Способ очистки воды и устройство для его осуществления

 

Использование: на очистных сооружениях предпочтительно сельского хозяйства. Сущность: осадок, образующийся при фильтровании воды через проницаемую перегородку, подвергают растягивающим и чередующимся с ними сжимающим деформациям. Способ осуществляется в устройстве, в котором предусмотрено средство для деформации фильтровальной перегородки, выполненное в виде прикрепленных к непараллельным кромкам верхнего и нижнего дисков параллельных кромок конической перегородки. Между верхним и нижним дисками смонтированы упругие диски с распорными элементами, а фильтровальная перегородка снабжена дополнительной ребристой перегородкой с выступами и впадинами и кольцом на нижней кромке, размещенным концентрично нижнему диску. 2 с.п. ф-лы, 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике очистки воды фильтрованием и может быть использовано на очистных сооружениях предпочтительно сельского хозяйства.

Известен способ очистки воды фильтрованием через проницаемые для воды перегородку и слой осадка, когда воду фильтруют, а образующийся слой осадка выполняет функции фильтровального элемента, и устройство для его осуществления, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с дисками и размещенную между дисками фильтровальную перегородку, недостатком которых является невысокая производительность, не превышающая 35-50 м³/м² ч.

Известен способ очистки воды фильтрованием через проницаемые для воды перегородку и слой осадка в поле центробежных сил, при котором слой осадка выполняет функции фильтровального элемента и его подвергают деформациям при перемещении в аксиальном направлении и устройство для осуществления способа, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с дисками, размещенную между ними коническую эластичную фильтровальную перегородку, и средство деформации перегородки.

Недостатком которого является невысокая сухость осадка, образующегося при очистке воды, что затрудняет его утилизацию.

Цель изобретения - повышение сухости осадка.

Указанная цель достигается тем, что в способе очистки воды фильтрованием через проницаемые для воды перегородку и слой осадка в поле центробежных сил, при котором слой осадка выполняет функции фильтровального элемента, и его подвергают деформациям при перемещении в аксиальном направлении, согласно изобретению сжимающие деформации слоя чередуют с растягивающими.

Кроме того, устройство для осуществления способа, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с верхним и нижним дисками, размещенную между ними коническую эластичную фильтровальную перегородку, прикрепленную своими нижним и верхним основаниями с параллельными кромками соответственно к нижнему и верхнему дискам, и средство деформации перегородки, согласно изобретению, средство деформации выполнено в виде дополнительного вала, с размещенным на нем верхним диском и опорой вращения вверху и шарниром внизу, взаимодействующим с нижним диском, смонтированном на приводном валу, причем верхняя опора дополнительного вала смещена относительно оси приводного вала.

Кроме того, в устройстве для осуществления способа, согласно изобретению, нижняя кромка свободно подвешенной к верхнему диску перегородки, снабжена кольцом, размещенным концентрично нижнему диску.

Кроме того, верхняя опора дополнительного вала размещена с возможностью радиального перемещения в приводной ступице.

Кроме того, коническая эластичная фильтровальная перегородка вверху снабжена дополнительной перегородкой, выполненной ребристой с чередующимися выступами и впадинами.

Кроме того, на дополнительном валу между верхним и нижним дисками смонтированы упругие диски с размещенными между ними распорными элементами.

Данные отличия существенны.

Выполнение фильтрации в поле центробежных сил с чередующими сжимающими и растягивающими деформациями слоя осадка, при его перемещении в аксиальном направлении предупреждает чрезмерное уплотнение слоя осадка и создания условий для пропитывания его водой. Выполнение кромок перегородки у оснований конуса параллельными при непараллельных нижнем и верхнем дисках обеспечивает при перемещении вдоль образующей Б растягивающие, а вдоль образующей В - сжимающие деформации слоя осадка, причем в первом случае наблюдается ускорение перемещения осадка, а во втором случае - торможение, что создает предпосылки для более глубокого его обезвоживания, т.е. повышения сухости. При перемещении верхней опоры дополнительного вала на угол А можно регулировать величины растягивающих и сжимающих деформаций слоя осадка. При использовании перегородки с креплением к верхнему диску и нижним свободным обрезом с кольцом, в положении Б происходит растягивающая, а в положении Б - сжимающая деформация слоя осадка из-за изменения угла схода осадка, при наклоне дополнительного вала на угол А. Дополнительные растягивающие и сжимающие деформации возникают в области выступов и впадин внутренней ребристой перегородки. При использовании дополнительной приводной ступицы перегородка совершает прецессионное перемещение, т.е. она вращается вокруг оси дополнительного вала и дополнительно вокруг оси приводной ступицы, что повышает величины растягивающих и сжимающих деформаций слоя осадка и обеспечивает более высокую степень сухости осадка, при этом повышению сухости способствуют упругие диски с распорными элементами. Общая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение цели изобретения.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства с непараллельными дисками и закрепленными на их кромках параллельными кромками перегородки; на фиг. 2 - продольный разрез устройства с непараллельными дисками и параллельными кромками перегородки, из которых верхняя кромка закреплена к верхнему диску, а нижняя - к кольцу, концентричному нижнему диску; на фиг. 3 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 4 - продольный разрез устройства с приводной ступицей, причем левая часть по образующей Б для варианта фиг. 1, а правая - по образующей В для варианта устройства на фиг. 2.

