Патент на изобретение №2310726
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПЛАВАЮЩИЙ ВОДОЗАБОР-ОСВЕТЛИТЕЛЬ
(57) Реферат:
Использование: в области гидротехники и водоснабжения для забора и предварительного осветления воды из источников с большим диапазоном колебания уровня и высоким содержанием взвешенных веществ. Плавающий водозабор-осветлитель содержит корпус с установленным в нем тонкослойным модулем с открытой донной частью, сборную емкость, сообщенную с тонкослойным модулем, из которой по всасывающему трубопроводу производится отбор воды насосом и подача по напорному трубопроводу. В осветлительном модуле в шахматном порядке установлены горизонтальные трубы со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине. По внешней поверхности труб образован зигзагообразный зазор, непосредственно сообщающийся с рекой и обеспечивающий отвод осаждаемой взвеси в реку. Водоприемная камера водозабора заполнена шарообразными элементами и оснащена горизонтально установленной решеткой в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника, в эту же зону осуществляется ввод реагентов. Водозабор обеспечивает высокий эффект удаления взвешенных в воде загрязнений за счет реагентного отстаивания, а компактность тонкослойного модуля с горизонтально расположенными трубами за счет уменьшения вертикальных габаритов обеспечивает возможность использования его на водоисточниках с малыми глубинами. 4 ил.
Изобретение относится к области гидротехники и водоснабжения и может применяться, в частности, для забора и предварительного осветления воды из источников с большим диапазоном колебаний уровня воды и высоким содержанием взвешенных веществ с целью водообеспечения коммунальных и производственных объектов. Известен плавающий водозабор фильтрующего типа (А.с. СССР №1761680, МПК 5 C02F 1/00. Опубл. 15.09.90. Бюл. №34), содержащий корпус, емкость для сбора осветленной воды, фильтр с устройством для подвода воды в водозабор и узел для удаления осадка, включающий насос и напорный трубопровод, при этом водозабор снабжен перфорированными вертикальными трубами и активным соплом, соединенным с напорным трубопроводом, устройство для подвода воды в водозабор выполнено в виде пассивного сопла, расположенного под активным, загрузка фильтра выполнена плавающей, а перфорированные вертикальные трубы установлены в слое загрузки фильтра, а активное сопло под ним. Недостатками известного технического решения являются: – высокое энергопотребление устройства, связанное с необходимостью создавать повышенное давление в перфорированных трубах, установленных в фильтрующей загрузке, и высокую степень разряжения в пассивном сопле при регенерации фильтрующей загрузки; – большие габариты водозабора с расположенными в нем емкостями фильтров и емкости сбора осветленной воды, объем которой должен быть не менее 10%-ной производительности водозабора, то есть должен быть достаточным для обеспечения расхода воды необходимого для одновременной регенерации фильтрующей загрузки сразу обоих фильтров, что обусловливает сложность использования установки на водоемах с малыми глубинами; – сложность использования в водоемах с малыми глубинами, обусловленная еще и необходимостью поддерживать значительный перепад уровней воды в реке и в емкостях фильтров (значительное притапливание плавающего водозабора), что необходимо для преодоления гидравлического сопротивления в водоприемных сетках и в фильтрующей загрузке высотой h, в которой сопротивление существенно изменяется на протяжении фильтроцикла по мере кольматации загрузки; – дискретный режим водоподачи, связанный с необходимостью периодической регенерации фильтрующей загрузки, когда полностью прекращается подача воды потребителю в период от начала промывки загрузки до заполнения расходной емкости сбора осветленной воды; – сложность эксплуатации, обусловленная тем, что при постоянной водоподаче масса плавающего водозабора постоянно изменяется, поскольку изменяется уровень в емкости сбора осветленной воды в момент регенерации фильтрующей загрузки при практически полном опорожнении этой емкости и емкости фильтров к концу регенерации; – сложность эксплуатации и низкая надежность функционирования, обусловленная необходимостью относительно равномерного распределения нагрузок по площади устройства, для чего следует обеспечивать строго параллельную