Стенд для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()890113

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТ8У (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21. 03. 80 (21) 2892886/27-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01 M 19/00

В 63 Э 4/00 государственный квинтет ао делаи изобретений н открытий

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень Ле46

Дата опубликования описания 18. 12.81 (53) УДК 629..12:532.001.5 (088.8) Г.С. Зенин, Е.M. Кочкин, С.А. Богатых, В1А. Медведев, О.Д. Хвацкая, В.Н. Филатова, A.Т. Соловьев и В.M.Øàìøèí (72) Авторы изобретения

Ленинградский технологический институт холодильной промышленности и Центральное конструкторское бюро

"Балтсудопроект" (7! ) Заявители (54) СТЕНД ДЛЯ БЕРЕГОВЫХ ИСПЫТАНИ11 СУДОВЫХ

УСТАНОВОК ПО ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к области испытания машин, в частности к стен. дам для испытания судовых установок по очистке сточных вод.

Известен стенд для испытания судовых установок, состоящий из расходной емкости и насоса для подачи сточных вод на установку (1).

Однако этот стенд не отвечает многим условиям, возникающим при эксплу1О атации установок на борту судна, например условиям наклонений установки, переменной солености и температур, неравномерности подачи сточных вод во времени, 15

Известен также стенд, для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод, содержащий установленную с возможностью наклона во взаимно перпендикулярных плоскостях платформу со смонтированной на ней судовой установкой по очистке сточ ных вод, расходную емкость, гидравлически связанную с источником сточных вод и посредством дозирующего устройства и измерителя — с судовой установкой по очистке сточных вод, подо. греватели, источник чистой воды и сливной трубопровод (2 ).

К недостаткам этого стенда относится то, что подача сточных вод из расходной емкости в дозирующее устройство осуществляется насосом, что не отвечает реальным условиям, существующим на борту судна, так как при подаче насосом происходи измельчение загрязнений, содержащихся в сточных водах, а подача наиболее крупных загрязнений, таких как бума" га, вообще невозможна. Кроме того, при эксплуатации указанного стенда не обеспечивается поддержание минимальной начальной концентрации загрязнений в сточных водах, изменение солености стоков.

".,озирующее устройство для поддержания заданного и постоянного во вре" мени потока сточных вод на испытуе890113 мую установку представляет собой емкость, в которую насосом из расходной емкости подаются сточные воды.

В центре емкости расположена переливная труба с изменяемым проходным сечением. В этой же емкости находится подвижная труба подачи сточных вод в емкость для измерения расхода сточных вод, которая в свою очередь связана трубопроводом с испытываемой установкой для очистки сточных вод.

Положение подвижной трубь> изменяется по вертикали емкости дозирующего уст- . ройства. Изменением проходного сечения переливной трубы и высоты положения подвижной трубы изменяется расход сточных вод, подаваемых на установку.

Создание пульсирующего потока сточных вод и имитация протечек санитарно-технического оборудования, существующих в реальных условиях, с помощью такого дозирующего устройства невозможны, При длительных и непрерывных (не менее 10 суток) испытаниях судовой установки для очистки сточных вод, наличие одной расходной емкости не позволяет выдержать постоянную и требуемую по условиям испытаний концентраци>о загрязнений и определенную соленость сточных вод, так как при корректировке сточных вод по концентрации за(рязнений и солености при одновременной подаче стоков из расходной емкости на испытываемую судовую установку для очистки сточных вод будут наблюдаться значительные флуктуации в объеме стоков по указанным параметрам, Кроме того, в расходной емкости указа> ного стенда происходит оса>кдение взвешенных веществ в сточных водах и, как следствие этого, наблюдается неравномерность состава подаваемых на установку сточных вод по концентрации взвешенных веществ, Размещение нагревательного устройства на трубопроводе подачи сточных вод на установку при переменных скоростях потока сточных вод не позволяет поддерживать постоянную температуру сточных вод, поступающих на испытуемую установку. Кроме того, при таком расположении нагревающего устройства, при довольно больших расходах жидкости в трубопроводе требуется нагрев греющих элементов до высокой температуры, на которых при таких условиях эксплуатации образуется накипь и слой насохших загрязнении, вследствие чего существенно снижается эффективность работы нагревательного устройства с последующим выходом его из строя.

