Способ очистки водоема от плавающих загрязняющих веществ

 

Использование: для очистки водоемов от плавающих загрязняющих веществ. Сущность: средства, реализующие данный способ , включают ленточное плавающее заграждение 1, один конец 9 которого закреплен на берегу 8 пруда-отстойника 7. средства для вытягивания заграждения 1 и средства 5 для откачки загрязняющих веществ 6. Средства 5 и 6 установлены на берегу 8 пруда-отстойника 7 вблизи места крепления конца 3 заграждения 1. При вытягивании второго конца заграждения 1 средствами 4 увеличивают толщину слоя веществ 6 до. толщины оптимальной для работы заборного устройства. Средства 5 откачивают вещества 6 с поверхности огороженного участка пруда-отстойника 7. Скорость вытягивания заграждения 1 выбирается из условия ограничения растягивающей нагрузки, действующей на ленту заграждения 1 (на первом этапе очистки), и из условия исключения перетекания веществ 6 через верхний и нижний края заграждения 1 (в конце очистки), 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 02 В 15/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСЛНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ОО

С

ОО

° Ь Ю

Фиг. 2. (21) 4886037! 15 (22) 30.11.90 (46) 15.03,93, Бюл, N 10 (76) И, М. Протопопов (56) Патент Великобритании N. 2105603, кл.

Е 02 B 15/04, 1983. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДОЕМА ОТ ПЛАВАЮЩИХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ (57) Использование; для очистки водоемов от плавающих загрязняющих веществ. Сущность: средства, реализующие данный способ, включают ленточное плавающее заграждение 1, один конец 9 которого закреплен на берегу 8 пруда-отстойника 7. средства для вытягивания заграждения 1 и средства 5 для откачки загрязняющих ве„„ ) „„1882842 А3 ществ 6. Средства 5 и 6 установлены на берегу 8 пруда-отстойника 7 вблизи места крепления конца 3 заграждения 1. При вы-. тягивании второго конца заграждения 1 средствами 4 увеличивают толщину слоя веществ 6 до толщины оптимальной для работы заборного устройства. Средства 5 откачивают вещества 6 с поверхности огороженного участка пруда-отстойника 7. Скорость вытягивания заграждения 1 выбирается из условия ограничения растягивающей нагрузки, действующей на ленту заграждения 1 (на первом этапе очистки), и иэ условия исключения перетекания веществ 6 через верхний и нижний края заграждения

1 (в конце очистки), 1 з. и, ф-лы, 2 ил.

1802842

Изобретение относится к способам очистки открытых водоемов от нефти; нефтя ных, химических шламов и других слоев плавающих загрязняющих веществ и может найти применение в охране окружающей 5 среды, Целью изобретения является повышение качества очистки эа счет исключения перетекания слоя загрязняющих веществ через верхнюю кромку ленточного заграждения и ограничения растягивающей нагрузки, действующей на ленточное заграждение, На фиг, 1 изображена эпюра усилий, действующих на ленточное заграждение, на фиг. 2 — общая. схема сбора загрязняющих веществ в пруде-отстойнике.

Для реализации описываемого способа используется ленточное заграждение 1, близкое к вертикальному расположению, 20 ленты которого обеспечиваются поплавками 2 и грузами 3, средства 4 для вытягивания заграждения 1 и средства 5 для откачки загрязняющих веществ 6, покрывающих поверхность водоема (пруда-отстойника 7).

Средства 4 и средства 5 установлены на берегу 8 пруда-отстойника 7, Там же закреплен и конец 9 заграждения 1.

Усилие, действующее на ленту заграждения 1 со стороны слоя загрязняющих ве- 30 ществ 6, толщиной Рз, определяется выражением:

„г 9h (1)

35 где g — ускорение свободного падения, р,— плотность загрязняющих веществ; а усилие со стороны воды определяется выражением; г

9Яз (зв .2 где,а, — плотность воды.

Исходя из равенства гидростатического давления слоя воды и слоя загрязняющих веществ 6 на уровне нижнего края ленты 45 загрязнение 1 можно записать

h (3)

pâ

Преобразовав (2) с учетом (3) получим: г г 50

F,= =9Р,(4)

2+

Суммарное усилие, действующее на ленту загрязнения 1, будет равняться ь, 55

F =F — F = 9Р (1 — Р) (5)

Учитывая, что форма размещения ленточного загрязнения в водоеме близка к круговой, получим величину растягивающего напряжения, действующего на материал ленты . о — — Р „ (1 — +), (6) где R — текущий радиус кривизны заграждения;

h((— высота ленточного заграждения, Учитывая, что о должно быть меньше предельного для данного материала значения 0пр определим предельно возможную толщину слоя загрязняющих веществ (ззвр = — з — в (1 .+) (з)

g Rpз Р

Как видно из (7), в процессе сбора загрязняющих веществ при уменьшении радиуса кривизны заграждения увеличивается и s определенный момент более важным становится условие неперете-. кания загрязняющих веществ через верхнюю и нижнюю кромки ленты заграждения. Для исключения этого должно соблюдаться условие (1з< пл (8)

Толщина слоя загрязняющих веществ 6 в результате вытягивания заграждения 1 увеличивается, а за счет откачки средствами

5 — уменьшается. Эту толщину можно определить из выражения

2лRh3 — 2Л (R — VЛс) ъ =0 Л1, (9) где V — текущая скорость вытягивания заграждения 1, Π— производительность средств 5 откачки, Лt — элементарное приращение времени.