регенерацию фильтрующей загрузки одновременно обоих фильтров во избежание недопустимого перекоса (деферента) корпуса плавающего водозабора, что может явиться причиной возникновения аварийных ситуаций; – сложность эксплуатации, обусловленная коротким по продолжительности фильтроциклом и необходимостью проведения частой регенерации загрузки при наличии в водоисточнике большого количества мелкодисперсной взвеси, удаление которой из воды возможно только при отстаивании с предварительной агломерацией – укрупнением хлопьев, что обеспечивается введением в обрабатываемую воду коагулянтов. Известен плавающий водозабор-осветлитель, содержащий водоподъемное устройство с всасывающей и нагнетательной линией с шарнирным соединением и осветлитель в виде тонкослойного модуля, состоящего из пакета наклонных элементов, причем под тонкослойным модулем расположены ячеистые блоки, образованные вертикальными перегородками, а над тонкослойным модулем установлен коллектор в виде перфорированных труб (А.с. СССР №885466, МПК 3 Е03В 3/32; C02F 1/52, Опубл. 30.11.81. Бюл. №44). Недостатками известного технического решения являются: – большие вертикальные габариты водоочистной установки в связи с тем, что наклонные тонкослойные элементы для обеспечения существенного эффекта осветления должны иметь длину не менее 3 м, а это, с учетом конструктивных размеров водосборной емкости, требует относительно больших глубин водоисточника (до 4-5 м) в месте расположения водозабора-осветлителя, что значительно ограничивает область применения такого устройства; – сложность обеспечения устойчивой работы насоса с коллектором и перфорированными трубами на всасывающем трубопроводе, поскольку в соответствии с существующими требованиями к проектированию насосных станций, тем более при установке агрегатов не под заливом, всасывающие линии должны иметь минимальное гидравлическое сопротивление, прежде всего в связи с ограниченностью высоты всасывания насосов. На этих трубопроводах допустимо устанавливать только обратные клапаны, при этом если следовать указанным требованиям и не подключать всасывающий трубопровод к коллектору, то наличие такого коллектора с перфорированными трубами не имеет практического смысла. Без коллектора добиться равномерной работы тонкослойных элементов не удается и больший расход воды из реки будет поступать через элементы, расположенные ближе к всасывающему трубопроводу; – низкий эффект осветления при наличии в водоисточнике большого количества мелкодисперсной взвеси, удаление которой из воды возможно только при активной предварительной агломерации – укрупнении хлопьев, что обеспечивается введением в обрабатываемую воду коагулянтов и флокулянтов. Известна плавающая водоочистная установка с открытой донной частью, содержащая водоподъемное устройство с всасывающей и нагнетательной линиями, осветлитель в виде наклонных тонкослойных элементов с вертикальными перегородками под ними (А.с. СССР №1581343, МПК 5 В01D 21/02, 36/04, Е03В 3/32; Опубл. 30.07.90. Бюл. №28). Причем установка снабжена фильтром с плавающей загрузкой, перегородкой, ограничивающей фильтр сверху и выполненной в виде установленных вертикально и соединенных большими основаниями усеченных пирамид с вертикальными направляющими перегородками в верхней части, образующими щелевые каналы, коллектором промывной воды с патрубками, расположенными в щелевых каналах, при этом смежные пирамиды боковыми гранями образуют водосборные желоба осветленной воды. Недостатками известного технического решения являются: – сложность промывки плавающей фильтрующей загрузки, поскольку при открытой донной части установки для образования обратного напорного градиента и полного вымывания кольматанта необходимо создать такой уровень воды над фильтром, который бы превышал уровень воды в реке, а в этом случае подача промывной воды насосом в коллектор для создания требуемой интенсивности промывки одновременно всей площади фильтра должна в несколько раз превышать величину водоотбора, тем более что промывная вода на входе должна направляться от коллектора в патрубки и узкие щелевые каналы; – неравномерность работы фильтрующей загрузки при разной ее мощности, в связи с чем вода через загрузку будет стремиться проходить по траектории с наименьшим гидравлическим (фильтрационным) сопротивлением, то есть непосредственно напротив щелевых каналов, и именно эта зона будет активно кольматироваться, следовательно, в других зонах загрузка не только не нужна, но даже привносит определенные негативные эффекты, связанные с отсутствием проточности в порах загрузки и угрозой активизации микробиологических процессов, с опасностью поступления в обрабатываемую воду патогенной микрофлоры; – сложность эксплуатации установки из-за относительно короткого по продолжительности фильтроцикла и необходимости частой регенерации загрузки в связи с тем, что интенсивно кольматируется не весь объем, а только узкая зона загрузки непосредственно напротив щелевых каналов; – большие вертикальные габариты водоочистной установки, поскольку наклонные тонкослойные элементы для обеспечения существенной степени осветления должны иметь длину не менее 3 м, а с учетом конструктивной высоты фильтровального блока необходимая глубина в водоисточнике в месте расположения плавающей водоочистной установки должна быть не менее 6-8 м, что значительно ограничивает область применения такой установки; – сложность обеспечения устойчивой работы насоса при большой длине всасывающей линии и переменной глубине погружения водоочистной установки в различных режимах работы (режим регенерации фильтрующей загрузки, рабочий режим) при различном уровне воды в ней; – низкий эффект осветления при наличии в водоисточнике большого количества мелкодисперсной взвеси, удаление которой из воды возможно только при активной предварительной агломерации – укрупнении хлопьев, что обеспечивается введением в обрабатываемую воду коагулянтов и флокулянтов. Из другой области техники известно устройство для очистки жидкости (Патент на изобретение RU №2135257, МПК 6 B01D 21/02, C02F 1/40, Опубл. 27.08.99, Бюл. №24), содержащее корпус с установленным в нем тонкослойным модулем, выполненным в виде горизонтально установленных труб, имеющих щелевую перфорацию в нижней и верхней частях по всей их длине, расположенных с образованием зазора по внешнему контуру, осадконакопитель в нижней части корпуса, приемный карман, обеспечивающий подвод очищаемой жидкости к трубам, систему отвода осветленной жидкости, причем тонкослойный модуль выполнен из труб, расположенных в шахматном порядке и оснащенных втулками, образующими зазор по внешнему их контуру с гидравлическим сопротивлением, превышающим гидравлическое сопротивление внутренней полости труб, приемный карман оснащен подвижной разделительной перегородкой, установленной с возможностью перемещения в вертикальном направлении, с противоположной стороны от приемного кармана расположена камера перераспределения. Известное устройство не обеспечивает возможность забора воды из водоисточников с одновременным ее осветлением. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является плавающий водозабор-отстойник, включающий приемную емкость, тонкослойные отстойники и насосную станцию первого подъема, установленные на понтоне (Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. T.1. Очистка и кондиционирование природных вод. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учебн. пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2004. стр.177, табл.7.б №11). В нижней части тонкослойных отстойников установлены ячеистые блоки, оборудованные перегородками. Из приемной емкости вода поступает в сборники осветленной воды, из которых по всасывающим трубам производится отбор воды насосной установкой. Трубопровод подачи воды посредством шарнирного соединения подключен к напорному патрубку насоса, а сам насос установлен на одном понтоне с тонкослойным отстойником и приемной емкостью. Недостатками известного технического решения являются: – ограниченность условий применения, в частности, по глубинам водоисточника в месте расположения плавающего водозабора, которые должны быть не менее 4-5 м из-за больших вертикальных габаритов установки, поскольку наклонные тонкослойные элементы для обеспечения требуемого эффекта осветления должны иметь длину не менее 3 м; – низкий эффект осветления при наличии в водоисточнике большого количества мелкодисперсной взвеси, удаление которой из воды возможно только при активной предварительной агломерации – укрупнении хлопьев, что обеспечивается введением в обрабатываемую воду коагулянтов и флокулянтов. Задачей изобретения является создание нового плавающего водозабора-осветлителя с высоким