3.1.4.2. Гравитационные фильтры

 

Гравитационные фильтры построены с использованием эффекта разделения воды и частиц грязи из-за их различной плотности.

Горизонтальные отстойники, схема которых приведена на рис. 20, построены по принципу отстаивания частиц грязи в спокойной воде, медленно перемещающейся в горизонтальном направлении. Отстойник представляет собой емкость с плоским дном, разделенную на три секции. Входная секция (1) предназначена для уменьшения турбулентности и скорости движения потока. Секция (2) предназначена для осаждения осадка. Секция (3) обеспечивает переход к Подача воды высоким скоростям движения потока. Наибольший эффект отстаивания наблюдается при низких скоростях и ламинарном течении жидкости. Рекомендуемые скорости течения воды в секции отстоя должны быть менее 0,8 м/с. Рекомендуемое время пребывания воды в

 Схема горизонтального отстойника

Рис. 20. Схема горизонтального отстойника

 

отстойнике - 15–60 мин. Потери напора незначительны. Эффект очистки 10 30% взвесей. Очистка дна секции 2 от накопившегося осадка представляет определенные трудности, так как осадок распределяется по всей поверхности дна почти равномерно. Кроме того, очистке подлежат все стенки отстойника, так как со временем они покрываются слоем биопленки, условия для отрыва и выноса которой отсутствуют.

Принцип горизонтального отстойника часто доставляет проблемы обслуживающему персоналу замкнутых рыбоводных установок из-за накапливания рыбоводного осадка в так называемых нерегламентированных местах: приямках бассейнов, накопительных баках, лотках для сбора воды.

Вертикальные отстойники. В практике рыбоводных установок широкое применение нашли отстойники с вертикальным перемещением очищаемой воды и смещением вектора ее движения от центра к периферии (рис.21, а, б). Отстойник имеет цилиндрический корпус (1) с плоским а) или конусным б) дном. В верхней части корпуса устроен кольцевой лоток для приема очищенной воды (2). В центре корпуса размещена труба для подачи воды (3). Если дно у отстойника плоское, то в его состав включается скребок (4), приводимый в движение приводом (5). Очищаемая вода подается сверху вниз по трубе (3). При выходе из трубы скорость движения воды падает, а направление движения изменяется на противоположное. Изменение направления движения воды ускоряет выпадение в осадок частиц грязи за счет влияния центробежных сил.

Подъем воды снизу вверх также Отвод сопровождается выпадением частиц грязи в осадок, если скорость движения воды вверх ниже скорости опускания частиц грязи вниз.

 Схемы вертикальных отстойников

Рис. 21. Схемы вертикальных отстойников

 

Оптимальной считается скорость подъема воды 10 м/ч или 3 мм/с, скорость движения воды по центральной трубе пода чи – 0,08–0,1 м/с, угол наклона конусного дна 45-50°. Гидроциклон. Эффект выделения осадка может быть усилен за счет вращательного движения жидкости в аппарате, именуемом гидроциклон. Схема гидроциклона приведе на на рис.22. В цилиндрическом корпусе (1) устроено коническое дно с выходным патрубком (2), в верхней части корпуса устроена крышка - Подача с патрубком (3). По касательной к цилиндрической части корпуса встроен патрубок (4). При подаче воды в патрубок (4) она движется внутри корпуса по спи рали. В результате движения частицы грязи выносятся к стенкам корпуса. Винтообразный поток движется сначала вниз вдоль стенок, затем вверх в его центральной части. Между этими двумя потоками образуется зона, в которой скорость вертикального движения равна нулю. В центре спирали, поднимающейся - Подача снизу вверх, образуется область низкого давления, которая заполняется воздухом или парами жидкости. Ядро, заполненное воздухом, возникает и увеличивается с увеличением скорости вращения воды.

Осветленная вода поднимается в верхнюю часть аппарата и выливается из него. Частицы взвеси вместе с частью воды выходят из нижнего патрубка. Эффективность осветления воды зависит от режима работы гидроциклона.

 Схема гидроциклона

Рис. 22. Схема гидроциклона .

 

В рыбоводной практике гидроциклоны использовались в единичных случаях. Причиной тому необхо Димость в высоком давлении на входе, а, следовательно, высокие энергетические затраты. Нормальная работа гидроциклона наблюдается при падении давления 1,5-3 кг/см2. Эффективность очистки тем выше, чем выше скорости движения жидкости.

Если гидроциклон, изображенный на рис.22, использовать при небольшом давлении, а нижний патрубок перекрыть, то такой прибор выполняет роль ловушки взвесей, которые накапливаются в его нижней части. Безнапорные циклоны достаточно эффективно работают в аквариумах и промышленных рыбоводных установках, задерживая примерно 15% взвесей. Требования к циклу удаления осадка из безнапорного циклона остаются неизменными, выпуск осадка должен производиться не реже одного раза в сутки.

С.

Практика применения напорных гидроциклонов для удаления взвесей из рыбоводного стока показала, что степень очистки от взвешенных частиц достигала 70% при не значительной потери воды (0,08%) с выводимым осадком [Остапенко, Даниленко, 1992]. В установке использовались гидроциклоны диаметром 70 мм, через которые пропуска лось 25 мг/ч воды под давлением 5,6 атм. Осадок накапливался в специальном отстойнике, что определяло низкий расход воды, уходящей с осадком.

Конструктивно гидроциклоны достаточно просты, их может обслуживать персонал невысокой квалификации. Они компактны, занимают незначительную площадь, не имеют вращающихся частей или приводов. Капитальные затраты на создание гидроциклонов по сравнению с отстойниками ниже в 6-10 раз.

Гидроциклоны с низким давлением (безнапорные) также нашли применение в аквакультуре, в том числе и в замкнутых установках [Нарыгин, 1982; Gatz, 2001]. Опыт О.А. Нарыгина в применении безнапорных гидроциклонов в небольших по объему установках был впоследствии применен при создании промышленных установок на экспериментальной базе Латрыбпрома в г.Рига и в цехе НПО “Горизонт” в Минске. В настоящее время Гидроциклоны для целей аквакультуры предлагаются как Готовые изделия под на званием вихревые сепараторы (Gatz, 2001].