Цель изобретения — обеспечение имитации реальных условий эксплуатации судовых установок по очистке сточных вод, Поставленная цель достигается тем, что стенд снабжен, по меньшей мере, одной дополнительной расходной емl0 костью, емкостью для концентрированных сточных вод, гидравлически связанной с источником сточных вод, и емкостью для раствора морской соли, гидравлически связанной с источником чистой воды, которые соединены посредством трубопроводов, по меньшей мере, с двумя расходными емкостями, установленными по вертикали ниже ем15

Стенд для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод содержит насос 1 для подачи сточных вод из колодца 2 бытовой канализации в расходные емкости 3 и 4 и кости для концентрированных сточных вод, а дозирующее устройство установлено ниже расходных емкостей и гидравлически связано с емкостью для д концентрированных сточных вод, при этом измеритель расхода сточных вод гидравлически связан со сливным трубопроводом сточных вод, а подогреватели установлены в каждой из упомяну50 тых емкостей.

Кроме того, расходные емкости и емкости для концентрированных сточных вод и раствора морской соли снабжены перемешивающими устройствами, 35

Перемешивающие устройства могут быть выполнены в виде перфорированны, с труб, размещенных в нижней части емкости и соединенных посредством трубопроводов с источником сжатого газа.

Кроме того, дозирующее устройство выполнено в виде емкости, на входе и выходе которой расположены клапаны.

Емкость дозирующего устройства может

45 быть снабжена обводным трубопроводом, один конец которого подсоединен к емкости перед входным клапаном, а второй — после выходного клапана„ при этом, упомянутый трубопровод снабжен дополнительным клапаном,, 50

На фиг. 1 представлена блок-схема стенда; на фиг. 2 — дозирующее устройство стенда

Работа стенда осуществляется следующим образом.

Из колодца 2 бытовой канализации неочищенные сточные воды насосом 1 при открытом клапане 37 и закрытых клапанах 38 и 39 закачиваются в емкость 5 для концентрированных сточ" ных вод, где выдерживаются в течение

2-3 ч для отстаивания сточных вод.

Затем открывается клапан 40 и отстоявшаяся вода сливается в канализацию по трубопроводу 13, Эта операция повторяется в течение нескольких раз до тех пор, пока емкость 5 для концентрированных сточных вод не заполнится. Затем клапан 37 закрывается.

Крупнофракционные загрязнения по5 8901 емкость 5 для концентрированных сточных вод, емкость 6 раствора морской соли, дозирующее устройство 7, измеритель 8 расхода сточных вод, наклоняющуюся во взаимно перпендикулярных плоскостях платформу 9, на которой установлена испытываемая установка 10 по очистке сточных вод.

Для подачи сточных вод в расходные емкости 3 и 4 и емкость 5 для кон- 10 центрированных сточных вод служит трубопровод 11. Подача крупнофракционных загрязнений в емкость 5 для концентрированных сточных вод осуществляется из пневмоцистерны (на черте- 13 же не показанной) по трубопроводу 12.

8 средней части емкости 5 для концентрированных сточных вод расположен трубопровод 13, служащий для слива отстоенной воды, Подача концентриро- 2о ванных сточных вод в расходные емкости 3 и 4 осуществляется по трубопроводу 14, а в дозирующее устройство 7по трубогроводу 15. Для подачи раствора морской соли из емкости 6 для раствора морской соли служит трубопровод 16, Для подачи вод из расходных емкостей 3 и 4 в дозирующее устройство 7 служит трубопровод 17, а подача стоков из дозирующего устрой- 30 ства 7 на испытываемую установку 10 осуществляется по гибкому трубопроводу 18. Для подачи стоков в измери.тель 8 расхода сточных вод служит трубопровод 19. Слив сточных вод из измерителя 8 расхода сточных вод осуществляется по трубопроводу 20, а слив очищенной воды из испытываемой установки 10 осуществляется по трубопроводу 21. На трубопроводе 21 расположен кран 22 для отбора проб очищенной воды.

