Устройство для биохимической очистки сточных вод

Устройство для биохимической очистки сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНМС ВОД, содержащее корпус с трубопроводами подвода сточных вод и отвода очищенных, установленные над днищем корпуса вертикальные перегородки с направляющими профилированнь 1и отводами ,iвоздухопроводы с барботерами, размещенными между перегородками в их нижней части, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очист ки сточных вод путем создания в о суспензии обрабатываемых сточных вод повышенной регулируемой конценг трации биомассы активного ила, оно снабжено прикрепленными снаружи к вертикальнш4 перегородкскм коробами, разделенными горизонтальной перемьтчкой на верхнюю теплообменную и нижнюю фильтрующую камеры, при этом направляющие профилированные отводы прикреплены к верхним торцам вертикальных перегородок, верхняя камеру ${ снабжена патрубками подвода и отвоКЛ да теплоносителя, нижняя камера патрубками отвода жидкости, а внутренняя ее стенка выполнена с отверСТИЯ И . 8 С О 00 ы 4ib

(19) (П) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) С 02 F 3/12!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3469554/23-26 (22) 12. 07 ° 82 (46) 23.02.84. Вюл. Р 7.. (72) В.Я.Якушкин, В.A ° Ðèö и B.Â.Ëàврентьев (71) Научно-производственное гидролиэное объединение и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр" (53) 628. 356 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 812759, кл. С 02 F 3/20, 1979.

2. Патент СССР М 382260, кл. С 12 N 1/04, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИОХИИИЧЕСКОА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащее корпус с трубопроводами подвода сточных вод и отвода очищенных, установленные над днищем корпуса вертикальные перегородки с направлякщими профили ров ан ньв(и отводами,I воэдухопроводы с барботерами, размещенными между перегородками в их нижней части, . отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки сточных вод путем создания в суспенэии обрабатываемых сточных вод повыаенной регулируемой концен-. трации биомассы активного ила, оно снабжено прикрепленными снаружи к вертикальньв(перегородкам коробами, разделенными горизонтальной перемычкой на верхнюю теплообменную и нижнюю фильтрукщую камеры, при этом направлякщие профилированные отводы прикреплены к верхним торцам вертикальных перегородок, верхняя камера (9 снабжена патрубками подвода и отвода теплоносителя, нижняя камерапатрубками отвода жидкояти, а внутренняя ее стенка выполнена с отверстиями.

1074834

Наиболее близким к изобретению является устройство для биохимической очистки сточных вод, представлякщий собой ферментер, содержащий корпус с трубопроводами для подачи. сточных вод и отвода очищенных вод, разделенный на секции для восходящих и нисходящих газожидкостных потоков, установленные над днищем вертикальные .перегородки с изогнутыми в направлении движения потоков концами и с теплообменниками, заключенными между наружными и внутренними.стенками перегородок, и установленные в нижних частях секций барбогажные газоцодводящие устройства с подключенными к ним

Изобретение относится к устройствам для биохимической очистки сточных. вод и может быть использовано в технологии очистки сточных вод в различных отраслях промышленности биоценозами микроорганизмов, условия культивирования которых допускают поддержание в очищаемой среде высокой концентрации биомассы этих культур.при одновременном улучшении параметров очистки, на- 10 пример биоценоэом активного ила.

Известно устройство биохимической очистки сточных вод содержащее цилиндрический корпус, разделенный коаксиально установленной цилин- 1S дрической перфорированной перегородкой на центральный отстойник и размещенный в кольцевой зоне аэротенк с установленным здесь же кольцевым перфорированным распределителем (коллектором), соединенным с отводящим очищенные сточные воды трубопроводом. Аэротенк снабжен узлом аэрации, выполненным в виде эжектора с прикрепленной к нему вертикальной аэрационной трубой. Кроме того, устройства снабжено узлом циркуляции и откачки жидкости, состоящим из погруженного насоса и системы трубопроводов, снабженных задвижками (1) .

Основными недостатками такого устройства являются периодичность его работы (в режимах: циркуляция „отстаи-, вание, откачка), недостаточно интен- Зб сивная аэрация иловой сцспензии (ввиду большого гидравлического сопротивления иловой трубы), невозможность подцержания стабильной и высокой концентрации активного ила в суспензии в зоне аэротенка, а также невозможность регенерации фильтрукщей перегородки в непреривном процессе.

Наличие погружного насоса снижает эффективность работы аэрационного и циркуляционного узлов, резко ограничивают объем циркуляционной зоны аэротенка H снижает эффективность очистки. газоподводящими патрубками, а в в ерхних частях — дополнительные профилированные плаСтичные направлянщие. Кроме того, над перегородками установлены центробежные пеногасители, каждый из которых выполнен в виде радиально укрепленных на горизонтальном валу цилиндрических лопастей (2J .

