Устройство для очистки сточных вод активным илом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биохимической очистке городских и производственных сточных вод. Увеличение степени очистки при сокращении затрат достигается за счет повышения степени использования кислорода при значительных колебаниях нагрузки. В предложенном устройстве технологически взаимосвязаны аэротенк, секционированныереактиваторы, регенератор, рециркуляционные камеры скважинного типа, противоточной аэрации и предварительного осветления . Подача кислорода осуществляется через воздухонагнетатели постоянного и периодического действия, в которые предусмотрены вводы атмосферного воздуха и технического кислорот да с соответствующими регулирующими. и дозирующими элементами. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. в & (Л ее ю 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 02 F 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3991544/31-26 (22) 19.12,85 (46) 07.08.87. Бюл. ¹ 29 (71) Всесоюзный заочный инженерностроительный институт (72) Б.Н.Репин, N.Â.Êîðoëåâà, Т.М.Хантимиров и В.И.Баженов (53) 628.314.2 (088.8) (56) Яковлев С.В. Биохимическая очистка производственных сточных вод.-М.: Стройиздат, 1985, с.62.

Авторское свидетельство СССР № 1036689, кл. С 02 F 3/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД AKTHBHbIM ИЛОМ (57) Изобретение относится к биохимической очистке городских и производственных сточных вод. Увеличение

„„SU„1328310 A 1 степени очистки при сокращении затрат достигается за счет повышения степени использования кислорода при значительных колебаниям нагрузки. В предложенном устройстве технологически взаимосвязаны аэро тенк, секционированныереактиваторы, регенератор, рециркуляционные камеры скважинного типа, камеры противоточной аэрации и предварительного осветления. Подача кислорода осуществляется через воздухонагнетатели постоянного и периодического действия, в которые предусмотрены вводы атмосферного воздуха и технического кислоро-. да с соответствующими регулирующими. и дозирующими элементами. 1 s.n. ф-лы, 4 ил.

1 1328

Изобретение относится к биохимической очистке городских и производственных сточных вод и может быть использовано для очистки средних и больших количеств концентриро5 раиных сточных вод, когда их .. приток на очистную станцию подвер кен значительным колебаниям, Целью изобретения является увеличение степени очистки при сокращении затрат за счет повышения степени использования кислорода при значительных колебаниях нагрузки.

На фиг.l показано предла1аемое устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — - разрез

Б-Б на фиг.l; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.l.

Устроиство для очистки сточных вод 2О активным илом содержит аэротенк 1, подводящий лоток 2 исходной сточной воды, впуск 3 возвратного активного ила, отводящий лоток 4 очищенной воды, диспергаторы 5, присоединенные к на- 25 порным линиям 6 воздухонагнетателей 7 постоянного действия, рециркуляционные камеры 8, присоединенные к воздухонагнетателям 9 и 10 периодического действия, отделенные от аэротенка ЗО продольной перегородкой ll, последовательно соединенные реактиваторы 12 и 13, разделенные секционирующими поперечными перегородками 14 и 15 и не доходящей до дна поперечной перегородкой 16, установленной между реактиватором 13 и рециркуляционными камерами 8. Камера 17 противоточной аэрации образована поперечной перегородкой 18 и не доходящей до дна аэро- 4П тенка струенаправляющей стенкой 19.

Камера 20 предварительного осветления с илосборным приямком 21 образована сплошной поперечной стенкой 22, расположенной вконце аэротенка, и 45 продольной перегородкой 11. Кроме того, устройство имеет лоток 23 распределения иловой среды с затопленной нижней щелью 24, не доходящие до дна ламинизирующие перегородки

25, перепускной лоток 26, соединяющий камеру предварительного осветления 20 с реактиватором 12, эрлифты

27, присоединенные трубопроводами 28 к воздухонагнетателю постоянного 55 действия, входные отверстия 29 которых расположены в илосборных приямках, а выходные 30 направлены в перепускной лоток 26, регенератор 31, 310 2 отделенный от реактиватора поперечной не доходящей до стенки устройства перегородкой 14, снабженный впуском

3 возвратного активного ила, установленные в продольной перегородке 11 уравнительный патрубок 32 и перепускные клапаны 33 и 34, премыкающие к секционирующим перегородкам 14 и