К расходным емкостям 3 и 4, емкости 5 для концентрированных сточных вод, емкости 6 для раствора морской соли по трубопроводу 23 подведена раэбавляющая вода. По трубопроводу

24 подведен пар для подогревания стоков. в емкостях и раствора морской соли. По днищам расходных емкостей 3 и 4, емкости 5 для концентрированных сточных вод и емкости 6 для раствора морской соли проложены перфорированные трубы 25, в которые по трубопроводу 26 подается сжатый воздух для перемешивания сточных вод и раствора морской соли.

Расходные емкости 3 и 4, емкость 5 для концентрированных сточных вод и емкость 6 для раствора морской соли имеют днища с уклонами и снабжены трубопроводами и вентиляционными трубами (не показаны).

Дозирующее устройство 7 представляет собой сменную емкость 27, имеющую конусное днище для предотвращения задержки в ней крупнофракционных загрязнений, На верхней крышке калиброванной емкости 27 установлен автоматический клапан 28 и патрубок 29, служащий для подвода концентрированных сточных вод из емкости 5 по трубопроводу 15, а также патрубок 30 для присоединения воздушной трубы (не показана), которая предназначена для ликвидации воздушных пробок в калиброванной емкости,27. В нижней части калиброванной емкости 27 установлен второй автоматический клапан 31, Ниж-. няя часть калиброванной емкости 27 соединена с краном 32 для отбора проб сточных вод. К автоматическим клапанам 28 .и 31 присоединены патрубки 33 и 34 соответственно, которые подключены к трубопроводу 17 для подачи сточных вод в доэирующее устройство 7 и к трубопроводу 18 подачи сточных вод иэ дозирующего устройства 7 на испытываемую установку, 10.

К патрубкам 33 и 34 подключен обводной трубопровод 35 с клапаном 36 °

Обводной трубопровод 35 предназначен для имитации протечек в санитарнотехнической системе судна. Предпочтительно, чтобы все клапаны на трубопроводах транспортировки и подачи шлама и сточных вод.были бы шлангового типа для предотвращения их засорения. Стенд включает также клапаны 37-60. нагреваются до требуемой температуры.

Расходная емкость 3 готова к работе.

Открываются клапаны 51 и 52 при закрытых клапанах 53 и 54 и сточные воды из расходной емкости 3 при помощи дозирующего устройства 7 подаются в измеритель 8 расхода сточных вод,При этом работа дозирующего устройства 7 осуществляется следующим образом: по трубопроводу 17 сточные воды поступают в патрубок 33 при открытом автоматическом клапане 28 и закрытом автоматическом клапане 31, заполняют калиброванную емкость 27. Автоматический клапан 28 закрывается. Затем открывается автоматический клапан 31, сточные воды иэ емкости 27 по патрубку 34 поступают в гибкий трубопровод 18 и затем на испытываемую судовую установку 10 для очистки сточных вод. Регулируя частоту открытия и закрытия автоматических клапанов 28 и 31 и объем клиброванной емкости 27 можно варьировать в широких пределах расход и частоту пульсации сточных вод, воспроизводя режимы поступления сточных вод на судах. Для имитации протечек санитарно-технических устройств предназначен обводной трубопровод 35 с клапаном 36. Приоткрывая клапан 36, задаат требуемый расход протечек сточных вод. Отбор проб неочищенных сточных вод во вРемя испытаний судовой установки для очистки сточных вод осуществляется при помощи крана 32. В зависимости от количества санитарно-технических устройств на судне и коэффициента одновременности срабатывания санитарно7 890113 даются в емкость 5 для концентрированных сточных вод из пневмоцистерны (на чертеже не показана) сжатым воздухом по трубопроводу 12 при открытом клапане 41. Бумага и другие крупные загрязнения загружаются в емкость 5 для концентрированных сточных вод через люк (не показан). Для разбавления концентрированных сточных вод и промывки емкости 5 водой служит клапан

42. Раствор морской соли готовится непосредственно в емкости 6, в которую засыпается расчетное количество морской соли и по трубопроводу 23 при открытом клапане 43 подается вода.