эффектом удаления взвешенных в воде загрязнений за счет реагентного отстаивания и с возможностью его использования на водоисточниках с малыми глубинами за счет использования тонкослойного трубчатого модуля с горизонтальным расположением труб. Указанная задача решается следующим образом. В известном плавающем водозаборе-осветлителе, содержащим корпус с установленным в нем тонкослойным модулем с открытой донной частью, сборную емкость, сообщенную с тонкослойным модулем, из которой по всасывающему трубопроводу производится отбор воды насосом и подача по напорному трубопроводу, тонкослойный осветлительный модуль выполнен в виде горизонтальных труб со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине, горизонтальные перфорированные трубы установлены в корпусе в шахматном порядке с образованием зазора на их внешней поверхности, сообщающегося с рекой и обеспечивающего отвод осаждаемой взвеси в реку, гидравлическое сопротивление перфорации труб тонкослойного осветлительного модуля и зазора на их внешней поверхности превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости этих труб, водоприемная камера оснащена горизонтально установленной решеткой в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника и заполнена шарообразными элементами из материала с плотностью большей плотности воды, водоприемная камера оснащена системой дозирования и ввода реагентов и трубопроводом их подачи в ее нижнюю часть над горизонтальной решеткой. Отличительными от прототипа признаками являются: – тонкослойный осветлительный модуль выполнен в виде горизонтальных труб со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине; – горизонтальные перфорированные трубы установлены в корпусе в шахматном порядке; – горизонтальные перфорированные трубы установлены с образованием зазора на их внешней поверхности, сообщающегося с рекой и обеспечивающего отвод осаждаемой взвеси в реку; – гидравлическое сопротивление перфорации труб тонкослойного осветлительного модуля и зазора на их внешней поверхности превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости этих труб; – водоприемная камера оснащена горизонтально установленной решеткой в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника, и заполнена шарообразными элементами из материала с плотностью, большей плотности воды; – водоприемная камера оснащена системой дозирования и ввода реагентов и трубопроводом их подачи в ее нижнюю часть над горизонтальной решеткой. Тонкослойный осветлительный модуль выполнен в виде горизонтальных труб со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине, что позволяет выводить осажденные загрязнения за пределы внутренней полости этих труб без взмучивания осадка, сползающего по наклонной плоскости внутренних стенок труб в направлении, нормальном к направлению движения осветляемой воды, а перфорация в верхней части позволяет отводить всплывающие загрязнения. Горизонтальное расположение тонкослойных элементов в осветлительной части обеспечивает уменьшение вертикальных габаритных размеров с возможностью эксплуатации водозабора на водоисточниках с малыми глубинами. Горизонтальные перфорированные трубы установлены в корпусе в шахматном порядке, это позволяет наиболее компактно располагать трубы в тонкослойном модуле с образованием зазора между внешними стенками труб зигзагообразной формы, гидравлическое сопротивление которого максимально. При этом конструктивная высота тонкослойного модуля оказывается наименьшей, что дает возможность использовать водозабор на водоисточниках с малыми глубинами при высоком эффекте очистки воды, позволяя отводить загрязнения как с отрицательной, так и с положительной гидравлической крупностью. Горизонтальные перфорированные трубы установлены с образованием зазора на их внешней поверхности, сообщающегося с рекой и обеспечивающего отвод осаждаемой взвеси в реку, что определяет наибольший эффект очистки, поскольку не допускается смешивание выделенных из воды загрязнений с очищаемой жидкостью, проходящей только в горизонтальных трубах модуля, а загрязнения через щелевую перфорацию попадают в зазор и перемещаются в зазоре по внешним стенкам труб. Гидравлическое сопротивление перфорации труб тонкослойного осветлительного модуля и зазора на их внешней поверхности превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости этих труб, что