Недостатками известного устройства являются невозможность создания повышенного регулируемого содержания биомассы микроорганизмов (например, биомассы активного ила) н рециркулирукщей суспензии без применения специальных внешних слож= ных устройств, предназначенных для сгущения (отстойников, флотаторов и т.п.),.невозможность осуществления быстрого возврата сгущенной суспензии активного ила в зону аэраUHH (ввиду большой длительности процессов отстаивания .и флотации ила), необходимость оснащения устройств специальными коммуникация; ми и оборудованием для перекачки части сгущенной суспензии (рециркуляционного ила) из отстойников (флотаторов) обратно в зону аэрации. Все это значительно снижает эффективность работы устройства, особенно при использовании его в процессе очистки сточных вод,- содержащих органические загрязнения в большой концентрации.

Цель изобретения — повышение эффективности п1хэцесса очистки сточных вод путем создания в суспанзии обрабатываемых сточных вод повышен ной регулируемой концентрации биомассы активного ила.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для биохимической очистки сточных вод, содержащее корпус с трубопроводами подвода сточных вод и отвода очищенных, установленные над днищем корпуса вертикальные перегородки с направляющими профилированными отводами, воэдухопроводы с барботерами, размещенными между перегородками в их нижней части, снабжено прикрепленными снаружи к вертикальным перегородкам коробами, разделенными горизонтальной IIepeim кой на верхнюю теплообменную H нижнюю фильтрукщую камеры, при этом направлякщие нрофилированные отводы прикреплены к верхним торцам вертикальных перегородок, верхняя камер . снабжена патрубками подвода н отвода теплоносителя, нижняя камера патрубками отвода жидкости, а вну-" тренняя ее стенка выполнена с отверстиями

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 — разрез A-A на фиг. 1; на

1074834 фиг. 3 — устройство (вариант исполнения в виде коридорного аэротенка), продольный вертикальный разрез; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство состоит из корпуса 1, снабженного днищем 2 ° Над днищем

2 установлены вертикальные перего-. родки 3, образукщие заключенные между ними секции 4 для восходящих газожидкостных потоков. Наружные стенки 5 и 6 перегородок соедине- 10 ны между собой сплошными вертикаль-. ными перемычками 7, внутренние стен.ки 8 перегородок в нижней части секций 4 выполнены перфорированными либо сетчатыми и образуют автоном-. 15 ные замкнутые контуры 9, которые расположены между перемычками 7 и наружными стенками 5 и б перегородок и соединены с теми и другими верхними 10 и нижними 11 днищами. 7п

В нижней части секций 4 установлены газоподводящие барботажные устройства 12, выполненные, например, в виде трубчатых барботеров,соединенные с гаэоподводящими трубопроводами

13, при этом отверстия 14 барботеров 12 находятся внутри автономных контуров 9. Верхняя часть секций 4 снабжена профилированными отводами

15 для возврата суспенэии активного ила на рециркуляцию в секции 16 нисходящих потоков, образованные в пространстве между секциями 4, а также между этими секциями и стенками корпуса 1. Патрубки 17, служащие для отвода очищенных вод, установлены на стенках 5 и б перегородок, расположены между вертикальными переья»иками 7 и подсоединены к отводяем т боп ово 18. у ру р ду

Устройство содержит также трубопровод 19 для подачи. сточных вод на очистку и патрубок 20, предна значенный для отвода из корпуса избыточного активного ила. Патру- 45 бок 21 служит для отвода осадка и для опорожнения устройства.

Верхняя часть секций перед трубчатыми отводами 15 выполнена в виде теплообменников 22 и 23, полости которых через патрубки 24 и 25 соединены с трубопроводами, соответственно, для подачи 26 и отвода 27 теплообменного агента. При этом, для увеличения поверхности теплообмена часть теплообменников может быть выполнена с высотой, равной полной высоте вертикальной перегородки 3, путем замены части перфорированных внутренних стенок 8 (в авто- 60 номных замкнутых контурах 9) на сплошные, удаления связывакщих заменяемые контуры верхних днищ 10 и подключения к патрубкам 17 этих контуров, вместо отводящего тру- 5 бопровода 18, трубопровода 26 — для подачи теплообменного агента.

Корпус устройства можетбыть выполнен круглой (фиг.2) либо прямоугольной формы, например, в виде коридорного аэротенка 28 (фиг.3 и 4), вдоль каждого из коридоров 29 которого, параллельно его боковым стенкам 30 расположены секции 4 для восходящих газожидкостных потоков, чередукщиеся с образованными между ними, а также между. ними и бокоными стенками 30 секциями 16 для нисходящих потоков.

Устройство работает следукщим образом.

