Экспериментальное исследование гидромеханической очистки воды DEVELOPMENT AND PILOT STUDY OF INSTALLATION FOR MECHANICAL WATER PURIFICATION Текст научной статьи по специальности «Водное хозяйство»

Научная статья на тему 'Экспериментальное исследование гидромеханической очистки воды' по специальности 'Водное хозяйство' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 70 — Водное хозяйство
  • ВАК РФ: 05.23.07
  • УДK: 556.18;626/627

Статистика по статье
  • 266
    читатели
  • 95
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • ГИДРОЦИКЛОН
  • ОЧИСТКА
  • КАЧЕСТВО ВОДЫ
  • ФИЛЬТРАЦИЯ
  • HYDROCYCLONE
  • CLEANING
  • QUALITY OF WATER
  • FILTRATION

Аннотация
научной статьи
по водному хозяйству, автор научной работы — Новиков А. Е., Первакова Г. И., Безроднов Н. А.

Разработана установка для очистки воды от тяжелых грубодисперсных и мелких примесей, которая может найти применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и городского водоснабжения. Экспериментальные исследования в условиях производственной эксплуатации установки для очистки воды под капельные линии показали, что качество воды на выходе из гидроциклона значительно выше нормируемых показателей.

Abstract 2013 year, VAK speciality — 05.23.07, author — Novikov A. E., Pervakova G. I., Bezrodnov N. A.

Installation is developed for water purification from heavy rough and small impurity which can find application in various industries, agriculture and city water supply. Pilot studies in the conditions of production operation of installation for water purification under drop lines showed that quality of water on an exit from a hydrocyclone is much higher than normalized indicators.

Научная статья по специальности "Водное хозяйство" из научного журнала "Известия Волгоградского государственного технического университета", Новиков А. Е., Первакова Г. И., Безроднов Н. А.

 
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по водному хозяйству , автор научной работы — Новиков А. Е., Первакова Г. И., Безроднов Н. А.

Текст
научной работы
на тему "Экспериментальное исследование гидромеханической очистки воды". Научная статья по специальности "Водное хозяйство"