15 со стороны, обращенной к рециркуляционным камерам 8. Днища 35 рециркуляционных камер 8 имеют пирамидаль. ную форму с расположенными в центральных частях скважинами 36, в которых коаксиально с образованием кольцевых циркуляционных каналов 37 установлены не доходящие до их дна полые цилиндрические колонны 38, верхние части которых снабжены распо ложенными выше рабочего уровня иловой среды водосливами 39, направленными в сторону секционированной камеры противоточной аэрации. В цилиндрических колоннах на уровне дна аэротенка установлены диспергаторы 40 низкого давления, присоединенные к напорной линии воздухонагнетателя постоянного действия, на глубине, близкой к половине глубины скважины, и в нижних частях цилиндрических колонн установлены диспергаторы 41 и

42 соответственно среднего и высокого давления, присоединенные к напорным линиям 43 и 44 воздухонагнетате лей периодического действия, всасывающие линии которых разделены на трубопроводы 45 атмосферного воздуха и трубопроводы 46 технического кислорода, оборудованные клапанами

47 автоматического дозирования, напорной накопительной емкостью 48 и компрессором 49 подачи технического кислорода.

Всасывающие и напорные линии нагнетателей периодического действия снабжены запорной арматурой 50 и трубопроводом 51, соединяющим последовательно нагнетатели периодического действия. Устройство работает следующим образом.

Исходная сточная вода по подводящему лотку 2 поступает в рециркуляционные камеры 8, где смешивается с активным илом, поступающим через щель, образованную днищем 35 и не доходящей до дна перегородкой 16.

При этом образовавшаяся иловая смесь интенсивно обескислороживает1328310 ся, так как прошедший регенерацию активный ил вступает в биохимический контакт с органическими загрязнениями сточной воды при отсутствии дополнительной аэрации. При этом начальная концентрация растворенного кислорода иловой смеси равная, например, 6 г/л, снижается до 1 мг/л и меньше, что не ухудшает окислитель- 10 ных свойств активного ила ввиду кратковременности процесса обескислороживания, но затем играет важную роль в повьппении эффективности использования кислорода при создании управляемого рециркуляционного контура иловой смеси..

Одновременно с этим в рециркуляционных камерах происходит частичное

20 осаждение активного ила, который благодаря пирамидальной форме днища

35 сдвигается к центру и вовлекается в кольцевые рециркуляционные каналы 37, двигаясь по которым он огибает нижние кромки не доходящих до дна скважин 36 цилиндрических колонн 38 и поднимается в их верхние части, снабженные водосливами 39. Такой характер движения иловой среды обуслов- 0 лен эрлифтным эффектом работы диспергаторов 40 низкого давления, к которым по напорной линии 6 от воздухонагнетателя 7 постоянного действия подают сжатый воздух. В данный момент иловая смесь, частично насыщенная

35 растворенным кислородом, переливаясь. через водосливы,.поступает в секционированную камеру 17 противоточной

55 аэрации, где, встречаясь с противо точным движением пузырьков воздуха, выходящего из мелкопузырчатых диспергаторов 5, двигается вниз и, огибая не доходящую до дна аэротенка 1 струенаправляющую стенку 19, полностью45 насьпцается кислородом и поступает в аэротенк. Наличие секционирующей перегородки 18 способствует повьппению эффекта противоточной аэрации за счет сокращения продольной циркуляции иловой среды, Сокращающей период газожидкостного-контакта. Такое сочетание предварительного обескислороживания иловой смеси с ее последующей проти-. воточной аэрацией обеспечивает не только высокий эффект использования кислорода воздуха, но и частичную очистку поступающей сточной воды уже на самом входе в аэротенк.

Во время пребывания в аэротенке иловой смеси с концентрацией активного ила 1,5 г/л и ее барботажа сжатым воздухом, выходящим из мелкопузырчатых диспергаторов 5, завершается про цесс биохимического окисления органи ческих загрязнений поступающих сточных вод, после чего иловая смесь через распределительный лоток 23 с затопленной нижней щелью 24 поступает в камеру 20 предварительного осветления.

В процессе прохождения иловой смеси по проточным каналам между ламинирующими перегородками 25 часть активного ила оседает в иловые приямки 21, а иловую смесь, содержание активного ила в которой снижается, например, с 1,5 до 0,5 г/л, по отводному лотку

4 отводят за пределы данного устройства на дальнейшую обработку. Наличие ламинирующих перегородок снижает взмучивающий эффект, вызывающийся неравномерностью распределения потоков в камере и работой эрлифтов 27, увеличивает объем зон пристенного осаждения в условиях, близких к покою, что позволяет при компактности камеpbl предварительного осветления обеспечить стабильный режим ее работы.

