Напорные гидроциклоны (НГЦ)

К преимуществам напорных гидроциклонов перед обычными отстойниками относятся высокая удельная производительность, низкие капитальные и эксплуатационные расходы, достаточно высокий эффект осветления воды, возможность создания компактных автоматизированных установок с регулированием количественных и качественных показателей процесса.

Схема НГЦ приведена на рис. 5.10. Сточная вода подается под давлением 0,05... 0,3 МПа питающим патрубком по касательной (т.е. тангенциально) к цилиндрической части с тангенциальной скоростью
4...15 м/с и получает вместе с примесями вращательное движение с большой угловой скоростью. При этом образуются два характерных потока жидкости: внешний и внутренний. Направления вращения потоков в гидроциклоне совпадают, а направления их поступательного движения противоположны. Внешний загрязненный поток движется у стенок цилиндрической и конической частей по винтовой спирали вниз к шламовому патрубку 3. Под действием возникающей центробежной силы твердые грубодисперсные примеси преодолевают сопротивление жидкости, отжимаются к цилиндрической поверхности гидроциклона, оседают на ней, опускаются вниз и выводятся (разгружаются) через песочный (шламовый) насадок вместе с некоторой частью воды в форме струи, который имеет вращательное движение.

Рис.5.10.Схема напорного гидроциклона.

Осветленная часть жидкости возвращается (образуя внутренний поток) и движется вверх по оси гидроциклона к сливному насадку. Это обусловлено тем, что в центре образуется воздушный столб, давление в котором меньше атмосферного.

Одной из важных особенностей напорных гидроциклонов является сильная корреляция производительности и эффективности разделения суспензий с основными конструктивными и технологическими параметрами аппаратов. К ним относятся скорость движения воды на входе, масса и плотность частиц, их концентрация на входе, физические свойства воды, конструктивные параметры (диаметры гидроциклона, устройство впускных и сливных патрубков). Эффективность гидроциклонов составляет в среднем 70-80%, достигая в отдельных случаях 95%.

В большинстве случаев напорные гидроциклоны работают без противодавления со стороны сливного и шламового патрубков, есть давление на выходе из сливного и шламового патрубков соответствует атмосферному.

Основные размеры напорного гидроциклона подбираются по данным заводов-изготовителей. Размеры патрубков и насадок принимаются с учетом взаимных соотношений их диаметров, а также соотношения с диаметром циклона.

Напорные гидроциклоны разделяются на единичные и батарейные. Разновидностью последних является мультигидроциклоны.

В зависимости от физико-механических и химических свойств обрабатываемых сточных вод гидроциклоны изготавливаются из нержавеющей стали, полиэтилена, полиуретана или стали марки Ст3. Для уменьшения абразивного износа внутренняя поверхность стальных гидроциклонов футеруется в отдельных случаях каменным литьем, резиной, покрывают эмалью и др.