Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Современное состояние вопроса применения методов тонкослойного отстаивания и фильтрования для очистки вод от механических примесей 11
1.1. Выделение из воды взвешенных веществ отстаиванием 11
1.2. Обзор конструкций тонкослойных отстойников 20
1.3. Вибрационные устройства для очистки жидкости от механических примесей 28
1.3.1. Вибрационные тонкослойные отстойники 28
1.3.2. Вибрационные сетчатые фильтры 34
1.4. Выводы и задачи исследований 38
Глава 2. Лабораторные исследования процессов вибрационного тонкослойного отстаивания ; 40
2.1. Программа исследований 40
2.2. Вибрационный стенд 41
2.3. Исследование воздействия вибрации на состояние жидкости 43
2.3.1. Экспериментальная установка 43
2.3.2. Методика исследований 43
2.3.3. Результаты исследований 45
2.4. Исследования воздействия вибрации на процессы осаждения механических примесей в жидкости 47
2.4.1. Экспериментальная установка 47
2.4.2. Характеристика модельной среды 49
2.4.3. Методика исследований 50
2.4.4. Результаты исследований 51
2.5. Исследование воздействия вибрации на процесс перемещения осадка по наклонной пластине 55
2.5.1. Экспериментальная установка 55
2.5.2. Методика исследований 57
2.5.3. Результаты исследований 60
2.6. Исследование влияния вибрационных, геометрических и гидравлических параметров на работу тонкослойного отстойника 66
2.6.1. Экспериментальная установка 66
2.6.2. Методика исследований 67
2.6.3. Результаты исследований 69
2.7. Выводы 77
Глава 3. Усовершенствование устройств для вибрационной очистки жидкости 79
3.1. Усовершенствование вибрационных тонкослойных отстойников 79
3.1.1. Классификация вибрационных тонкослойных отстойников 79
3.1.2. Новые конструкции вибрационных тонкослойных отстойников 82
3.2. Усовершенствование вибрационных сетчатых фильтров 91
3.2.1. Классификация вибрационных сетчатых фильтров 91
3.2.2. Новые конструкции вибрационных фильтров 94
3.3. Совместная работа вибрационных тонкослойных
отстойников с другими водоочистными сооружениями 100
3.4. Выводы 105
Глава 4. Теоретические исследования процессов тонкослойного отстаивания 106
4.1. Выбор параметров вибрации 106
4.2. Теоретические исследования перемещения слоя частиц по наклонной вибрируемой поверхности 109
4.3. Выводы 126
Глава 5. Методика проектирования вибрационных устройств для очистки жидкости от механических примесей 128
5.1. Обоснование выбора параметров вибрационного тонкослойного отстойника 128
5.1.1. Оценка воздействия вибрации на геометрические параметры тонкослойного отстойника 129
5.1.2. Обоснование выбора параметров вибрации (амплитуды, частоты и направления) полок тонкослойного отстойника 131
5.1.3.Обоснование выбора угла наклона полок 132
5.1.4.0пределение других параметров вибрационного тонкослойного отстойника 134
5.2. Методика проектирования вибрационного тонкослойного отстойника 134
5.3.Особенности методики расчета виброкомплекса, состоящего из тонкослойного отстойника и сетчатого фильтра 137
5.4. Выводы 138
Глава 6. Исследование эффективности очистки промышленных сточных вод на полупромышленных установках вибрационного тонкослойного отстойника и вибрационного фильтра 139
6.1. Описание полупромышленной установки 139
6.2. Методика исследований и характеристика модельной среды 147
6.3. Результаты исследований 147
6.4. Варианты использования вибрационных устройств для очистки жидкостей от механических примесей в технологических схемах очистки природных и производственных сточных вод 151
6.5. Достоинства и характеристики вибрационного насосно-очистного устройства 158
6.6. Выводы 159
Общие выводы 160
Список литературы
- Вибрационные устройства для очистки жидкости от механических примесей
- Исследование воздействия вибрации на состояние жидкости
- Классификация вибрационных тонкослойных отстойников
- Оценка воздействия вибрации на геометрические параметры тонкослойного отстойника
Введение к работе
Проблемы рационального использования природных ресурсов, поиска и разработки эффективных методов защиты окружающей среды, в частности, совершенных схем подготовки и использования воды, очистки промышленных сточных вод, приобретают на современном этапе особую актуальность. При этом наиболее важными являются аспекты повышения надежности и глубины очистки сточных вод, применение новых технологических процессов и устройств для извлечения из воды загрязняющих веществ.