УДК 628.35
А. Е. Новиков*, Г. И. Первакова*, Н. А. Безродное**
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ
*Волгоградский государственный технический университет **Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия РАСХН
Разработана установка для очистки воды от тяжелых грубодисперсных и мелких примесей, которая может найти применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и городского водоснабжения. Экспериментальные исследования в условиях производственной эксплуатации установки для очистки воды под капельные линии показали, что качество воды на выходе из гидроциклона значительно выше нормируемых показателей.
Ключевые слова: гидроциклон, очистка, качество воды, фильтрация.
A. E. Novikov*, G. I. Pervakova*, N. A. Bezrodnov**
DEVELOPMENT AND PILOT STUDY OF INSTALLATION FOR MECHANICAL WATER PURIFICATION
*Volgograd state technical university **The All-Russia research institute of irrigated agriculture
Installation is developed for water purification from heavy rough and small impurity which can find application in various industries, agriculture and city water supply. Pilot studies in the conditions of production operation of installation for water purification under drop lines showed that quality of water on an exit from a hydrocyclone is much higher than normalized indicators.
Keywords: hydrocyclone, cleaning, quality of water, filtration.
В различных отраслях промышленности (химической, пищевой, металлургической, перерабатывающей, текстильной и др.), сельском хозяйстве, городском водоснабжении использование водных ресурсов имеет первостепенное значение. Так в промышленности, например, при эксплуатации всевозможного оборудования, образуются сточные воды, которые требуют специальной очистки перед сбросом в канализационные системы или возвратом на оборотное использование [1]. В сельском хозяйстве, главным образом, водные ресурсы используются для орошения различными ирригационными системами (дождевальные машины, капельные и аэрозольные системы и т. д.). Несмотря на кардинальное различие отраслей народного хозяйства, надежность их систем и оборудования в процессе эксплуатации, зависит от качества используемой воды.
Высокая интенсивность протекания процессов разделения неоднородных жидких систем, по многочисленным исследованиям [2-4], обеспечивается в аппаратах, использующие принцип разделения в поле центробежных сил. Особое место среди таких аппаратов занимают гидроциклоны, в частности напорные [5]. Они просты в изготовлении, надежны и удобны в эксплуатации, компактны, обладают высокой производительностью и гибкостью в управле-
нии. Основной задачей гидроциклонов является выделение из водных растворов тяжелых грубодисперсных примесей.
Несмотря на указанные преимущества аппаратов в большинстве случаев перед гидроциклонами ставится задача в удалении не только грубодисперсных примесей, но и мельчайших взвесей. Для достижения этого результата прибегают к последовательной установке каскадов гидроциклонов различных типоразмеров [6]. Аппараты первой ступени удаляют из водных растворов грубые взвеси, а аппараты последующих ступеней используют для выделения более мелких частиц. Что соответственно сказывается на компактности, габаритах, весе всей системы и других показателях.
Таким образом, целью работы являлось разработка и экспериментальное исследование установки для гидромеханической очистки воды от грубо- и мелкодисперсных примесей.
Для решения поставленной цели работы была разработана и запатентована [7] установка для очистки воды (рис. 1).
Установка для очистки воды может работать в двух режимах: фильтрация подводящей воды и промывка обратным потоком воды фильтрующего элемента и камеры сбора примесей.
Принцип работы установки состоит в следующем.
10
7
—»фильтрация —*•промывка
Рис. 1. Схема установки для очистки воды:
1 - гидроциклон; 2 - трубопровод входной; 3, 5 - задвижки; 4 -трубопровод выходной; 6 - промывной трубопровод; 7 - сбросной трубопровод; 8 - вентиль; 9 - кран пробковый; 10 - камера сбора примесей; 11 - трубофильтр; 12 - крышка сливная
В режиме фильтрации воды задвижка 8 и кран 9 закрыты, задвижки 3 и 5 открыты, вода поступает по входному трубопроводу 2 в цилиндрическую часть гидроциклона 1 по касательной, поток в аппарате 1 закручивается, тяжелые грубодисперсные фракции, ударяясь о стенку, по наклонной части гидроциклона 1 опускаются вниз и через сбросное отверстие попадают в камеру сбора примесей 10. Далее вода, проходя через боковые поверхности тру-бофильтра 11, очищается от мелких фракций и поступает в выходной трубопровод 4.
В режиме промывки обратным потоком воды задвижки 3 и 5 закрываются, задвижка 8 и кран 9 открываются, вода из трубопровода 2 поступает в трубопроводы 6, далее 4 и в трубо-фильтр 11. Вода, проходя через поры фильтра, вымывает и выдавливает растворенные вещества и взвеси, направляя их в камеру сбора примесей 10 и далее через открытый кран 9 в сбросной трубопровод 7. Таким образом, происходит одновременная промывка трубофильт-ра 11 и камеры сбора примесей 10.
