цаемой,воды. 3а счет отсутствия в устройстве импеллеров, способных разрушить образовавшиеся хлопья, достигают высокой степени очистки воды, в том числе и характеризующейся существенными колебаниями качества.

Г1 р и м е р. Воду из озера хлорируют, коагулируют и направля1от на опытно-про827415 производительность циркулятора (т. е. количество поступающей с него воды на фильтры) не меняется и в течение всего периода испытаний составляет 2640 м /сут.

5 Изменение количества рециркулируемого осадка осуществляют путем изменения сопротивления движению воды при хлопьеобразовании. Причем при уменьшении содержания взвешенных веществ в исходной

10 воде увеличивают количество рециркулируемого осадка, а при увеличении содержания взвешенных веществ в исходной воде, наоборот, уменьшают количество рециркулируемого осадка.

15 Результаты эксперимента приведены в таблице.

Количество рецир кулируемого осадка от количества о пзщаемой,воды, о

Сопротивление дв ижен по - воды при хлопьеобразовании, мм вод, сти

Содержание взвешенных вществ в исходной воле, мг1л

Содержание взвешенных веществ, мг/л.1;1розрачность. по кресту, см 80. 240 †2 . 250 †2

3 — 5

5 — 7

-52

: 18

2 — 5

00 — 70

160 — 180

240 †2

Как видно из таблицы, на циркугляторе достигается высокая степень очистки воды. независимо от изменений ее, качества. 20

Кроме того, длительные - опытно-произ- водственные испытания циркулятора выявили его исключительную приспособленность к прерывистой работе, причем рециркуляция осадка и высокое качество 25 очистки воды (даже после продолжительного нерабочего периода) возобновляются в течение нескольких минут.

Применение предложенного способа очистки воды с циркуляцией осадка без использования каких-либо механических устройств типа импеллера обеспечивает минимальный расход энергии, так как создаваемое сопротивление движению воды при хлопьеобразовании не превышает несколь- 35 ких десятков мм вод. ст.

По известному способу на выходе из осветлителя вода имеет прозрачность, как правило, не выше 140 — 150 см по кресту, а содержание взвешенных веществ не ме- 40 нее 10 — 12 мг/л.

Таким образом, технологическими и технико-экономическими преимуществами предлагаемого способа является повышение степени очистки воды в. циркуляторе. 45

Это обеспечивает возможность существенно увеличить скорость фильтрования (не менее чем на 50 — 60%)- на сооружениях второй ступени очистки. Внедрение данного способа очистки воды на станции произ- 50 изводственный циркулятор, схема которого и принцип работы описаны выше. При этом диаметр циркулятора составляет

7,0 м, а глубина 12 м. Производительность циркулятора составляет 2640 м /сут.

Вода характеризуется существенными колебаниями качества. Так, содержание взвешенных веществ в воде в зимний период составляет 5 — 7 мг/л, в осенний период (во время ливневых дождей) содержание взвешенных веществ увеличивается до 60 — 70 мг/л, а в период весеннего паводка — соответственно до 160 — 180 мг/л.

С целью повышения эффективности очистки воды на циркуляторе угри изменении качества исходной воды изменяют количество рециркулируемого осадка, причем

Качество осветленной в циркуляторе воды водительностью 100 тыс. м /сут обеспечит экономический, эффект в сумме не менее

200 тыс. руб;.в. год (по приведенным затратам).

- Формула изобретения

1. Способ очистки воды, включающий смешение воды с реагентом, хлопьеобразование и ее осветление путем осаждения хлопьев при непрерывной рециркуляции регулируемого количества осадка, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воды за счет предотвращения разрушения хлопьев при рециркуляции осадка, регулирование количества рециркулируемого осадка осуществляют изменением сопротивления движению воды при хлопьеобразовании.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее корпус, внутри которого соосно расположены конический смеситель и цилиндрическая камера хлопьеобразования, средство для регулирования количества рециркулируемого осадка и осадкоуплотнитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для регулирования количества рециркулируемого осадка выполнено в вИде перегородки, имеющей отверстия и горизонтально установленной в камере хлопьеобразования, причем каждое из отверстий снабжено -затвором, - установленным с возможностью изменения площади поперечного сечения отверстия.

827415

Составитель Г. Лебедева

Техред А, Камышникова

Редактор T. Клюкнна

Корректоры: Л. Слепая и Е. Осипова

Заказ 743!6 Изд. № 333 Тираж 1007 .Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кастальский А. А. и Минц Л. М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения.— М., Высшая школа, 1962, с. 185 — 194.

2. Клячко В. А. и Апельцин И. Э. Очистка природных вод. — М., Изд-во литературы по строительству, 1971 с. 171 †1.

3. Клячко В, А. и Апельцин И. Э.

5 Очистка природных вод. — М., Изд-во литературы по строительству, 1971, с. 161—

162 (прототип).