Из (9) получаем

V = (10)

В соответствии с (10) получаем условия, накладываемые на скорость вытягивания заграждения для выполнения условия (7)

V < . (11)

27г и ПР и для выполнения условия (8) \/ < . (12)

2 д Й и((При этом (11) играет превалирующую роль в начальной стадии очистки водоема, а (12) — в конечной.

Описываемый способ очистки водоемов от плавающих загрязняющих. веществ осуществляется следующим образом (фиг. 2), Средства 4 для вытягивания заграждения 1, средства 5 для откачки загрязняющих веществ 6 и конец 9 заграждения 1 размещают в удобном для эксплуатации месте на берегу 8 пруда-отстойника 7. Ленточное за1802842 (13) .граждение 1 разворачивают из транспортного положения вдоль периметра пруда-отстойника 7 и опускают в него вдоль линии берега 8, где заграждение принимает вертикальное положение за счет действия поплавков 2 и грузов 3, На начальном этапе очистки при работе средств 4 для вытягивания заграждения 1 последнее отрывает, слой загрязняющих веществ 6 от берега 8.

При уменьшении площади водоема, охваченной заграждением 1,. толщина h, слоя загрязняющих веществ 6 начинает увеличиваться до значения, необходимого для оптимальной работы заборного устройства (на чертеже не показано). После этого включаются средства 5 откачки загрязняющих веществ 6 и процесс очистки водоема выходит на стационарный режим, При этом скорость вытягивания заграждения 1 регулируется в соответствии с выражениями (11) и (12) для того, чтобы толщина слоя загрязняющих веществ удовлетворяла условиям (7) и (8), С учетом того, что текущий радиус кривизны заграждения 1 практически измерять неудобно,. более простым для практического использования являются выражения:

hs = .. (1 — ) пр 4 гтпр л яз

Lgp Р

Ч < (14)

V <, . (15) - л где L- текущая длина заграждения, определяемая по формуле:

L= — 1 — f Vdt о

Lo — начальная длина заграждения, Выполнение условий (14) и (15) исключает перетекание загрязняющих веществ 6 через края заграждения 1 и разрыв последнего. Этим обеспечиваются высокие надежность и качество очистки водоема.

Размещение всех технических средств, реализующих описываемый способ на берегу

8 водоема облегчает их эксплуатацию и транспортировку от одного водоема к другому.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает повышение надежности и качества очистки водоемов от плавающих загрязняющих веществ и упрощение эксплуатации, 6

Формула изобретения

1. Способ очистки водоема от плавающих загрязняющих веществ, согласно кото.рому ограничивают загрязненный участок

5 водоема плавающим гибким ленточным заграждением, один конец которого закреплен, уменьшают площадь. ограниченную заграждением, путем вытягивания второго конца заграждения и одновременно откачи10 вают с поверхности этого участка загрязняющие вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки эа .счет исключения перетекания загрязняющих веществ через верхнюю кромку заграж15 дения и ограничения растягивающей нагрузки, действующей на ленту заграждения, вытягивание осуществляют со скоростью, меньшей из двух значений, . рассчитанных по формулам

20 ч< пр

"л где V — текущая скорость вытягивания ленты заграждения, м/с;

Q — производительность средств откачки загрязняющих веществ, м /с; . з — толщина слоя загрязняющих пр веществ, определяемая из условия огра- . ничения растягивающей нагрузки на заграждение по следующей формуле: и, = рр 4 1„р h 7, Я

Lgр, Р. где о г, — предельное напряжение в материале заграждения, н/м;

hä — высота ленточного заграждения, м; о — плотность загрязняющих веществ, 40 кг/м;

p. — плотность воды, кг/м; з, g — ускорение свободного падения, .кгм /c;

L- текущая длина ленточного загражде45 ния, определяемая по формуле:

I = . —.f Va ;. о где Lo — начальная длина заграждения, м.

0 2.способпоп.1,отличающийся тем, что, с целью упрощения эксплуатации, вытягивание заграждения и откачку загрязняющих веществ осуществляют с берега очищаемого водоема вблизи места закрепления первого конца ленточного заграждения.

1802842

Составитель И.Протопопов

Техред М.Моргентал Корректор Л,Пилипенко

Редактор

Заказ 861 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101