Наиболее распространенными способами выделения механических примесей из сточных вод являются отстаивание, в том числе тонкослойное, и фильтрование. Однако традиционно используемые конструкции отстойников и фильтров имеют достаточно большие габариты, требуют значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Поэтому возникает необходимость поиска путей создания малогабаритных высокопроизводительных тонкослойных отстойников и сетчатых фильтров. Наиболее эффективным из них, по мнению многих исследователей, является применение вибрации, позволяющей интенсифицировать процесс очистки.
Однако разработка совершенных конструкций и выбор оптимальных режимов работы вибрационных устройств для очистки промышленных сточных вод сдерживается недостаточной изученностью механизмов процессов отстаивания, фильтрования и регенерации вибрируемых поверхностей тонкослойных отстойников и сетчатых фильтров.
Работа по изучению этих вопросов выполнялась на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» в рамках тематических планов НИР Томского государственного архитектурно-строительного университета.
Целью работы являлась разработка методов расчета и создание конструкций малогабаритных вибрационных устройств с высокими эксплуатационными показателями для очистки промышленных сточных вод от механических примесей.
В соответствии с поставленной целью в работе необходимо было решить следующие задачи:
исследовать воздействие вибрации на состояние и процессы осветления жидкости; изучить особенности принудительного перемещения осадка по рабочим поверхностям очистных устройств под воздействием вибрации;
исследовать влияние вибрационных, геометрических и гидравлических параметров на процесс тонкослойного отстаивания;
разработать конструкции вибрационных малогабаритных тонкослойных отстойников и сетчатых фильтров для выделения механических примесей из промышленных сточных вод и провести их испытания в производственных условиях.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Разработана концепция создания вибрационных устройств для выделения механических примесей, содержащихся в сточных водах, путем тонкослойного отстаивания или фильтрования через рабочие сетки. Впервые предложена классификация тонкослойных отстойников и вибрационных сетчатых фильтров, учитывающая вид, тип и периодичность работы вибровозбудителя; направление вибрации; форму и способ регенерации рабочих поверхностей очистных устройств.
Разработана математическая модель принудительного перемещения слоя частиц по рабочей продольно вибрируемой поверхности тонкослойного модуля виброотстойника. Установлена экспоненциальная зависимость критического угла наклона полок от параметров вибра-
ции. Определены оптимальные сочетания вибрационных и технологических параметров, а также толщина слоя перемещаемого осадка, не допускающего его взмучивание. 3. Определены амплитудно-частотных параметров вибрационных очистных устройств для реальных процессов, не подчиняющихся экспоненциальному закону перемещения осадка. Предложены эмпирические зависимости для определения и прогнозирования дискретных частот активного возмущения жидкостей при продольной и поперечной вибрации, при которых достигаются максимальные эффекты регенерации сетчатого полотна фильтра, увеличения потерь напора на нем; взмучивания осевшего осадка и его перемещения по наклонным полкам отстойника. Практическая ценность работы состоит в разработке научно-обоснованных методов расчета фильтров и тонкослойных отстойников, учитывающих вибрационную регенерацию их рабочих поверхностей, включающих номограмму, полуэмпирические и эмпирические инженерные зависимости и позволяющих модернизировать работу действующего оборудования и создавать новые технологические устройства.
Созданы и испытаны в лабораторных и производственных условиях устройства для очистки жидкости от механических примесей с учетом вибрационной регенерации их рабочих поверхностей. Предложены конструкции таких устройств (а. с. № 1247041, № 1274718, № 1450841, № 1526747 - вибрационные тонкослойные отстойники; № 965464, №1130370 - вибрационные сетчатые фильтры; свидетельство на полезную модель № 18147 - насосно-очистное устройство), имеющие малые габариты, высокие эксплуатационные показатели и обеспечивающие экономию энергетических ресурсов.
Основные положения и результаты исследований докладывались на 42-ой и 44-ой научно-технических конференциях Ленинградского ИСИ (1985,
1987 гг.), на 40-ой научно-технической конференции Ленинградского ТИ ЦБП (1987 г.), на IV-ой Всесоюзной научно технической конференции Челябинского филиала НАТИ (1990 г.), на научно-технической конференции Томского ГАСУ (1999), на III международной научно-практической конференции Кемеровского СибГИУ (2000 г.), на объединенном научном семинаре кафедр «Водоснабжение и водоотведение», «Теплогазоснабжение», «Отопление и вентиляция» Томского ГАСУ (2001 г.), на 2-ом международном научно-техническом семинаре Томского ГАСУ (2001 г.).
Диссертация имеет общим объем 178 страниц и включает введение, 6 глав, общие выводы по работе и перечень использованной литературы, содержит 3 таблицы, 78 рисунков, 3 приложения.
Работа выполнена на кафедре водоснабжения и водоотведения Томского государственного архитектурно-строительного университета под руководством доктора технических наук, профессора А.М Курганова (Санкт-Петербургский ГАСУ), которому автор выражает благодарность и глубокую признательность за помощь и сотрудничество. Особую благодарность автор выражает своему научному консультанту кандидату технических наук, доценту Г.Д. Слабожанину (Томский ГАСУ), сотрудничество с которым выработало у автора потребность к творческой научной деятельности. Автор благодарен инженеру С.Ф. Мочалкину, совместная работа с которым научила поиску неординарных решений поставленных задач. Кандидату технических наук, доценту В.И. Мелькову (Томский ГАСУ) автор благодарен за наставничество в начальный период его деятельности и за сотрудничество в последующие годы. За совместную работу и ценные рекомендации автор благодарит доктора химических и технических наук, профессора Ю.С. Саркисова, кандидата физико-математических наук, доцента Е.Я. Макарова, кандидата технических наук, доцента Б.П. Лашкивского. (Томский ГАСУ). Огромную благодарность автор выражает докторам технических наук, профессорам A.M. Фоминых и
В.В. Дегтяреву, кандидатам технических наук, доцентам Г.Т. Амбросовой и О.Г. Гирикову (Новосибирский ГАСУ) за ценные замечания и рекомендации, сотрудникам кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Томского ГАСУ за искреннюю поддержку в течение всех лет работы над диссертацией.
Вибрационные устройства для очистки жидкости от механических примесей
Тонкослойные отстойники в системах питьевого и производственного водоснабжения используются как самостоятельные сооружения, гак и совместно с другими. Они применяются в качестве первой или второй ступеней в зависимости от решаемых задач.
Тонкослойные модули, установленные в горизонтальных [8, 45], вертикальных f8, 45], радиальных [8, 45] отстойниках, безнапорных гидроциклонах [46] или осветлителях со слоем взвешенного осадка [28, 47] значительно повышают степень очистки жидкости или их производительность. Трубчатый тонкослойный отстойник используется при обезжелезивании природных вод в установках малой производительности [48]. Эффект обез железивания зависит от скорости движения воды в каналах отстойника и дозы коагулянта.
Авторы работы [49] использовали тонкослойный отстойник для очистки воды для питьевых нужд.
В качестве первой ступени использовался тонкослойный отстойник в двухступенчатой схеме очистки природных вод: отстойник - скорый фильтр [50]. Очищенная по такой схеме вода без применения коагулянта может использоваться для промышленного, а с применением коагулянта - для питьевого водоснабжения.
В процессе очистки производственных сточных вод образуются осадки различные по химическому составу и физическим свойствам.
Их количество может достигать 10-40 % расхода сточных вод [8], что требует решения вопросов, связанных с удалением осадка из межполочного пространства, его транспортировкой и удалением из сборного приямка.