обеспечивается зигзагообразной формой зазора и наличием в нем хомутов, расположенных с определенным шагом по длине каждой трубы, а гидравлическое сопротивление щелевой перфорации обусловлено шириной щели. Такое соотношение гидравлических сопротивлений предотвращает проточность очищаемой воды в зазоре с внешней стороны труб, в котором происходит только перемещение взвеси, попадающей в зазор через перфорацию труб, вывод этой взвеси в реку и при поступлении воды в тонкослойный модуль из реки через водоприемную камеру обеспечивается транспортирование очищаемой воды только во внутренней полости труб. Водоприемная камера оснащена горизонтально установленной решеткой в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника, и заполнена шарообразными элементами из материала с плотностью, большей плотности воды, это исключает поступление в водоприемную камеру значительной части механических загрязнений, осаждающихся непосредственно в реке, и защищает систему от попадания в нее мальков рыб, поскольку шарообразные элементы представляют собой механическое препятствие для рыбы, и при плотности материала, из которого выполняются шарообразные элементы, превышающей плотность воды, они достаточно компактно концентрируются в донной части камеры вблизи решетки. Водоприемная камера оснащена системой дозирования и ввода реагентов и трубопроводом их подачи в нижнюю часть камеры над горизонтальной решеткой, что обеспечивает агломерацию мелкодисперсной взвеси при взаимодействии с коагулянтом и(или) флокулянтом и, следовательно, более эффективную очистку речной воды в осветительном модуле. Наличие в водоприемной камере шарообразных элементов над горизонтальной донной решеткой при подаче реагентов в эту же зону позволяет повысить эффективность их перемешивания с обрабатываемой водой за счет активного возвратно-поступательного перемещения шарообразных элементов в восходящем потоке обрабатываемой речной воды. Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: высокий эффект удаления взвешенных в воде загрязнений за счет реагентного отстаивания и возможность использования водозабора-осветлителя на водоисточниках с малыми глубинами за счет снижения вертикальных габаритов установки при применении тонкослойного трубчатого модуля с горизонтальным расположением труб. Пример промышленной применимости изобретения. На фиг.1 изображен схематический продольный разрез плавающего водозабора-осветлителя, на фиг.2 – поперечный разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 изображен фрагмент поперечного разреза тонкослойного трубчатого модуля, выполненного из горизонтально расположенных труб прямоугольного сечения. На фиг.4 изображен продольный разрез прямоугольной трубы тонкослойного трубчатого модуля. Плавающий водозабор-осветлитель содержит водоприемную камеру 1 с горизонтальной решеткой 2 в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника. Водоприемная камера 1 заполнена шарообразными элементами 3 из материала с плотностью большей плотности воды. Тонкослойный трубчатый модуль имеет открытую донную часть, сообщенную с рекой (водоисточником), отделен от водоприемной камеры 1 водосливной стенкой и имеет вертикальные перегородки 4, в которые выведены устьевые участки горизонтально расположенных перфорированных труб 5. Сборная емкость 6 сообщена с тонкослойным трубчатым модулем неподтопленной водосливной стенкой. Над водоприемной камерой 1 установлены расходные емкости 7 реагентов, которые с помощью дозирующего устройства – насоса-дозатора 8 по трубопроводу 9 подаются в нижнюю часть водоприемной камеры 1 над горизонтальной решеткой 2. Над сборной емкостью 6 установлены насосные агрегаты 10 с всасывающим трубопроводом 11. Насосы 10 обеспечивают подачу осветленной воды по напорному трубопроводу 12 с шарнирным соединением 13 потребителю или на сооружения глубокой очистки воды. Плавающий водозабор-осветлитель для обеспечения плавучести оснащен понтонами 14. Стрелками 15 показано направление движения загрязнений, выделенных из воды в тонкослойном трубчатом модуле, через открытое днище в реку. Горизонтально установленные трубы 5 тонкослойного модуля могут быть прямоугольного сечения и выполняться из уголков, закрепленных на коротких опорных втулках 16, установленных по длине внутри труб с определенным шагом, с помощью хомутов 17. Причем уголки, образующие трубы 5 