Возвратный активный ил концентрацией порядка 8 г/л через впуск 3 подают в регенератор 31, где в условиях аэрации с помощью мелкопузырчатых диспергаторов 5 происходит окисление сорбированных поверхностью илового хлопка загрязнений, в результате чего активный ил восстанавливает свои первоначальные технологические свойства.

Иловой поток, огибая секционирующую перегородку 14, поступает в две смежные последовательно соединенные секции реактйватора 12,13, где смешивается с потоком активного ила концентрацией в среднем 6 г/л, поступающего из иловых приямков камеры предвари1 тельного осветленйя в реактиватор по перепускному лотку 26. Процесс зарядки реактиватора можно считать полностью завершенным, когда в его обеих секциях при закрытых перепускных клапанах 33 и 34 установится постоянная концентрация на уровне 7 г/л.

Возможные колебания рабочего уровня жидкости в реактиваторе и связанных с ними по закону сообщающихся сосудов рециркуляционных камер, вызванные некоторым расхождением расходов возвратного ила, вводимого через

1328310

5 впуск 3, и иловой смеси через выходные отверстия 30, компенсируются за счет прямого и обратного перетоков рабочей среды через уравнительный патрубок 32.

В период повышения технологических нагрузок, вызываемого увеличением притока поступающих сточных вод, увеличением концентрации органических загрязнений или совокупностью указанных факторов, условие сохранения постоянства соотношения нагрузка: активный ил: растворенный кислород и поддержание его на оптимальном уров-. не выполняется в результате дополнительного включения в работу воздухонагнетателя 9 периодического действия и открытия перепускного клапана

33. В результате этого по напорной линии 43 кислородсодержащий газ (технический кислород или воздух, обогащенный техническим кислородом) подается к диспергаторам 41 среднего давления, расположенным на глубине, близкой к половине глубины скважины, что значительно повышает эффект использования кислорода и соответствен но повышает эрлифтный эффект рецир-. куляционных камер и камеры 17 противоточной аэрации. Возросший в несколько раз рециркуляционный поток иловой смеси, поступающий из рециркуляционных камер в аэротенк 1, компенсируется аналогичным потоком из аэротенка в секцию реактиватора 12 через открытый перепускной клапан 33.

Образовавшийся таким образом рециркуляционный контур иловой смеси, охватывающий аэротенк 1 и секцию ре активатора 12, имеет повышенную концентрацию активного ила порядка

3 г/л, увеличивает путь очищаемой воды примерно в 1 5 раза, по меньшей мере в 3-5 раз превышает расход поr ступающих сточных вод, обеспечивая гомогенные условия проведения процесса, и компенсирует возросшую потребность в кислороде за счет его более эффективного использования (20-30X) .при работе днспергаторов среднего давления. При этом секционирующая перегородка 15, отделяя сработавшую секцию реактора 12 от заряженной секции реактиватора 13, предотвращает вымывание в ней более высокой концентрации активного ила (7 г/л) потоком с более низкой концентрацией (3 г/л).

Таким образом обеспечивается поддер6 жанне на постоянном и оптимальном уровне соотношения нагрузка: активный ил: растворенный кислород при возрастании технологической нагрузки более чем в 2 раза, что соответствующим образом отражается на результатах очистки.

В периоды, когда нагрузка близка к максимальной, наряду с,включением в работу воздухонагнетателя 1О периодического действия и открытием перепускного клапана 34 производят отключение воздухонагнетателя 9 периодического действия и закрытие пере15 пускного клапана 33. Кислородсодер,жащий газ по напорной линии 44 поступает к диспергаторам 42 высокого давления, расположенным в нижней части цилиндрических колонн 38, в щ результате чего резко возрастает эффект использования кислорода и соответственно эрлифтный эффект работы рециркуляционных камер 8. Наряду с элементами технологического процесса, 25 описанными выше, в данном режиме работы при наличии высокого гидростатического давления и повышенной концентрации кислорода в газовой фазе усиливается адгезионный эффект раст30 ворения и потребления кислорода микробиальной клеткой, что, в свою очередь, приводит к значительной очистке сточных вод уже на стадии прохождения рециркуляционных форка35 мер. При этом концентрация растворенного кислорода в иловой смеси вместо обычных 4-б мг/л достигает 15-25 мг/л при степени его использования порядка 30-40Х. При этом секционирующая

40 перегородка 14, отделяя сработавший

I реактиватор от регенератора 31, предотвращает вымывание в нем более высокой концентрации активного ила (8 г/л) потоком с бо45 лее низкой концентрацией (5 г/л).