Наибольшее распространение получили тонкослойные отстойники со значительным углом наклона блоков (до 60 ), как правило, исключающим специальные устройства для удаления осадка с полок. Однако в отстойниках для очистки вод от мазутосодержащих и цементирующих примесей, а также при выполнении полок горизонтальными или с небольшим наклоном, обеспечивающим наименьшую высоту зоны отстаивания, необходимы устройства для удаления осадка.
Так в конструкциях периодического действия изменяют угол наклона полок [36] или применяют обратную промывку осветленной водой после выключения отстойника из работы.
В других конструкциях применяется воздушная камера, позволяющая осуществлять обратную промывку полок не прерывая работу отстойника. Это достигается медленным вытеснением воды сжатым воздухом и его последующим мгновенным выпуском, при котором вода устремляется в воздуш ную камеру, создавая в межполочном пространстве интенсивный обратный поток.
В отстойниках для очистки сточных вод от мазутосодержащих или цементирующих примесей полки тонкослойных блоков иногда покрывают пленкой или тканью, которые после загрязнения заменяют новыми [51].
В других случаях вместо пленки или ткани используют эластичные диафрагмы, прикрепленные к полкам. Под них периодически подается сжатый воздух и частицы осадка при прижатии их к низу вышерасположенной полки укрупняются и, после выпуска воздуха из под диафрагм, лучше скатываются [52].
В конструкциях тонкослойных блоков, представляющих подвижную транспортную ленту, осадок с ленты удаляется скребками [53].
Способы транспортировки выпавшего осадка к сборному приямку весьма разнообразны. Наиболее широко применяется скребковые фермы [45] в радиальных (рис. 1.4,а) и скребковые транспортеры [45] в горизонтальных отстойниках (рис. 1.4, д). Другие способы транспортировки и удаления осадка показаны на рис. 1.4.
В п 1.1 был рассмотрен вопрос о воздействии акустических колебаний на процессы выделения механических примесей из жидкости при ее очистке в поле гравитационных сил. Было указано, что вибрация способствует оседанию частиц без применения коагулянта [10, 14], ускоряет процесс осаждения при введении в воду коагулянта [14]. Можно предположить, что применение вибрации позволяет решить проблему удаления осадка из межполочного пространства. Ряд этих достоинств вибрации требует решать вопрос о более широком ее применении в процессах тонкослойного отстаивания.
В настоящее время существует ряд конструкций тонкослойных отстойников, в которых применяется вибрация для снижения сцепления осадка с полками и транспортирования его в зону накопления.
На рис. 1.5,а представлен отстойник с V-образными полками (пластинами), один конец которых штоком соединен с вибровозбудителем, а второй -шарнирно со стенкой, через которую осветляемая вода поступает в межполочное пространство [33]. При вертикальном вибрировании штока участки полок, прилегающие к штоку, перемещаются с большей, а участки полок, прилегающие к стенке с меньшей амплитудой. Вертикальное вибрирование наклонных полок, взмучивающее осадок, и выполнение полок из эластичных, гасящих вибрацию материалов, ухудшает эффективность работы такого тонкослойного отстойника.
В работе [54] указано, что установка вибровузбудителя, соединенного с пластинами тонкослойного отстойника (рис. 1.5,6), позволяет интенсифицировать процесс удаления осадка из межполочного пространства. Однако, следует заметить, что вибрирование наклонных полок только в вертикальной плоскости может приводить к взмучиванию осадка, сползающего по полкам.
Отстойник (рис. 1.5,в), выполненный в виде лотка небольшой глубины с наклоном вдоль потока осветляемой жидкости, разбит вертикальными перегородками на секции. Боковые стенки лотка подвергаются вибрированию в горизонтальной плоскости [55]. Такая вибрация способствует перемещению осадка к месту выгрузки, но при его частичном взмучивании, а однорядное расположение секций отстойника свидетельствует о его незначительной производительности.
Исследование воздействия вибрации на состояние жидкости
При проведении экспериментов для задания вибрации устройствам с заданными параметрами использовались генератор колебаний и приборы для измерения и контроля параметров вибрации.
