PL166861B1 - Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy - Google Patents

Abstract

Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy zbudowane z komory połączonej w dolnej części z przewodem ssącym i osłoniętej od góry tacą rozbryzgową oraz z wirnika osadzonego w komorze i napędzanego z zespołu napędowego, znamienne tym, że ma koryta odpływowe (10) usytuowane ss= wzdłuż boków komory (1) oraz zabieraki (8) OS wirnika (5), których osie wzdłużne są usytuowane pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5) oraz pod kątem 0 + 90°, korzystnie 8 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5), przy czym taca rozbryzgowa (3) kieruje ciecz do koryt odpływowych (10) „J| zaś wlot przewodu ssącego (2) jest pochylog3L. ny pod kątem 10 + 40°, korzystnie 25° do poziomu cieczy (16).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy, znajdujące zastosowanie w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania cieczy, zwłaszcza ścieków.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 155 805 (zgłoszenie patentowe) biologiczna oczyszczalnia ścieków, zwłaszcza z zakładów przemysłu spożywczego albo komunalnych, złożona z pierścieniowej komory osadu czynnego, z umieszczonej w niej komory napowietrzania oraz z osadnika wtórnego zlokalizowanego na zewnątrz komory pierścieniowej i połączonego z nią poprzez swoje otwarte dno. Połączenie osadnika wtórnego z komorą pierścieniową osadu czynnego poprzez otwarte dno osadnika jest zrealizowane poprzez szeregowo z otwartym dnem usytuowaną zatokę komory pierścieniowej zlokalizowaną przy dnie tej komory i ukształtowaną korzystnie w postaci prostopadłościanu. Umieszczony w komorze pierścieniowej dolny koniec przewodu jest osadzony przy dnie tej komory pierścieniowej, obok zatoki. Górny koniec tego przewodu jest osadzony z kolei w dnie komory napowietrzania. W komorze napowietrzania umieszczone jest koło czerpakowe osadzone na wspólnym wałku napędowym z kołem łopatkowym zlokalizowanym w komorze pierścieniowej w pobliżu lustra cieczy. Nad tym zespołem czerpakowo-łopatkowym jest umieszczona osłona rozbryzgowa. Ścieki doprowadzone są do komory pierścieniowej, w której kołem łopatkowym są wprowadzane w obieg. Ponadto z dolnej części tej komory ścieki przechodzą przewodem do komory napowietrzania, skąd kołem czerpakowym są wyrzucane na osłonę wywołującą ich rozbryzg i zawracającą strumień do komory pierścieniowej.

Znana jest ponadto z polskiego opisu patentowego nr 150 706 biologiczna oczyszczalnia ścieków o małej p^^^pi^.stowości posiadająca zbiornik ze skośnie wyprofilowanym dnem. Wewnątrz zbiornika znajduje się komora napowietrzania w kształcie dzwonu zawierająca turbinę napowietrzającą napędzaną silnikiem osadzonym w komorze napędowej nad komorą napowietrzania.Z komorą napowietrzania połączony jest rurociąg dopływu cieczy i powietrza niezbędnego dla przebiegu procesów oczyszczania biologicznego. Wokół komory napowietrzania znajduje się połączona z nią komora sedymentacyjna. W jej górnej części znajduje się przelew oraz kanał odpływu ścieków oczyszczonych. Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 158 098 znane jest urządzenie napowietrzające, zwłaszcza ścieki, stanowiące zespół wirujący złożony z wirnika i mieszadła osadzonych na wspólnym wale, korzystnie pionowym. Mieszadło osadzone jest na wale poniżej wirnika w odległości 0,01 + 0,15 średnicy wirnika między dolną krawędzią łopatki wirnika a górną krawędzią łopatki mieszadła. Mieszadło jest mieszadłem turbinowym z tłoczącymi w dół łopatkami pochylonymi pod kątem 20° + 80° do poziomu.

166 861

Przykładem zastosowania wirnika o osi pionowej do napowietrzania ścieków w procesie osadu czynnego jest komora Boltona, opisana w książce Marka Romana pt. Kanalizacja Oczyszczanie ścieków tom 2, wydanej przez Arkady w Warszawie w roku 1986, na stronie 290 i następnych. Komory Boltona są budowane w postaci zbiorników przeważnie żelbetowych o kształcie kołowym lub prostokątnym w planie. W środku zbiornika jest umieszczona rura z wirnikiem znajdującym się bezpośrednio przy górnym końcu rury. Obracający się wirnik powoduje przepływ zawartości zbiornika przez rurę z dołu do góry i wyrzuca ścieki wraz z osadem czynnym cienkimi strugami od środka ku obwodowi komory. Powstaje przy tym silne falowanie cieczy w komorze. Napowietrzanie zachodzi tu dzięki kontaktowi z powietrzem wyrzucanych z wirnika strug cieczy i silnemu falowaniu powierzchni cieczy w komorze oraz dzięki mechanicznemu wtłaczaniu powietrza do cieczy przez uderzające o nią łopatki wirnika.

Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy według wynalazku zbudowane z komory połączonej w dolnej części z przewodem ssącym osłoniętej od góry tacą rozbryzgową oraz z wirnika osadzonego w komorze i napędzanego z zespołu napędowego, charakteryzuje się tym, że ma koryta odpływowe usytuowane wzdłuż boków komory oraz zabieraki wirnika, których osie wzdłużne są usytuowane pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi wirnika oraz pod kątem 0^90°, korzystnie 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi wirnika, przy czym taca rozbryzgowa kieruje ciecz do koryt odpływowych zaś wlot przewodu ssącego jest pochylony pod kątem 10*40°, korzystnie 25° do poziomu cieczy.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest jego prosta i uniwersalna konstrukcja. Jako urządzenie stacjonarne jest mocowane na wspornikach opartych o dno lub ściany boczne kanału pierścieniowego w oczyszczalni ścieków. Jako urządzenie przenośne jest osadzone na wspornikach na dnie dużych zbiorników wodnych lub pływa po powierzchni wody przy wykorzystaniu pływaków.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że w urządzeniu według wynalazku uzyskuje się lepszą wydajność w natlenianiu cieczy, wyrażającą się ilością wprowadzonego tlenu do cieczy w stosunku do zużytej energii, niż w stosowanych dotychczas urządzeniach. Ponadto stwierdzono także, że jeśli dolne zakończenie przewodu ssącego jest wygięte i znajduje się w pobliżu dna kanału lub zbiornika wodnego to występuje znaczny napływ cieczy lub ścieków z warstw na dnie kanału lub zbiornika wodnego do urządzenia w celu ich natlenienia i zmieszania.

Urządzenie wymusza ukierunkowany przepływ cieczy w zbiorniku wodnym. Pobieranie cieczy następuje przewodem ssącym, dalej następuje mieszanie cieczy i jej natlenianie oraz spływ korytami odpływowymi na zewnątrz urządzenia, korzystnie w kierunku przeciwnym do kierunku pobierania cieczy. Wymuszenie przepływu cieczy jest bardzo korzystne w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania takich zbiorników wodnych jak stawy i jeziora.

Urządzenie według wynalazku jest przewidziane zasadniczo do pracy okresowej w procesie wstępnego biologicznego oczyszczania cieczy. Może być wykorzystane do pracy ciągłej jako zespół biologicznej oczyszczalni ścieków, w której wykorzystano osadnik wtórny znany na przykład z polskiego opisu patentowego nr 149 211 lub z polskiego opisu patentowego nr 155 805 .

Rozwiązanie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 i fig. 2 przedstawiają przekrój poprzeczny i wzdłużny w osi wirnika urządzenia zamocowanego w kanale pierścieniowym oczyszczalni ścieków, fig. 3 - wirnik w widoku w góry zaś, fig. 4 - zabierak wirnika w rozwinięciu.

Urządzenie jest zbudowane z komory 1 połączonej w dolnej części z przewodem ssącym i osłoniętej od góry tacą rozbryzgową 3 z kierownicą 4. W komorze 1 jest osadzony wirnik 5. Wirnik 5 jest zbudowany z osi 6, tarczy 7 oraz z szeregu zabieraków 8 rozmieszczonych na obwodzie tarczy 7. Oś 6 wirnika 5 przechodzi przez tacę rozbryzgową 3 i jest napędzana z zespołu napędowego stanowiącego silnik elektryczny 9 i umieszczonego nad tacą rozbryzgową 3. Wzdłuż boków komory 1 są usytuowane koryta odpływowe 10.

Urządzenie jest osadzone na dnie 11 kanału 12 przy pomocy wsporników 13, 14, 15 tak, że poziom cieczy 16 znajduje się tuż poniżej koryt odpływowych 10. Spływ cieczy z koryt odpływowych 10 odbywa się w przeciwnym kierunku do jej zasysania do przewodu ssącego 2. Wlot przewodu ssącego 2 jest pochylony pod kątem 25° do poziomu cieczy 16.

Tarcza 7 wirnika 5 ma kształt ośmiokąta foremnego. Równomiernie na obwodzie tarczy 7 są osadzone cztery jednakowe zabieraki 8. Każdy zabierak 8 ma kształt wyprofilowanej rynienki, której ścianki I i II oraz II i III są prostopadle do siebie zaś ścianki I i III są równoległe do siebie. Każdy zabierak 8 jest mocowany do tarczy 7 krawędzią A. Oś wzdłużna każdego z zabieraków 8 jest usytuowana pod kątem 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi 6 wirnika 5 oraz pod kątem 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi 6 wirnika 5.

Działanie urządzenia jest następujące. Obracający się wirnik 5 swoimi zabierakami 8 pobiera ciecz z komory 1 i odrzuca siłą odśrodkową na tacę rozbryzgową 3. W ten sposób następuje wymieszanie i natlenienie cieczy. Ciecz z tarczy rozbryzgowej 3 spływa do koryt odpływowych 10. Kierunek odrzucanej przez zabieraki 8 wirnika 5 i odbitej od tacy rozbryzgowej 3 cieczy jest zaznaczony na fig. 1 strzałkami. Przelana z komory 1 do koryt odpływowych 10 ciecz wymusza napływ przez przewód ssący 2 do komory 1 następnych partii cieczy. Kierunek przepływu cieczy, wpływu do przewodu ssącego 2 i wpływu z koryt odpływowych 10 do kanału 12, jest zaznaczony na fig. 2 strzałkami.

Fig. 4

166 861

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do natleniania, mieszania oraz wywoływania ukierunkowanego przepływu cieczy zbudowane z komory połączonej w dolnej części z przewodem ssącym i osłoniętej od góry tacą rozbryzgową oraz z wirnika osadzonego w komorze i napędzanego z zespołu napędowego, znamienne tym, że ma koryta odpływowe (10) usytuowane wzdłuż boków komory (1) oraz zabieraki (8) wirnika (5), których osie wzdłużne są usytuowane pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do stycznej do okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5) oraz pod kątem 0 + 90°, korzystnie 45° do promienia okręgu obiegu wokół osi (6) wirnika (5), przy czym taca rozbryzgowa (3) kieruje ciecz do koryt odpływowych (10) zaś wlot przewodu ssącego (2) jest pochylony pod kątem 10 + 40°, korzystnie 25° do poziomu cieczy (16).