RU2144512C1 - Apparatus for cleaning water - Google Patents

Abstract

FIELD: processes and equipment for cleaning water with the aid of reagents. SUBSTANCE: apparatus includes cylindrical housing with bottom, pipeline for tangentially supplying pulp, collecting trough with pipeline for removing clarified water, diaphragm in the form of truncated cone. Pipeline for supplying pulp is joined with housing under diaphragm but higher than low small base of cone. Housing is loaded with contact suspended mass and it is provided with pipeline for feeding water to be clarified. Said pipeline is connected with lower portion of cone bottom of housing. Ejector feeds pulp to upper portion of housing. Collecting trough includes in addition pipeline for removing washing water. EFFECT: high degree of water clarification in suspended layer of deposit, possibility of washing and multiple use of contact mass, reduced consumption of reagent at cleaning water. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике реагентной очистки природных и сточных вод. The invention relates to techniques for the reagent treatment of natural and wastewater.

Известно устройство для очистки воды коридорного типа с вертикальным осадкоуплотнителем (Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов.3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1982, с. 243), который имеет прямоугольную в плане форму и состоит из двух суживающихся книзу рабочих отделений и расположенного между ними осадкоуплотнителя. Вода для очистки распределяется при помощи дырчатых трубопроводов, уложенных внизу днищ рабочих отделений. Вода, поднимаясь и проходя через слой взвешенного осадка, осветляется, поступает в сборные желоба, сборный лоток, из которого выводится по трубопроводу из устройства. Избыток осадка из взвешенного слоя поступает в осадкоуплотнитель через осадкоприемные окна. Для принудительного отвода избытка осадка через окна осуществляется отбор воды из осадкоуплотнителя по дырчатым трубопроводам в тот же сборный лоток. Уплотненный осадок отводится периодически или непрерывно по дырчатым осадкоотводным трубопроводам. A device is known for cleaning water of a corridor type with a vertical precipitator (Abramov N.N. Water supply: A textbook for universities. 3rd ed., Revised and additional - M .: Stroyizdat, 1982, p. 243), which has a rectangular the plan is shaped and consists of two working compartments tapering downwards and a sediment compactor located between them. Water for cleaning is distributed using perforated pipelines laid at the bottom of the bottoms of the working compartments. Water, rising and passing through a layer of suspended sediment, is clarified, enters the prefabricated gutters, a collection tray, from which it is discharged through a pipeline from the device. Excess sediment from the suspended layer enters the precipitator through sedimentation windows. For forced removal of excess sediment through the windows, water is taken from the precipitator through hole pipelines into the same collection tray. The compacted sediment is discharged periodically or continuously through holey sediment pipelines.

Для увеличения эффективности работы устройства для очистки воды с вертикальными осадкоуплотнителями при обработке маломутных цветных природных вод в них вносят специальную контактную массу из зерен кварцевого песка или дробленого керамзита крупностью 0,1...0,15 мм. Зерна взвешенной контактной массы являются центрами коагуляции примесей воды и интенсифицируют ее очистку (Николадзе Г. И. , Сомов М.А. Водоснабжение: Учебник для вузов.- М.: Стройиздат, 1995, с. 470). Недостатком существующей конструкции является отсутствие возможности промывки контактной массы, которая после однократного использования сбрасывается вместе с избыточным осадком, что требует больших затрат песка и создает сложности его дальнейшей утилизации. To increase the efficiency of the water purification device with vertical precipitators during the processing of low turbid colored natural waters, a special contact mass of quartz sand grains or crushed expanded clay with a particle size of 0.1 ... 0.15 mm is introduced into them. Grains of suspended contact mass are centers of coagulation of water impurities and intensify its purification (Nikoladze G.I., Somov M.A. Water supply: Textbook for high schools.- M .: Stroyizdat, 1995, p. 470). The disadvantage of the existing design is the lack of the ability to flush the contact mass, which after a single use is discharged together with excess sediment, which requires large amounts of sand and creates difficulties for its further disposal.