В качестве генератора колебаний использовался вибрационный электродинамический стенд ВЭДС-200А, имеющий ряд преимуществ перед механическими и позволяющий получать направленные синусоидальные вибрации с амплитудой перемещения от 0 до 6 мм при соответствующих частотах от 40000 до 4 Гц.
Параметры вибрации измерялись приборами, входящими в комплект вибростенда ВЭДС-200А. Для контроля параметров вибрации дополнительно использовался комплект виброизмерительной аппаратуры ВИ6-5МА с рабочим диапазоном частот fK)-200 Гц и осциллограф Н041У-4.2.
Электрические сигналы от датчика ускорения типа ДУ-5 и датчика вибрации типа ДВ-1 поступали на виброизмерительную аппаратуру ВИ6-5МА. Усиленный сигнал передавался на гальванометры МЩЩ 1.2 осциллографа Н041У-4.2.
При исследовании вибрационных устройств существенное значение имеют амплитудно-частотные характеристики и формы колебания. Обеспечение моногармонической формы вибрации упрощает изучение сущности протекающих процессов, поэтому периодически проверялась синусоидальность колебаний пластин (полок) экспериментальных установок.
Перед проведением испытаний устройств с помощью осциллографиро-вания сигналов с датчиков вибрации проверялось отсутствие недопустимо высокочастотной составляющей вибрации. Максимальная погрешность измерения вибрации определялась: при работе с блоком измерения вибрации ВБ=Д/6ВД+В6=5Д% (2.1) при работе с аппаратурой ВИ6-5МА ВА=А/5вД+ва=1 8% С2"2) где 5ВД=1 % - погрешность датчика; 5вб=5 % - максимальная погрешность в блоке; 8,33=1,5 % - максимальная погрешность аппаратуры. Система замера вибрации градуировалась на стенде с помощью микроскопа МИР-2 и строботахометра.
При исследовании влияния вибрации на происходящие в жидкости процессы производились визуальные наблюдения. Бак установки, общий вид и схема которой представлена на рис. 2.1 и 2.2, выполнен из органического стекла в виде цилиндра с внутренним диаметром 150 мм и высотой 220 мм.
Бак жестко крепится к корпусу вибростола в вертикальном положении, а пластина, размещенная вблизи дна бака, штоком соединяется с подвижной плитой вибростола. Пластине диаметром 135 мм и толщиной 2 мм, задаются вертикальные (рис. 2.2,а) или горизонтальные (рис. 2.2,6) колебания.
Исследования воздействия вибрации на состояние жидкости предусматривали определение вибрационных параметров (частоты f, амплитуды а и направления), при которых на свободной поверхности жидкости бака возникает рябь (поверхностные волны), происходит отрыв капель жидкости от поверхности и воздушные пузырьки достигают вибрируемой в нижней части бака пластины. Исследования проводились на чистой водопроводной воде.
Бак заполнялся водой на определенную высоту (от 50 до 200 мм над плоскостью пластины), которая в пределах одного опыта не менялась. Пластине задавались колебания в диапазоне частот 10-160 Гц с амплитудой виброперемещения от 0 до 4 мм. Задав фиксированную частоту колебания пластины, подбиралась амплитуда, при которой начинали происходить вышеуказанные визуально наблюдаемые процессы.
Классификация вибрационных тонкослойных отстойников
В основу классификации вибрационных тонкослойных отстойников (рис. 3.1) автор предлагает включить следующие признаки: вид вибровозбудителя, его тип и режим работы; форма полок, вид вибрации и ее направление при поступательных колебаниях полок [85].
Вибровозбудители в тонкослойных отстойниках используются для придания полкам колебательных движений. По виду они подразделяются на автономные, неавтономные, и косвенные.
Автономному вибровозбудителю [33, 54, 55] отстойника требуется дополнительный источник энергии (генератор электрического тока, компрессор и т.п.), для работы неавтономного вибрововозбудителя используется энергия потока рабочей жидкости [58].