Устройство для осуществления способа чередующихся растягивающих и сжимающих деформации слоя осадка содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода воды на очистку, патрубком 3 отвода осветленной воды и патрубком 4 отвода осадка приводной вал 5 с нижним диском 6 и установленный в шарнире 7 дополнительный вал 8 с верхним диском 9 и верхней опорой 10, прикрепленную между ними, выполненную с параллельными кромками верхнего и нижнего оснований 11 и 12 конуса эластичную фильтровальную перегородку 13, которая при наклоне дополнительного вала 8 на угол Г относительно оси приводного вала 5 имеет образующие Б и В. Возможно крепление нижнего основания 12 конуса эластичной фильтровальной перегородки к кольцу 14, размещенному концентрично нижнему диску 6, а внутри перегородки 13 размещена дополнительная перегородка 15 с выступами 16 и впадинами 17. Верхняя опора 10 может быть установлена с возможностью радиального перемещения, например, в обойме 18 приводной ступицы 19. Кроме того, на дополнительном валу 8 между верхним 9 и нижним 6 смонтированы упругие диски 20 с размещенными между ними распорными элементами 21, причем между упругим диском 20 и образующей В перегородки 13 образуется зазор Д. Верхний диск 9 и нижний 6 выполнены с окнами 22 и 23.

Заявленный способ в описанном устройстве осуществляют следующим образом.

Вода, подлежащая очистке, по патрубку 2 поступает на коническую эластичную фильтровальную перегородку 13, параллельные кромки которой 11 и 12 закреплены между нижним 6 и верхним 9 дисками, что приводит к образованию недеформированной образующей Б и деформированной образующей В. При вращении дополни- тельного вала 8 от приводного вала 5 через шарнир 7 происходит чередование образующих Б и В. Под действием центробежной силы вода отделяется, проходит через слой осадка и поры перегородки 13 и в факеле распыла из корпуса 1 отводится по патрубку 3, а формируемый на перегородке слой осадка подвергается в положении образующей Б растягивающими деформациями, а в положении В - сжимающими его деформациями, что обеспечивает проницаемость слоя и исклювает его уплотнение. Под действием тангенциальной составляющей центробежной силы и растягивающих и сжимающих деформации слой осадка перемещается и через окна 23 в нижнем диске 6 выгружается и в виде факела распыла выводится из корпуса 1 по патрубку 4. При пуско-наладочных работах смещением опоры вращения 10 на угол А подбирают оптимальную деформацию перегородки 13, а соответственно растягивающие и сжимающие деформации слоя осадка для достижения требуемой сухости осадка. При использовании кольца 14 деформации перегородки 13 не происходит, а растягивающие деформации слоя осадка у образующей Б возникают вследствие того, что в этом положении угол наклона образующей больше коэффициента трения осадка материала перегородки, а в положении Б наблюдается обратное, т.е. торможение, а, так как образующие Б и В при вращении меняют свои положения, то наблюдается чередование соответственно растягивающих и сжимающих деформаций слоя осадка, восстанавливающих его проницаемость и повышающих сухость. Внутренняя перегородка 15 с ее выступами 16 и впадинами 17 препятствует инерционному проскальзыванию воды при входе из окон 22 и повышают эффект деформации за счет высоких окружных скоростей, т.е. скорость воды становится сопоставимой с окружной скоростью перемещения перегородки 15. При использовании приводной ступицы 19 перегородка 13 совершает сложное пространственное перемещение, так как вращается вокруг дополнительного вала 8 и вместе с ним относительно приводного вала 5, т.е. повышается частота растягивающих и сжимающих деформаций слоя осадка, т.е. повышается его сухость. Дополнительные растягивающие и сжимающие деформации слоя осадка происходят под воздействием упругих дисков 20, которые со стороны образующей Б располагаются в распор, а со стороны образующей В появляется зазор Д, т.е. еще более высокая частота осциллирующей обработки осадка.

В примере выполнения способа следует отметить, что в качестве перегородки 13 используют ткани, армированные углеродсодержащими волокнами, прочность на разрыв которых превышает прочность на разрыв стали, при высокой эластичности. Диапазон частот вращения приводного вала 5 определяется частотами вращения асинхронных электродвигателей. Частота вращения приводной ступицы в 2-4 раза ниже частоты вращения дополнительного вала 8.

Технико-экономический эффект заключается в том, что способ позволяет выполнять обеззараживание воды от бактерий и другой микрофлоры с отказом от последующего хлорирования, озонирования.

Формула изобретения

1. Способ очистки воды, заключающийся в фильтровании ее через проницаемую перегородку и слой осадка в поле центробежных сил, отличающийся тем, что , с целью повышения сухости осадка, его подвергают растягивающим чередующимся с ними сжимающим деформациям.

2. Устройство для очистки воды, включающее корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с нижним диском и дополнительный вал с верхним диском, установленным на шарнире нижнего, и опорой вращения вверху, размещенную между дисками коническую эластичную фильтравальную перегородку и средство деформации перегородки, отличающееся тем, что , с целью повышения сухости осадка, средство деформации перегородки выполнено в виде прикрепленных к непараллельным кромкам верхнего и инжнего дисков параллельных кромок конической перегородки.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что нижняя кромка свободно подвешенной к верхнему диску перегородки снабжена кольцом, размещенным концентрично нижнему диску.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что верхняя опора дополнительного вала размещена с возможностью радиального перемещения в приводной ступице.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что коническая эластичная фильтровальная перегородка снабжена дополнительной перегородкой, выполненной ребристой с чередующимися выступами и впадинами.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на дополнительном валу между верхним и нижним дисками смонтированы упругие диски с размещенными между ними распорными элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4