прямоугольного сечения, закрепляются таким образом, чтобы по всей их длине оставалась щель 18 (щелевая перфорация) в нижней части и щель 19 в верхней части. Накапливающийся на внутренней поверхности труб 5 осадок 20 удаляется из них через щель 18, а загрязнения с положительной гидравлической крупностью, всплывающие в процессе отстаивания воды в трубах 5, удаляются из них через щели 19. При установке труб 5 в шахматном порядке за счет наличия хомутов 17 образуется зигзагообразный зазор 21 с шириной Плавающий водозабор-осветлитель работает следующим образом. Вода из реки поступает в водоприемную камеру 1 через горизонтальную решетку 2, установленную в донной части камеры 1, образуя восходящий поток за счет напорного градиента – разности уровня воды в реке и сборной емкости 6, из которой осуществляется отбор воды насосом 10. Горизонтальное расположение решетки 2 и подвод воды из реки снизу вверх исключает поступление в водоприемную камеру 1 значительной части механических загрязнений, осаждающихся непосредственно в реке. В нижней части водоприемной камеры 1 размещены свободно перемещающиеся шарообразные элементы 3 диаметром 20-30 мм, выполненные из материала с плотностью большей плотности воды, например, из полистирола марки ПСС (ГОСТ 20282-74), плотность которого составляет 1,10 кг/дм3. Эти элементы 3 могут выполняться и из полиуретана, имеющего плотность 1,21 кг/дм3 Водоприемная камера 1 оснащена системой дозирования и ввода реагентов, в частности над камерой 1 могут быть размещены расходные емкости 7 реагентов, которые самотеком или, например, с помощью насоса-дозатора 8 подают по трубопроводу 9 в нижнюю часть водоприемной камеры 1 в зону над горизонтальной решеткой 2. Для более равномерного ввода реагентов трубопровод 9 соединен с распределительной системой, например, с перфорированным патрубком. Наличие в водоприемной камере 1 шарообразных элементов 3 над горизонтальной донной решеткой 2 при подаче реагентов по трубопроводу 9 в эту же зону позволяет повысить эффективность их перемешивания с обрабатываемой водой за счет активного возвратно-поступательного перемещения шарообразных элементов 3 в восходящем потоке обрабатываемой речной воды. Таким образом, нижняя часть водоприемной камеры 1 выполняет функцию смесителя, а в верхней части в восходящем потоке речной воды, смешанной с реагентами, обеспечивается достаточно активная агломерация мелкодисперсной взвеси – хлопьеобразование и, следовательно, повышается эффективность очистки воды в осветлительном тонкослойном модуле. Из водоприемной камеры 1 вода, смешанная с реагентами, через водосливную стенку поступает в тонкослойный осветлительный модуль, состоящий из горизонтально расположенных труб 5 с перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине. Устьевые участки труб 5 закреплены в вертикальных перегородках 4 и вода из водоприемной камеры 1 поступает только в трубы 5. Горизонтальные перфорированные трубы 5 установлены в корпусе тонкослойного осветлительного модуля в шахматном порядке, что обеспечивает наибольшую компактность расположения труб 5. При этом конструктивная высота тонкослойного модуля оказывается наименьшей, что дает возможность использовать водозабор на водоисточниках с малыми глубинами при высоком эффекте очистки воды. Горизонтально установленные трубы 5 тонкослойного модуля могут быть прямоугольного сечения и выполняться, например, из уголков, причем для облегчения конструкции уголки должны быть выполнены из металла толщиной не более 1 мм. Такие уголки закрепляются, например, на коротких опорных втулках 16, установленных по длине внутри труб с определенным шагом, с помощью хомутов 17. Причем втулки 16, на которых закрепляются уголки, образующие трубы 5 прямоугольного сечения, должны иметь такой диаметр, чтобы по всей длине уголков оставалась щель 18 (щелевая перфорация) в нижней части и щель 19 в верхней части. Это позволяет отводить загрязнения как с отрицательной, так и с положительной гидравлической крупностью. Размер труб 5 (длина и внутренний размер по диагонали) определяется в зависимости от гидравлической крупности и концентрации осаждаемой взвеси и при длине, например, до 3-4 м размер по диагонали каждой из труб может приниматься до 100 мм. Горизонтальные перфорированные трубы 5, образованные из уголков скрепленных хомутами 17, устанавливают с образованием зигзагообразного зазора 21 толщиной Вода с укрупненными хлопьями взвеси, поступая в горизонтальные перфорированные трубы 5 тонкослойного модуля, освобождается от загрязнений, осаждающихся на внутренних стенках труб 5. Осадок 20 постепенно сползает по этим стенкам в направлении, нормальном движению потока очищаемой воды без взмучивания осадка 20, и через щели 18 удаляется за пределы труб 5 в зигзагообразный зазор 21, сообщенный с рекой. По зазорам 21 и по внешней поверхности труб 5 осадок перемещается вниз (показано стрелками 15) и сбрасывается в реку. Поскольку при такой схеме отвода осадка 20 из труб 5 не допускается смешивание выделенных из воды загрязнений с очищаемой водой, проходящей только в горизонтальных трубах 5 модуля, достигается максимальный эффект очистки. Всплывающие в горизонтальных трубах 5 модуля загрязнения через щели 19 также попадают в зигзагообразный зазор 21, по которому они перемещаются в верхнюю часть тонкослойного осветлительного модуля, где должен размещаться сборный лоток (условно не показан), обеспечивающий периодическое удаление этих загрязнений за пределы водозаборного устройства. Ширина щелей 18 и 19 должна быть не более 5 мм, при этом гидравлическое сопротивление этих щелей 18 и 19 труб 5 тонкослойного осветлительного модуля и зазора 21 на их внешней поверхности превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости труб 5. Это обеспечивается зигзагообразной формой зазора 21 и наличием в нем хомутов 17, расположенных с определенным шагом по длине каждой трубы 5. Такое соотношение гидравлических сопротивлений предотвращает проточность очищаемой воды в зазоре 21 с внешней стороны труб 5, в котором происходит только перемещение взвеси, попадающей в зазор 21 через перфорацию труб 5 и вывод загрязнений в реку. При этом поступление воды в тонкослойный модуль из реки возможно только через водоприемную камеру 1, и проток очищаемой воды осуществляется только во внутренней полости труб 5. Режим движения воды в горизонтальных перфорированных трубах 5, как и в любом отстойнике, должен быть близок к ламинарному. В осветлительном модуле трубы 5 должны работать относительно равномерно, что определяется одинаковым для каждой из труб 5 модуля градиентом напора – разностью уровней на водосливных стенках смежной с водоприемной камерой 1 и смежной со сборной емкостью 6. Из сборной емкости 6 осветленная вода отбирается насосами 10, которые обеспечивают подачу ее по напорному трубопроводу 12 с шарнирным соединением 13 потребителю или на сооружения глубокой очистки воды. Таким образом, плавающий водозабор-осветлитель обеспечивает высокий эффект удаления взвешенных в воде загрязнений за счет реагентного отстаивания при возможности использования устройства на водоисточниках с малыми глубинами за счет снижения вертикальных габаритов установки при применении тонкослойного трубчатого модуля с горизонтальным расположением труб.
Формула изобретения
Плавающий водозабор-осветлитель, содержащий корпус с установленным в нем тонкослойным модулем с открытой донной частью, сборную емкость, сообщенную с тонкослойным модулем, из которой по всасывающему трубопроводу производится отбор воды насосом и подача по напорному трубопроводу, отличающийся тем, что тонкослойный осветлительный модуль выполнен в виде горизонтальных труб со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине, горизонтальные перфорированные трубы установлены в корпусе в шахматном порядке с образованием зазора на их внешней поверхности, сообщающегося с рекой и обеспечивающего отвод осаждаемой взвеси в реку, гидравлическое сопротивление перфорации труб тонкослойного осветлительного модуля и зазора на их внешней поверхности превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости этих труб, водоприемная камера оснащена горизонтально установленной решеткой в донной части, через которую осуществляется подвод воды из водоисточника, и заполнена шарообразными элементами из материала с плотностью, большей плотности воды, водоприемная камера оснащена системой дозирования и ввода реагентов и трубопроводом их подачи в ее нижнюю часть, над горизонтальной решеткой.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 05.05.2009
Извещение опубликовано: 20.09.2010 БИ: 26/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
, соответствующей толщине крепежных хомутов 17.