После заполнения емкости 6 для раствора морской соли открывается клапан 44 и в эту емкость 6 по трубопроводу 26 через перфорированную трубу 25 подается сжатый воздух, который интенсивно перемешивает воду. Перемешивание осуществляется до полного растворения морской соли.

Сточные воды из приемного колодца 2 насосом 1 при закрытых клапанах

39 и 37 и открытом клапане 38 подаются в расходную емкость 3, Открывается клапан 45 подачи сжатого воздуха из трубопровода 26 через перфорированную трубу 25 для перемешивания сточных вод в расходной емкости 3. Одновременно открывается клапан 46 подачи сжатого воздуха из трубопровода 26 через перфорированную трубу 25 в емкости 5 для концентрированных сточных вод. Отбираются пробы из расходной емкости 3 зз и емкости 5 для концентрированных сточных вод и определяется содержание взвешенных веществ в обоих пробах.

4О

При недостаточном содержании взвешенных веществ в расходной емкости 3 открывается клапан 47 и по трубопроводу 14 из емкости 5 для концентрированных сточных вод расчетное количество этих вод самотеком поступает

45 в расходную емкость 3. При избыточном содержании взвешенных веществ в стоках, находящихся в расходной емкости 3, через клапан 48 в расходную емкость по трубопроводу 23 подается разбавляющая вода, Затем открывается клапан 49 на трубопроводе 16 и расчетное количество раствора морской соли поступает в расходную емкость 3.

Измеряется температура сточной воды,$$ и через клапан 50 по трубопроводу 24 в расходную емкость 3 подается острый пар до тех пор, пока сточные воды не технических устройств (который зависит от типа и назначения судна) объем калиброванной емкости 27 выбирается следующим образом, Например, на судне установлено 10 санитарно-технических устройств (унитазов), коэффициент одновременности срабатывания для морского нефтеналивного судна с экипажем 46 человек равен 2,5 и объем калиброванной емкости 27 рассчитывается по следующей формуле

Ч = V К = tO ° 2,5 = 25 л где VE — объем емкости 27, л;

V — объем воды, расходуемой на одну смывку, л;

К вЂ” коэффициент одновременности . срабатывания санитарно-технических устройств.

890113

Формула изобретения

Время заполнения измерителя 8 расхода сточных вод засекается и таким образом определяется расход сточных вод через дозирующее устройство 7.

Затем открывается клапан 54 и закрывается клапан 52 и сточные воды начинают поступать на испытываемую судовую установку 10 по очистке сточных вод

Во время испытаний судовой установки 1О по очистке сточных вод с использованием расходной емкости 3 к работе подготавливается расходная емкость 4. При этом открывается клапан

39 при закрытых клапанах 38 и 37 и насосом 1 сточные воды из колодца 2 подаются в расходную емкость 4. Необходимое количество концентрированных сточных вод из емкости 5 для концентрированных сточных вод при закрытом клапане 47 и открытом клапане

55 по трубопроводу 14 самотеком подается в расходную емкость 4. Раствор морской соли при закрытом клапане 49 и открытом клапане 56 иэ емкости 6 для раствора морской соли по трубопроводу 16 подается в расходную емкость 4. При необходимости открывается клапан 57 и в расходную емкость 4 по трубопроводу 23 подается разбавляющая вода. Перемешивание сточных вод в расходной емкости осуществляется сжатым воздухом, подаваемым по трубопроводу 26 через клапан 58 в перфорированную трубу 25.