По трубопроводу 19 сточные воды, подлежащие биохимической очистке непрерывно подают в корпус 1, в котором находится суспензия активного ила. Одновременно, в барботеры 12 по трубопроводу 13 подают сжатый воздух, например, от трубовоэдуходувки. Выходя из отверстий 14 барботеров 12, воздух, вместе с увлекаемой им суспензией, состоящей из хлопьев активного ила, распределенных в очищаемой жидкости, проходит вверх, между внутренними перфорированными стенками 8 перегородок, образукщими автономные замкнутые контуры 9, и далее внутри секции 4 к трубчатым отводам 15. Под действием гидростатического давления столба жидкости в корпусе 1 часть жидкости непрерывно фильтруется сквозь перфорированные стенки 8 перегородок и, попадая в замкнутые объемы, ограниченные наружными стенками 5 и 6 перегородок, сплошными вертикальными пеермычками 7 и днищами 10 и 11, через патрубки 17 непрерывно отводится из устройства по отводящему трубопроводу 18, например во вторичный отстойник, контактный фильтр- или другой аппарат для доотделения тонкодисперсных взвешенных веществ.

Эффективное транспортирование газожидкостной смеси в канале секции

4 (требукщееся для интенсивной аэрации и эффективного перемешивания находящейся в корпусе устройства сМеси иловой суспензии и очищаемых сточных вод) осуществляется при высокой скорости движения этой смеси (1,0 — 4,0 м/с), которая обеспечивается за счет подачи необходимого количества воздуха в. барботеры 12. Известно, что при этом возникают турбулентные пульсации трения гаэожидкостной смеси о стенки канала, в котором она движется (точнее, возникают пульсации касательных напряжений трения в вязком подслое, образукщиеся на стенках ка» нала). Диапазон изменений.характеристик этих пульсаций (амплитуд, частотного спектра) несколько расширяется в случае применения негладких стенок канала (каковыми и являются в устройстве внутренние перфорированные стенки 8 перегороДОК) а

Пульсации трения газожидкостного потока, возникающие на обращенных к потоку фильтрукщих поверхностях перфорированных стенок 8, приводят к созданию непрерывного эффективного режима регенерации этих поверхностей за счет импульсного воздействия потока на слой частиц твердой Фазы иловой суспензии (хлоп : ков ила, постепенно задерживающихся в процессе фильтрования на фильтруФцих поверхностях), отрыва этих частиц и уноса их с газожидкостным потоком при сохранении высоких скоростей фильтрования жидкости. я

Выполнение фильтдуыцих элементов из перфорированных стенок 8 в виде автономных замкнутых контуров 9, позволяет наиболее равномерно распределить газ, поступающий в секции 4 иэ отверстий 14 барботеров 12, по сечению этих контуров, что приводит к установлению стационарного режима процесса фильтрования с непрерывной,регенерацией фильтрукщих поврехностей в каждой секции 4.

Остальная часть илоной суспензии {из которой часть жидкости удалена через перфорированные стенки 8 перегородок, имекщая, таким образом„ повышенную концентрацию активного ила) продолжая двигаться вверх с достаточнс большой ск, .".ос."ью, Сов общаемой ей барботирунхцим газо .:., поступает в расположенные в верхд.их

nP, частях секций 4 профилированные GT воды 15, через которые суспензи"воэвращается в корпус . устройства на рециркуляцию в секции для нис-. ходящих потоков 16. Выход сгущенной иловой суспензии иэ профилиро-- 4- ванных от;.Одов 15 осуществляется высокоскорос-.-ными струями, которые направляются сверху вн:.-.э в Объем жидкости, находящейс""- а корпусе 1.

Часть воздуха, не успевающая вы- 5О делиться из суспензия (а также воз- дух, захватыва.емый струями суспензии при ударе их с оверхнасть .жиДкОсти в кОрпусе 1)z вноситсР: с этими струями в объем суспензии, что усиливает эфд>ект аэрации гослед -, ней. Ироходя в секциях 16 сверху вниз,, вдоль наружных стенок 5 и 6 перегоро= док, иловая суспензия, смешиваясь с пОтОкОМ поступакщих на Очистку 66

СТОЧНЫХ ВОД, ПОД ДЕЙСТВИЕМ Р8. 3ВОСТВ жлотноатей более плотного стол5а жидкости, находящегося в секциях 16, и менее плотного столба гаэожидкостной (иловой)смеси„ находящегося в секциях 4, движется в зону распо ложения барботеров 12. Эдесь суспензия вновь захватывается потоком барбоTирующего газа, транспортируется вверх к профилированным отвода,> 15, Фильтруясь по пути через пер-. форированные стенки 8, и цикл движения жидкости повторяется. При этом, -1асть сгуценного избыточного активного ила непрерывно Отводится из устройства через патрубок 20.