При использовании косвенного вибровозбудителя колебание полок осуществляется устройством, не предназначенным для создания вибрации, но являющемуся непременным элементом системы водоснабжения или другой технологической схемы. Такое техническое решение применено в конструкции вибрационного тонкослойного отстойника [86].
Тип вибровозбудителя определяется конструктивными особенностями устройства, используемого для колебания полок в отстойнике. Вибровозбуди-тели могут быть самыми разнообразными: центробежными, электродинамическими, пневматическими, гидравлическими и др.
Центробежные вибровозбудители генерируют вибрацию за счет вращательного движения инерционных элементов, в качестве которых используются дебалансы или бегунки.
В электромагнитных вибровозбудителях силы, возбуждающие колебания, создаются в результате воздействия переменного во времени магнитного поля на ферромагнитные тела.
В основе электродинамического способа возбуждения колебаний лежит явление образования переменной электродинамической силы при взаимодействии постоянного магнитного поля с проводником, по которому протекает электрический ток.
У вибровозбудителей кинематического и принудительного типов ведущее звено имеет вполне определенное движение, зависящее только от геометрических размеров механизмов (эксцентриситета кривошипа).
Гидравлические вибровозбудители сообщают колебания рабочему органу, либо вследствие использования пульсирующего источника рабочей жидкости, либо прерывания потока рабочей жидкости постоянного расхода с помощью золотниковых устройств. Золотниковыми устройствами могут управлять либо внешний привод, либо сам вибровозбудитель в соответствии с положением его рабочего органа.
В пневматических вибровозбудителях происходит преобразование пульсирующего давления сжатого воздуха в переменную силу, создающую колебания рабочего органа.
По режиму работы вибровозбудителя отстойники подразделяются на отстойники с постоянной [33, 54] и периодической [56] вибрацией тонкослойного модуля. Периодическая вибрация целесообразна в тонкослойных отстойниках, используемых для очистки вод с малым содержанием взвешенных веществ, т.е. при образовании незначительного слоя осадка на полках. Образование значительного слоя осадка на полках требует постоянного его транспортирования и, следовательно, постоянного вибрирования полок.
В вибрационных тонкослойных отстойниках используются поворотные [33], угловые [87] или поступательные колебания полок [88].
При поворотной вибрации один конец тонкослойного модуля штоком соединен с вибровозбудителем, а второй - шарнирно с корпусом отстойника.
Угловая вибрация может осуществляться в тонкослойных отстойниках с цилиндрическими [89] или полуцилиндрическими [87] полками. В них поступательная вибрация штока вибровозбудителя преобразуется в угловую вибрацию полок относительно их геометрических осей. Такая вибрация может создаваться и вибровозбудителями угловых колебаний.
В зависимости от направления по отношению к полкам поступательная вибрация подразделяется на продольную [88], поперечную [88] и комбинированную [58]. Продольная вибрации задается вдоль полок, поперечная - поперек полок, при комбинированной вибрации полки имеют продольную и поперечную составляющую колебаний.
Форма полок может быть плоская [58, 88], полуцилиндрическая [87], цилиндрическая (трубная) [89] или криволинейная (например, V-образная или волнообразная) [33]. Использование полок выбранной формы в соответствии с определенным видом вибрации позволит более эффективно использовать преимущества вибрации.
Оценка воздействия вибрации на геометрические параметры тонкослойного отстойника
Вибрационные тонкослойные отстойники в схемах водоочистки могут работать как самостоятельные сооружения или в качестве одной из ступеней очистки воды.
Для очистки стоков моек грузовых автомобилей в настоящей работе предлагается конструкция установки, включающая в себя тонкослойный отстойник и центрифугу, где отстойник являлся первой ступенью очистки [104]. В отстойнике под действием сил гравитации в межполочном пространстве модуля происходило выделение из воды всплывающих и грубодисперсных осаждающихся загрязнений, которые периодически удалялись из зоны накопления. Из отстойника частично осветленная жидкость самотеком поступает в центрифугу, где под действием центробежных сил происходит ее дальнейшая очистка от механических примесей. После центрифугирования очищенная вода центробежным насосом подается для мойки автомобилей. Осадок из нижней части центрифуги периодически подается насосом в отстойник.