Подогрев сточных вод осуществляется острым паром, подаваемым по трубопроводу 24 в расходную емкость 4 через клапан 59. Расходная емкость 4 подготовлена к работе. Переключение испытываемой установки 10 с расходной емкости 9 на расходную емкость 4 осуществляется по мере израсходования сточных вод в расходной емкости 3. При этом закрывается клапан 51 и открывается клапан 53. После переключения испытываемой установки 10 с расходной емкости 3 на расходную емкость 4 производится подготовка к работе расходной емкости 3, что позволяет проводить исгытания судовой установки 10 для очистки сточных вод в течение длительного промежутка времени на стоках с постоянными физикохимическим составом и температурой.

Для обеспечения резкого возрастания концентрации загрязнений сточных вод непосредственно на входе в судо10 вую установку !О по очистке сточных вод (как это часто наблюдается на судах) открывается клапан 60 и концентрированные сточные воды самотеком подаются прямо в дозирующее устройство 7. Испытание работоспособности установки 10 по очистке сточных вод при наклонениях производится при помощи качающейся платформы 9.

10 Таким образом стенд учитывает основные реальные ситуации сточной системы судна, что позволяет при береговых испытаниях судовых установок по очистке сточных вод получать досто"

tS верные данные о работоспособности су-. довой установки по очистке сточных вод на борту судна.

Экономический эффект от использования стенда составляет

30 260 тыс, руб/год.

Стенд для береговых испытаний судовых установок по очистке сточных вод, содержащий установленную с возможностью наклона во взаимно перпендикулярных плоскостях платформу со

30 смонтированной на ней судовой установкой по очистке сточных вод, расходную емкость, гидравлически связанную с источником сточных вод и посредством доэирующего устройства и измерителя — с судовой установкой по

3S очистке сточных вод, подогреватели, источник чистой воды и сливной трубопровод, отличающийся тем, что, с целью обеспечения имитации реальных условий эксплуатации судо40 вых установок по очистке сточных вод, он снабжен, по меньшей мере, одной дополнительной расходной емкостью,емкостью для концентрированных сточных вод, гидравлически связанной с источником сточных вод, и емкостью для раствора морской соли, гидравлически связанной с источником чистой воды, причем две последние емкости соединены посредством трубопроводов, по

SO меньшей мере, с двумя расходными емкостями, установленными ниже емкости для концентрированных сточных вод, а доэирующее устройство смонтировано ниже расходных емкостей и гидравличесИ ки связано с емкостью для концентрированных сточных вод, при этом измеритель расхода сточных вод гидравлически связан со сливным трубопро890113

12 водом .сточных вод, а подогреватели установлены в каждой из упомянутых емкостей.

2. Стенд по и. 1, отличаюшийся тем, что расходные емкости и емкости для концентрированных сточных вод и раствора морской соли снабжены перемевивающими уст ройсгвами.

3. Стенд по и. 2, о т л и ч а ю— щ и и С я тем, что перемешивающн: устройства, выполнены в виде перФорированных труб, размещенных а нижней части емкости и соединен:-.ых посредством трубопроводов с ис оч:.: .;.гм сжатого газа. ч. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что дозирующее устрой"..òào выполнено в виде емкости, на входе и выходе которой расположены клапаны.

5. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что емкость дозирующего устройства снабжена обводным трубопроводом, один конец которого

S подсоединен к емкости перед входным клапаном, а второй — после выходного клапана, при этом, упомянутый трубопровод снабжен дополнительным клапаном.

11сточники информации, принятые во внимание при экс ертизе

1. Программа испытаний устройства для биохимической очистки санитарных сточных иод. L К-20, иэд. завода

" Нагла", ППР, 1977.

2. Программа испытания работоспособности судовой установки обработки

20 сточных вод, иэд. Ростокского кораблестроительного института, ГДР, 1978.

890113

Заказ 10952/64

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб.„ д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Мусилович

Редактор С. Запесочный Техред Т. Маточка Корректор О. Билак