Для псддержания оптимальной температуры в объеме биохимически очищенных còo÷íûõ вод в полости теплообменников 22 и 23 через патрубки

24 Осуществляется подвод„ а через патрубок 25 — Отвод теплообменного агента по трубопроводам 26 и 27 состветственно.

В случае применения предлагаемоГо ус ройства для биохими.песк ой очистки больших объемсв сточных вод, когда оно может быть выл-.олнено в виде коридорного аэротенка 28, отвод отфильтрованной жидкости ooóществляется при этом по всей длине каждого из коридоров 29 через штуцер 17 в отводящий трубопровод 18 от каждого из замкнутых объемов, ограниченнь>х автономными замкнутыми кон турами 9, наружны>.:и сте:якам :: 5 и 6 перегсродок, спло>цнь>ми >.=р-..ъ..=

@ àËÜ НЫМИ > „. :>РЕМЫЧК аМН,> и r;!-; тД>> F>vI

1О P. 1 пл-.>ской формы. ;. О:." аяи- тельно ул уч" а ет в целом струк-. : ру потока жидкости в аэротенке счет . Ие>,".:.Ния продОльнОГО и - Земе> > АНН =„ИН Ow СИЕН "1и i < О НОВ рЕМЕННО: Эа счет интенсивноГО локаль|>ОГО:-. 3" рацио--ного перемешивания .-"; в есте расположения каждой из с»-»>. яй„

1эсе это Голожительк : сказ . "=t . =. z .;я

На МаССООбМЕН -" >":- х i;p . т г»от л. устройства -= це: —, .Ом, Измен яя соотношения .с а сходов от= водимОГО кзбытОчно "G c.êTÈÂåoÃñ II2 и очищенной воды,- можно регулировать концентрацию,è Общее состояние,I биомассы ила в корпусе устройст: а,-.

Са>МЫМ Можно Оцт»>МИЗИ.>»>ьат;- --..-;О

gpс " ogT I i Tки о» обенно g t"y ji I »е* -. Ол баний "->ходи-;:х т-„=-1ам трс>в . I,гi> =- -,, Во.: > Ис ".СИИ 4 --C!. Ва И Эа >>ЯЬН,->НО 1 И „

:" КIц 4 бра ом р Ip >J! ci Г <.

po.".o Tgo >>: :-:вопиет эффективно про:= 0дить про::ц» сс биохимиче:кой ;-:хи - -ки сточных НОд прк непре (>ыв ной- i,-,"тен-" сивнсй циркуляции азрируе. :сй су,-з:ЭИИ СТОЧНЫХ ВОД С ПOВЬ>АННО>-„p»г :лируемой КОнцентрацией биомас - = активного ила

Р»ализация з ус-ро" -тв"- =ы О. и скорости 4>ильтрован»::.я суспензии активного ила, превышающей скорость традиционного процесса отстаивания

1 074834

25 ила (например, во вторичном отстойнике) в 2-3 раза, обеспечивается непрерывной саморегенерацией фильтрующих поверхностей автономных замкнутых фильтровальных контуров беэ заметного изменения структуры хлопков активного ила. Это позволяет улучшить видовой состав, уменьшить

",возраст ила .(за счет меньшего времени нахождения ила в системе рециркуляции), что улучшает параметры 30 процессов дальнейшей обработки избыточного.активного ила — его уплотнения и обезвоживания с целью утидиэации. осуществление, например, в предла-15 гаемом устройстве процесса биохимической очистки наиболее концентрированного по органическим загрязнениям компонента сточных вод предприятий гидролизной промыаленности 20 последрожжевой бражки, т.е. проведение процесса биоокисления при нелимитированных условиях питания биомассы, при повыаенной концентрации биомассы активного. ила (дозы ила в устройстве, равной, в частности, 10 кг/м ) и регулируемом времени пребывания ила в системе очистки (в пределах 3-6 ч), позволяет примерно в 1,6 раза увеличить объемную окислительную мощность устройства и в несколько раз увеличить прирост активного ила от утилиэируемых органических загрязнений. Столь малого времени пребывания не достаточно, чтобы на хлопках активного ила сорбировадись в запретном количестве токсичные элементы (фтор и тяжелые металлы). Это, в свою очередь, приводит к тому, что химический состав.ила может соответствовать требованиям, предъявляемым к этому продук-. ту при использовании его в качестве белково-витаминной кормовой добавки.

Таким образом, применение предлагаемого устройства на станциях очистки сточных вод гидролиэных предприятий позволяет в масштабе отрасли получить дополнительно

10-15 тыс.т белок- и витаминсодержащего продукта ежегодно. Это равносильно строительству одного гидролизно-дрожжевЬго завода средней мощности.

1074834

Составитель Л.Суханова

Техред A. Б абинен

Корректор И.Маро л

Редак тор Н . Джуган

Заказ 443/21

Тираж 867 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р 31осква, R-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4