28. Напорные гидроциклоны. Открытые гидроциклоны (огц).

Напорные гидроциклоны предназначены для выделения взвешенных веществ из жидкости под действием центробежных сил, возникающих вследствие тангенциального впуска ее в аппарат. Центробежные силы во много раз превосходят силы тяжести, поэтому скорость выделения взвешенных веществ в напорном гидроциклоне в несколько раз больше, чем в отстойнике.

Гидроциклон обеспечивает примерно ту же степень очистки, но имеет значительно меньший объем по сравнению с отстойниками. Напорный гидроциклон состоит из цилиндрической и конической частей. Вращающаяся жидкость движется в периферийной зоне аппарата, при этом под действием центробежных сил взвешенные вещества с большей плотностью перемещаются в пристенный слой.

В конической части поток жидкости разделяется. Одна его часть, в которой находятся выделенные взвешенные вещества, выводится из напорного гидроциклона через нижнее разгрузочное отверстие ‒ шламовый насадок. Другая ‒ осветленная часть потока, вращаясь в центральной части, движется вверх к сливному патрубку, через который удаляется из гидроциклона.

Граница разделения в гидроциклоне регулируется давлением на входном патрубке, причем, чем выше давление, тем меньше получается размер граничного зерна.  При вращении воды в гидроциклоне по оси наблюдаются разрежение и возникновение воздушного столба, который «подпитывается» воздухом, подсасываемым через шламовый патрубок, и ухудшает работу аппарата.

Эффективность разделения взвешенных веществ в гидроциклоне зависит от его геометрических размеров и качества разделяемых веществ. Так, с уменьшением диаметра гидроциклона, эффективность разделения увеличивается. Вместе с тем напорные гидроциклоны малых диаметров имеют незначительную пропускную способность, поэтому для обработки одного и того же объема воды требуется большее их число. Для повышения компактности установки малых диаметров группируют в блоки, получившие название мультициклоны, или батарейные гидроциклоны.

Конструктивной особенностью напорных гидроциклонов является то, что они эффективно функционируют как в вертикальном, так и в наклонном или горизонтальном положении.

Напорные гидроциклоны очень чувствительны к наличию в стоках абразивных частиц, поэтому рекомендуется внутреннюю поверхность корпуса покрывать износостойкими материалами.

Стандартные диаметры напорных гидроциклонов 15 - 1000 мм. Они применяются для грубой очистки сточных вод. Бывают гидроциклоны небольшого диаметра - 15 - 50 мм. При необходимости устанавливают несколько параллельно работающих устройств одного типоразмера, которые объединяют в блоки, - так называемые мультигидроциклоны. Для глубокой очистки последовательно соединяют гидроциклоны разных типоразмеров.

Качество очистки на гидроциклонах зависит от следующих факторов:

• диаметра гидроциклона, верхней и нижней насадок;

• угла конической части;

• высоты рабочей зоны;

• вязкости раствора сточной воды;

• концентрации взвешенных веществ;

• гранулометрического состава загрязнений;

• плотности раствора.

К достоинствам гидроциклонов стоит отнести компактность и простоту обслуживания, но при наличии мелкодисперсных взвесей качество очистки снижается.

Сточные воды, имеющие в своем составе тяжелые грубодисперсные примеси с гидравлической крупностью приблизительно 5-10 мм/с подвергают очистке на открытых гидроциклонах. Если частицы загрязнений имеют недостаточную крупность, их коагулируют при помощи реагентов.

Достоинством открытых гидроциклонов является высокая пропускная способность, которая составляет 3 - 23 м³/(м².ч).

Открытые гидроциклоны конструктивно подразделяются на три группы:

1. Без внутренних устройств. Предназначены для удаления тонкодисперсных взвесей гидравлической крупностью от 4 мм/с.

2. С конической диафрагмой и цилиндрической перегородкой. Задерживают тонкодисперсные взвеси гидравлической крупностью от 0,18 - 0,27 мм/с.

3. Многоярусные. Ярусы гидроциклона составляют конические диафрагмы, которые расположены в его корпусе и работающие независимо друг от друга. Дополнительно работает способ тонкослойного отстаивания.