Промывку камеры сбора примесей 10 можно проводить и в процессе работы системы, путем открытия на короткий период пробкового крана 9. При закрытых задвижках камеру сбора примесей 10 можно чистить вручную за счет быстросъемной крышки 12.
Пилотный образец гидроциклона (рис. 2, а) был изготовлен на ЗАО «Ортех». Экспериментальные исследования в условиях производственной эксплуатации установки для очистки
воды под капельные линии проводились на Волго-Донском стационаре пос. Водный Советского района г. Волгограда. Забор воды в распределительную систему трубопроводов посредством насосной станции проводился из Варваровского водохранилища.
Гидроциклон был установлен на нисходящем потоке компенсатора (рис. 2, а), давление в компенсаторе 0,4-0,5 МПа. Давление на входе в гидроциклон регулировалось задвижкой 3 (рис. 1) и контролировалось манометром, который был установлен на промежуточном патрубке (см. рис. 1) между задвижкой 3 и гидроциклоном. В качестве фильтрующего элемента (трубофильтра) использовался дисковый
фильтр (рис. 2, б).
Рис. 2. Установка для очистки воды: а - установка в работе; б - фильтрующий элемент установки (трубофильтр)
Для обоснования эффективности работы гидроциклона были выбраны органолептические свойства воды: мутность и цветность - характеризуют содержание тонкодисперсных и коллоидных веществ в воде соответственно, концентрации окиси и гидроокиси железа и взвешенных веществ, а также общая минерализация или солесодержание [8].
Использование воды с высокими концентрациями железа в промышленности, городском водоснабжении и др. отраслях недопустимо, так как приводит к появлению ржавых пятен и разводов на готовой продукции, образованию железосодержащих накипных отложений на поверхностях нагрева и т. д.
Пробы воды отбирались до и после гидроциклона, температура воды на момент отбора составляла 18-20 °С (табл. 1).
Из анализа показателей (табл. 1) работы гидроциклона можно сделать следующие выводы:
1) количество взвешенных веществ за счет центробежных сил на выходе из гидроциклона
уменьшается более чем в 3 раза; мутность воды - в 2,5 раза;
2) использование предлагаемой установки позволяет концентрации окисей и гидроокисей
В заключении можно добавить, что на протяжении 2-х лет эксплуатации установки, нарушений в работоспособности не отмечено, что еще раз подтверждает надежность аппаратов такого типа.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Голованчиков, А. Б. Электролизер для очистки сточных вод от примесей / А. Б. Голованчиков, Ю. В. Аристова, С. Б. Воротнева, А. Е. Новиков // Известия ВолгГТУ : межвуз. сб. науч. ст. № 5 / ВолгГТУ - Волгоград, 2012. -(Серия «Реология, процессы и аппараты химической технологии» ; т. 1). - С. 91-93.
2. Голованчиков, А. Б. Влияние производительности на эффективность работы гидроциклона / А. Б. Голованчи-ков, Г. И. Первакова, И. С. Бацокин // Известия ВолгГТУ : межвуз. сб. науч. ст. № 4 / ВолгГТУ - Волгоград, 2011. -(Серия «Реология, процессы и аппараты химической технологии» ; т. 1). - С. 55-57.
3. Яблонский, В. О. Моделирование режимов работы установки для исследования процессов разделения в гидроциклонах / В. О. Яблонский // Известия ВолгГТУ : межвуз. сб. науч. ст. № 3 / ВолгГТУ - Волгоград, 2010. - (Серия «Реология, процессы и аппараты химической технологии» ; т. 1). - С. 11-16.
железа довести до уровня ПДК;
3) после очистки цветность воды на выходе из гидроциклона уменьшилась более чем на 28 %.
4. Яблонский, В. О. Выбор конструкции и режимов работы гидроциклона для очистки сточных вод производства ПВХ напорной флотацией / О. В. Яблонский // Известия ВолгГТУ : межвуз. сб. науч. ст. № 5 / ВолгГТУ. - Волгоград, 2012. - (Серия «Реология, процессы и аппараты химической технологии» ; т. 1). - С. 68-70.
5. Голованчиков, А. Б. Вероятность улавливания частиц в напорном гидроциклоне / А. Б. Голованчиков, Г. И. Пер-вакова, И. С. Бацокин // Известия ВолгГТУ : межвуз. сб. науч. ст. № 10 / ВолгГТУ - Волгоград, 2011. - (Серия «Реология, процессы и аппараты химической технологии» ; т. 3). - С. 5-9.
6. Голованчиков, А. Б. Очистка высоковязких жидкостей в каскаде гидроциклонов / А. Б. Голованчиков, Г. И. Пер-вакова, И. С. Бацокин // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия «Строительство и архитектура» / ВолгГАСУ. - Волгоград, 2011. - № 21. - С. 135-140.
7. Пат. Ш 2411719 С1, МПК А010 25/09 (2006.01). Установка для очистки воды преимущественно для систем капельного орошения / Н. А. Безроднов, П. И. Кузнецов,
В. В. Мелихов [и др.]; ГНУ ВНИИОЗ Россельхозакадемии. -20.02.2011. - Бюл. № 5.
8. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. - М.: Изд-во Стандартов. - 10 с.
Таблица 1
Показатели эффективности работы гидроциклона
Показатель Размерность Требования к качеству воды Проба до гидроциклона Проба после гидроциклона
Мутность воды ЕМФ 2,6-3,5 8,0 3,4
Цветность воды градусы 20-35 28,2 22,0
Гидроокись железа Ее(ОН)3 мг/л < 0,3 0,688 0,286
Окись железа Ге2О3 мг/л < 0,3 0,240 0,125
Взвешенные вещества мг/л - 12,6 4,1

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх