13.3. Открытые гидроциклоны

Открытие гидроциклоны применяют для выделения из сточных вод оседающих, преимущественно тяжёлых, и грубодисперсных всплывающих примесей. Можно применять открытые гидроциклоны в комплексе с другими сооружениями для механической очистки производственных сточных вод в качестве первой ступени. Перед подачей в открытые сточные воды при необходимости можно коагулировать. Существенным преимуществом открытых гидроциклонов является большая удельная пропускная способность [2—20 м3/(м2.ч)] небольших потерях напора (обычно не более 0,5 м).

Открытые гидроциклоны относятся к сооружениям отстойного типа с вращательным движением потоку в рабочей зоне, которое обеспечивается тангенциальным подводом осветляемой воды к цилиндрическому корпуру. Вращение потока способствует агломерации взвешенных частиц и увеличение их гидравлической крупности.

Для более равномерного распределения потока и более полного использования объема гидроциклона число впускных патрубков должно быть не менее двух. Скорость впуска воды в гидроциклон составляет 0,1-0,5 м/с.

Открытые гидроциклоны применяют следующих типов: без внутренних устройств с диафрагмой, с диафрагмой и цилиндрической перегородкой, многоярусные.

Для всех типов открытых гидроциклонов осадок из конической части удаляют откачкой насосами, гидроэлеваторами или под гидростатическим давлением воды. Для задержания и удаления всплывающих примесей и нефтепродуктов гидроциклоны оборудуются полупогружным кольцевым щитом, устанавливаемым перед водосливом на расстоянии не более 50 мм, и погружной воронкой. Эффект очистки в открытых гидроциклонах определяется в основном удельной гидравлической нагрузкой, которую устанавливают в зависимости от характеристики сточных вод требуемой степени очистки и от геометрических размеров гидроциклона. Открытые гидроциклоны без внутренниих устройств (рис. 13.3, а) рекомендуется применять для задержания крупной мелкодисперсных примесей гидравлической крупностью 5 мм/с и более. Значение коэффициента К принимается равным 0,61.

диспенсер для листовых полотенец.

Рис. 13 3. Открытые гидроциклоны
а — без внутренних устройств; б — с конической диафрагмой; в — с конической диафрагмой и цилиндрической перегородкой; 1 — водоподающая труба; 2 — шламоотводящая труба; 3 — водоотводящая труба; 4 — полупогружная кольцевая стенка; 5 — кольцевой водослив; 5 — водосборный кольцевой лоток; 7 — коническая диафрагма; 8 — цилиндрическая перегородка

Гидроциклоны с конической диафрагмой (рис. 13.3, б) предназначены для выделения из сточных вод мелкодисперсных взвешенных веществ гидравлической крупностью более 0,2—0,3 мм/с. Их целесообразно применять для обработки относительна небольших (до 200 м3/ч) количеств воды. При коагуляции сточных вод пределы использования циклонов могут быть расширены. Значение коэффициента К принимается 1,98. Диаметр аппарата рекомендуется принимать не более 6 м.

Проекты гидроциклонов с конической диафрагмой разработаны институтом ВНИПИЧерметэнергоочистка.

Для повышения эффективности конструкция гидроциклонов дополняется цилиндрической перегородкой (рис. 13.3, в). Впуск воды осуществляется тангенциально в пространство, ограниченное внутренним цилиндром. При этом возникает замкнутый циркуляционный поток, который способствует улучшению качества очистки. Значение коэффициента К принимается равным 1,98. Диаметр гидроциклонов с диафрагмой и цилиндрической перегородкой принимается не более 6 м. Основные размеры приведены в табл. 13.2. Проект открытого гидроциклона диаметром 2 м с конической диафрагмой и цилиндрической перегородкой разработан институтом Гипроводхоз.

Для промышленного применения рекомендуются две конструкции многоярусного гидроциклона. Первая (рис. 13.4, а) выполнена по принципу полочного отстойника. В корпус многоярусного гидроциклона свободно вставлены конические диафрагмы, которые делят его объем на отдельные ярусы, работающие независимо один от другого, напором через насадку с задвижкой. Можно применять и другие известные способы удаления осадка.

Масло и другие легкие вещества через зазор между диафрагмами и корпусом гидроциклона всплывают под верхнюю диафрагму и далее по специальным стоякам отводятся на поверхность, ограниченную полупогружным кольцевым щитом. Масло из гидроциклона можно удалять любым из известных способов; в том числе через погружную воронку, к которой оно сгоняется скребковым механизмом. Несколько типов устройств для удаления масла разработано Союзводоканалпроектом.

Интенсификация процесса разделения в многоярусном гидроциклоне достигается за счёт. уменьшения высоты слоя отстаивания. Вращательное движение позволяет полнее использовать объем яруса и создает условия, способствующие агломерации взвешенных веществ.

Наиболее целесообразно размещать многоярусные гидроциклоны на эстакаде. В этом случае упрощается операция выгрузки осадка и подача очищенной воды на последующие сооружения.

Корпус гидроциклона и диафрагмы обычно выполняют из стали. Большой интерес представляет возможность изготовления конических диафрагм из пластмасс.

Соединение диафрагм в центральной части телескопическое, что облегчает монтаж и демонтаж аппарата. Впуск очищаемой воды осуществляется тангенциально через три общие для всех ярусов щели, распо¬ложенные через 120°. Подвод воды к ним и распределение ее по высоте производятся в пристроенных — к циклону аванкамерах с распределительными лопатками. Рабочий поток движется в ярусе по сходящейся спирали и выходит в центральную часть через три тангенциальных выпуска, пересекающих шламоотводящую щель. Угол наклона выпусков, выполненных в виде раструба, должен совпадать с углом наклона диафрагмы. Осадок, выделившийся в ярусе, сползает к центральной части и через кольцевую шламоотводящую щель направляется в коническую часть аппарата, откуда он удаляется обычно под гидростатическим.

Другая конструкция многоярусного гидроциклона — гидроциклон с периферийным отбором осветленной воды (см. рис. 13.4, б) работает следующим образом. Исходная вода, попадая в аванкамеры с помощью струенаправляющих лопаток, распределяется равномерно между ярусами, через тангенциальные впускные патрубки. Осадок, выделенный в прямоточном ярусе, сползает к центру, проваливается в шламовую шахту и оседает в конической части. Некоторая часть воды, осветленной в прямоточном ярусе, направляется в вышерасположенный противоточный ярус через перепускные стояки. За счет этого снижается размывающее действие водного потока на осадок, сползающий в центральную часть из вышележащего противоточного яруса, в котором рабочий поток движется от центра к периферии. У стенки корпуса гидроциклона выходящий поток, объединяясь с потоками из нижележащих ярусов, поднимается вверх, под верхней диафрагмой, перекрывающей периферийную щель, поворачивает к центру и через центральное отверстие верхней диафрагмы выходит в верхнюю часть гидроциклона, где он движется подобно движению в первой конст- рукции многоярусного гидроциклона (см. рис. 13.4, а). Выделенные в конической части осадок и масло, накопившиеся на поверхности воды, удаляются из гидроциклона так же, как и в первой конструкции.