Известно также устройство для очистки осадка сточных вод (а.с. СССР N 1650606, кл. C 02 F 1/52, 11/12, 1991 - прототип). Устройство содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса. По своей конструкции оно является наиболее близким к предлагаемой конструкции устройства для очистки воды и выбрано в качестве прототипа. Однако известное устройство не позволяет производить очистку воды. Also known is a device for treating sewage sludge (AS USSR N 1650606, class C 02 F 1/52, 11/12, 1991 - prototype). The device contains a cylindrical conical bottom housing, a tangential pulp feed pipe, a collection chute with a clarified water discharge pipe, a diaphragm in the form of a reverse truncated cone, and a pulp feed pipe attached to the housing under the diaphragm above the lower smaller base of the cone. In its design, it is the closest to the proposed design of a device for water purification and is selected as a prototype. However, the known device does not allow water purification.

Технической задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей известного устройства для очистки осадка сточных вод. The technical problem solved by the invention is to expand the functionality of the known device for the treatment of sewage sludge.

Для решения поставленной технической задачи устройство для очистки воды предлагаемой конструкции содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса и отличается тем, что загружено контактной взвешиваемой массой и снабжено трубопроводом подачи воды на осветление, присоединенным к нижней части конического днища корпуса, эжектором подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, а сборный желоб дополнительно снабжен трубопроводом отведения промывной воды. To solve the technical problem, the device for water purification of the proposed design contains a cylindrical conical bottom housing, a tangential pulp feed pipe, a collection chute with a clarified water discharge pipe, a diaphragm in the form of a reverse truncated cone, and the pulp feed pipe is attached to the housing under the diaphragm above the lower smaller base of the cone and differs in that it is loaded with contact weighed mass and equipped with a pipeline for supplying water for clarification, connected m to the lower part of the conical bottom of the body, the pulp feed ejector through the tangential pulp feed pipe to the upper part of the body, and the collection chute is additionally equipped with a wash water discharge pipe.

На чертеже приведена схема устройства для очистки воды. Устройство включает в себя цилиндрический корпус 1 с коническим днищем, контактную взвешиваемую массу 2, трубопровод подачи воды на осветление 3, сборный желоб 4, отводящий трубопровод осветленной воды 5, трубопровод отведения промывной воды 6, трубопровод подачи промывной воды 7 к эжектору 8, трубопровод тангенциальной подачи пульпы 9 под коническую диафрагму 10, трубопровод 11 выпуска контактной взвешиваемой массы из устройства. The drawing shows a diagram of a device for water purification. The device includes a cylindrical body 1 with a conical bottom, a contact weighed mass 2, a clarification water supply pipe 3, a collection chute 4, a clarified water discharge pipe 5, a wash water discharge pipe 6, a wash water supply pipe 7 to an ejector 8, a tangential pipeline feeding the pulp 9 under the conical diaphragm 10, the pipe 11 release contact weighed mass from the device.

Устройство для очистки воды работает следующим образом. По трубопроводу подачи воды на осветление 3 исходная вода, обработанная реагентами (коагулянтами - сульфатом алюминия, хлорным железом и т.п., флокулянтами - полиакриламидом, ВА-2 и т. п. , щелочами - известью, едким натром и т.п., окислителями - хлором, озоном, перманганатом калия и т.п.) подается на осветление в нижнюю часть устройства с интенсивностью, обеспечивающей взвешивание контактной массы 2. В качестве контактной массы используют кварцевый песок, дробленую горелую породу или другой мелкозернистый материал, удовлетворяющий требованиям по механической прочности и химической стойкости. За счет повышения объемной концентрации частиц во взвешенном слое и адсорбции хлопьев гидроксидов и других малорастворимых примесей зернами взвешенной контактной массы, которые являются центрами коагуляции, достигается высокий эффект очистки воды и снижение расхода реагентов. Очищенная вода собирается желобом 4 и выводится трубопроводом осветленной воды 5 из устройства для очистки воды. По истечении времени защитного действия взвешенной контактной массы и ухудшения качества очищенной воды производится промывка контактной массы в следующей последовательности. Закрывается задвижка на трубопроводе подачи воды на осветление 3 и задвижка на трубопроводе отведения осветленной воды 5. Открывается задвижка на трубопроводе подачи промывной воды 7 к эжектору 8, задвижки на трубопроводе 9 тангенциальной подачи пульпы промываемой контактной массы под коническую диафрагму 10 и задвижка на трубопроводе отведения промывной воды 6. Подается промывная вода в эжектор 8. Загрязненная контактная взвешиваемая масса в виде пульпы транспортируется в верхнюю часть устройства для очистки воды и тангенциально подводится под коническую диафрагму. Пульпа подвергается вращению. Происходит разделение частиц осадка и контактной взвешиваемой массы, отличающихся по плотности, под действием центробежных сил. Промытые зерна контактной взвешиваемой массы осаждаются, а осадок отводится с отработанной промывной водой. Контактная взвешиваемая масса используется в процессе очистки многократно. При необходимости замены контактной взвешиваемой массы или опорожнения устройства для очистки воды пульпа выпускается из него по трубопроводу 11. A device for water purification works as follows. Through the water supply pipeline for clarification 3, the initial water treated with reagents (coagulants - aluminum sulfate, ferric chloride, etc., flocculants - polyacrylamide, BA-2, etc., alkalis - lime, sodium hydroxide, etc. , oxidizing agents - chlorine, ozone, potassium permanganate, etc.) is fed to clarification in the lower part of the device with an intensity that provides weighting of the contact mass 2. As the contact mass use quartz sand, crushed rock or other fine-grained material that meets the requirements of mechanical strength and chemical resistance. Due to the increase in the volume concentration of particles in the suspended layer and the adsorption of flakes of hydroxides and other poorly soluble impurities by the grains of the suspended contact mass, which are the coagulation centers, a high water purification effect and a decrease in reagent consumption are achieved. The purified water is collected by the chute 4 and is discharged by the clarified water pipe 5 from the water purification device. After the expiration of the protective action of the weighed contact mass and the deterioration of the quality of the purified water, the contact mass is flushed in the following sequence. The valve on the clarification water supply pipeline 3 closes and the valve on the clarified water discharge pipeline 5 closes. The valve on the wash water supply pipeline 7 opens to the ejector 8, valves on the tangential feed pipe 9 of the washed contact pulp under the conical diaphragm 10 and the valve on the wash discharge pipeline water 6. Rinsing water is supplied to the ejector 8. The contaminated contact weighed mass in the form of pulp is transported to the upper part of the water treatment device and tangentially supply under the conical diaphragm. The pulp undergoes rotation. Separation of sediment particles and contact weighed mass, differing in density, occurs under the action of centrifugal forces. The washed grains of the contact weighed mass are precipitated, and the precipitate is discharged with the used wash water. Contact weighed mass is used repeatedly during the cleaning process. If it is necessary to replace the contact weighed mass or empty the device for water purification, the pulp is discharged from it through a pipe 11.

При использовании устройства для очистки осадка сточных вод цилиндрический корпус 1 освобождается от взвешиваемой контактной массы 2, закрываются задвижки на трубопроводах 3, 5, 7 и нижней части трубопровода 9, открываются задвижки на трубопроводах 6, 11 и верхней части трубопровода 9. По трубопроводу 11 подается пульпа осадка сточных вод в корпус 1 устройства. При тангенциальной подаче и вращении пульпы загрязнения отделяются от осадка и отводятся с водой по трубопроводу 6, а частицы осадка осаждаются в устройстве. При заполнении корпуса 1 на одну треть его высоты подача пульпы прекращается и очищенный осадок по трубопроводу 11 с помощью эжектора 8 выгружается из корпуса. When using a device for treating sewage sludge, the cylindrical body 1 is freed from the weighed contact mass 2, the valves on the pipelines 3, 5, 7 and the lower part of the pipeline 9 are closed, the valves on the pipelines 6, 11 and the upper part of the pipeline 9 are opened. pulp of sewage sludge into the housing 1 of the device. With a tangential feed and rotation of the pulp, the contaminants are separated from the sediment and discharged with water through line 6, and the sediment particles are deposited in the device. When the housing 1 is filled by one third of its height, the pulp supply is stopped and the cleaned sludge is discharged through the pipeline 11 using the ejector 8 from the housing.

Опытная установка устройства для очистки воды в первом случае была загружена песком из дробленого кварцита, во втором - дробленой горелой породой. Высота взвешенного слоя контактной массы составляла одну треть высоты корпуса устройства. Исходная подземная вода, предварительно обработанная растворами едкого натра и перманганата калия, подвергалась осветлению. При этом происходило образование и накопление осадка во взвешенном слое контактной массы, сопровождающееся ростом потерь напора в нем. По окончании суточного цикла обработки воды контактная взвешиваемая масса подвергалась промывке в верхней части устройства с подачей водопесчаной пульпы на промывку эжектором. После отмывки песка от осадка контактная взвешиваемая масса вновь использовалась в новых циклах очистки воды. Потерь песка при промывке не наблюдалось. Опытная установка обеспечила снижение концентрации солей жесткости в обрабатываемой подземной воде наполовину, а также очистку от большей части соединений железа и марганца. Высокий эффект очистки достигнут за счет увеличения объемной концентрации частиц и явления контактной коагуляции примесей во взвешенном слое контактной массы. При этом сокращен расход едкого натра и перманганата калия на 20%. A pilot installation of a water purification device in the first case was loaded with crushed quartzite sand, and in the second with crushed burnt rock. The height of the weighted layer of the contact mass was one third of the height of the device. The initial underground water, previously treated with solutions of caustic soda and potassium permanganate, was clarified. In this case, sediment was formed and accumulated in the suspended layer of the contact mass, accompanied by an increase in the pressure loss in it. At the end of the daily cycle of water treatment, the contact weighed mass was washed in the upper part of the device with the supply of sandy pulp for washing with an ejector. After washing the sand from the sediment, the contact weighed mass was again used in new water treatment cycles. Loss of sand during washing was not observed. The pilot plant provided a decrease in the concentration of hardness salts in the treated underground water by half, as well as purification from most of the compounds of iron and manganese. A high cleaning effect was achieved by increasing the volume concentration of particles and the phenomenon of contact coagulation of impurities in the suspended layer of the contact mass. At the same time, the consumption of caustic soda and potassium permanganate was reduced by 20%.

Таким образом, предлагаемая изобретением конструкция устройства для очистки воды позволяет получить высокий эффект осветления воды во взвешенном слое осадка, производить промывку и многократно использовать взвешиваемую контактную массу, а также снизить расход реагентов. В целом достигается решение технической задачи изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для очистки осадка сточных вод с одновременным повышением эффективности очистки воды. Thus, the design of the device for water purification proposed by the invention allows to obtain a high effect of water clarification in the suspended sediment layer, to flush and reuse the weighed contact mass, and also to reduce the consumption of reagents. In general, a solution to the technical problem of the invention is achieved — expanding the functionality of the device for treating sewage sludge while increasing the efficiency of water treatment.

Claims (1)

Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический с коническим днищем корпус, трубопровод тангенциальной подачи пульпы, сборный желоб с отводящим трубопроводом осветленной воды, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, при этом трубопровод подачи пульпы присоединен к корпусу под диафрагмой выше нижнего меньшего основания конуса, отличающееся тем, что корпус загружен контактной взвешиваемой массой и снабжен трубопроводом подачи воды на осветление, присоединенным к нижней части конического днища корпуса, эжектором подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, а сборный желоб дополнительно снабжен трубопроводом отведения промывной воды. A water purification device comprising a housing with a cylindrical conical bottom, a tangential pulp feed pipe, a collection chute with a clarified water discharge pipe, a diaphragm in the form of a reverse truncated cone, and the pulp feed pipe attached to the housing under the diaphragm above the lower smaller base of the cone, characterized in that the casing is loaded with contact weighed mass and is equipped with a clarification water supply pipe connected to the lower part of the conical bottom of the casing, with a feed ejector lpy via line tangential pulp feed into the upper portion of the housing, and a collecting trough is additionally supplied rinsing water exhaust conduit.