Достоинства устройств, включенных в рассматриваемую схему очистки моечных стоков, общеизвестны - отстойники с установленными в них тонкослойными модулями почти на порядок увеличивают их производительность, а центрифуги эффективно используются в различных отраслях промышленности для тонкой очистки жидкости от механических примесей. Использование положительных сторон этих устройств, взаимоувязка их работы позволит получить рациональную схему очистки моечных стоков.
При лабораторных испытаниях предлагаемых устройств, проводимых на модельной сточной воде автотранспортного предприятия, получены зависимости эффекта осветления от скорости в межполочном пространстве (для отстойника) и от расхода (для центрифуги).
Испытания также показали, что применение низкочастотных колебаний полок (с частотой до 100 Гц и амплитудой виброперемещения до 0,4 мм) позволяет снизить их наклон, что приводит к уменьшению габаритов отстойника (на 15-20 %) и увеличить эффект очистки жидкости на 5-Ю %. При испытании центрифуги эффект был достаточно высок, о чем свидетельствовало наличие в очищенной воде частиц с размером не более 100 мкм.
Проведенные испытания показали, что целесообразно объединять тонкослойный отстойник с центрифугой в единой схеме водоочистки стоков моек автомобилей.
Для очистки промышленных стоков с высокой концентрацией взвешенных веществ в настоящей работе предлагается объединить вибрационный тонкослойный отстойник (ВТСО) и вибрационный сетчатый фильтр (ВСФ) в один вибрационный комплекс (ВК) [105].
Вибрационный комплекс (рис. ЗЛО) содержит корпус 8, состоящий из двух камер: в первой камере установлен филътроэлемент 3, во второй - тонкослойный модуль 6. Фильтр 3 и модуль 6 связанны штоком 12 с вибровозбудителем 1. Комплекс снабжен патрубками подачи исходной воды 11, отвода осветленной воды 7 и осадка 2, 4.
Фильтроэлемент представляет собой обтянутый микросеткой перфорированный пллиндрический каркас, помещенный в цилиндрический заглушённый со стороны камеры отстойника кожух 10 [98]. При работе вибрационного комплекса вибрация фильтроэлемента вызывает попеременное принудительное вытеснение и всасывание воды в замкнутой полости кожуха. За счет этого возникают пульсирующие потоки воды вдоль сетчатого полотна, что значительно интенсифицирует его регенерацию. После прохождения через сетчатое полотно фильтроэлемента вода из его полости отводится в камеру отстойника. Процессы отстаивания и удаления осадка с полок интенсифицируются благодаря их вибрации.
В лабораторных условиях исследовалась конструкция виброкомплекса с фильтровальной сеткой 100 мкм рабочей площадью 70 см2. Поперечное сечение отстойника составляло 350 см2. Частота вибрации варьировалась в диапазоне 20-100 Гц при амплитудах фильтроэлемента до 1,5 мм. Амплитуда виброперемещения полок была ниже в несколько раз.
Исследования проводились на сточных водах кабельного производства п/о "Сибкабель" с концентрацией взвешенных веществ 1400...2000 мг/л. Отбор проб осветляемой воды осуществлялся до фильтроэлемента, перед отстойником и после него.
На рис. 3.11 представлены зависимости эффекта осветления от расхода исходной жидкости для самостоятельно работающих вибрационного сетчатого фильтра и тонкослойного отстойника, а также для вибрационного комплекса при концентрации взвеси 1500 мг/л, при частоте вибрации 40 Гц и амплитудах виброперемещения фильтроэлемента и тонкослойного модуля соответственно 0,9 и 0,2 мм. Зависимость для тонкослойного модуля получена при повторных опытах на конструкции вибрационного комплекса без сетки на фильтроэлементе.
Анализ зависимостей показывает, что с увеличением расхода эффект осветления ВК, ВТСО и ВСФ монотонно снижается, причем на ВК он значительно выше, чем на ВТСО и ВСФ, работающих в отдельности.