Образовавшийся новый рециркуляционный контур иловой смеси, охватывающей аэротенк и секции реактиватора 12,13, имеет повышенную концен50 трацию активного ила порядка 5 г/л, увеличивает путь очищаемой воды примерно в 2 раза, по меньшей мере в

6-10 раз превышает расход поступающих сточных вод, обеспечивая гомоген55 ные условия проведения процесса и компенсирует максимальную потребность в кислороде за счет его наиболее эффективного использования.

10

25

45

55

1328

Негативное воздействие повышенных концентраций активного ила в иловой . смеси аэротенка порядка 3-5 г/л на работу вторичных отстойников, необходимых в соответствии с технологическими регламентами работы данного устройства, практически полностью снимается в результате работы камеры 20 предварительного осветления, Выходящая из нее очищенная сточная жидкость содержит не более 1,5 г/л взвешенных частиц активного ила, что не вызывает затруднений в работе вторичных отстойников, а использование технического кислорода способствует формированию более плотного хлопка активного ила и улучшению его седиментационных свойств.

Поддчу технического кислорода компрессором 49 в напорную накопительную емкость 48 производят круглосуточно, а его сработку путем подачи во всасывающие линии воздухонагнетателей 9 и 10 периодического действия — периодически. Степень обогащения воздуха техническим кислородом

1 во всасывающих линиях воздухонагнетателей устанавливается клапаном 47 автоматического дозирования одним из известных способов, например по показателям датчиков растворенного кнслорода, установленными в характерных точках аэротенка.

Для подачи кислорода (кислородсодержащего газа) к диспергаторам среднего или высокого давления используются нагнетатели одинаковых характеристик. Для этого всасывающие и напорные линии воздухонагнетателей периодического действия дополнитель-. но снабжены запорной арматурой 50 и технологическим трубопроводом 51, соединяющим нагнетатели по последовательной схеме. При этом в режиме максимальных нагрузок воздухонагнетатель 9 подает кислародосодержащий газ во всасывающую линию нагнетателя

10, откуда газовая смесь под напором, близким к суммарному напору двух нагнетателей, поступает к диспергаторам высокого давления.

Предлагаемое устройство позволяет за счет гибкого управления ключевыми параметрами технологического процесса, интенсификации биохимического окисления, повышения степени использования кислорода и сокращения непроизводительных затрат электроэнергии в условиях значительных колебаний поступающей нагрузки обеспечить глубокую очистку концентрированных сточных вод при одновременном сокращении приведенных затрат на 30-40Х по сравнению с известными и техническими решениями.

Формула и з о б р е т е н и я

l. Устройство для очистки сточных вод активным илом, содержащее аэротенк, подводящий лоток исходной сточ" ной воды, впуск возвратного активного ила, отводящий лоток очищенной воды, диспергаторы, присоединенные к напорным линиям воздухонагнетателей постоянного действия, рециркуляционные камеры с диспергаторами, присоединеннымИ к воздухонагнетателям пе-.. риодического действия, отделенные от аэротенка продольной перегородкой, последовательно соединенные реактиваторы с секционирующими поперечными перегородками и не доходящей до дна поперечной перегородкой, установленной между .реактиватором и рециркуляционной камерой, J о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени очистки при сокращении затрат за счет повышения степени использования кислорода при значительных колебания нагрузки, оно снабжено камерой противоточной аэрации, образованной поперечной перегородкой и не доходящей до дна аэротенка струенаправляющей стенкой, камерой предварительного осветления с илосборным приямком, образованной сплошной поперечной стенкой, расположенной в конце аэротенка, и продольной перегородкой, лотком распределения иловой среды в камере предварительного осветления, не доходящими до ее дна .ламинизирующими перегородками, перепускным лотком, соединяющим камеру предварительного осветления с реактиватором, эрлифтами, присоединенными трубопроводами к воздухонагнетателю постоянного действия, входные отверстия которых расположены в илосборных приямках, а выходные направлены в перепускной лоток, регенератором, отделенным от реактиватора не доходящей до стенки поперечной перегородкой и снабженным впуском возвратного ила в продольной перегородке между аэротенком и реактиваторами установлены уравнительный патрубок и пере1328310

Л

2 пускные клапаны, примыкающие к секционирующим перегородкам со стороны, обращенной к рециркуляционным камерам, при этом днища рециркуляционных камер выполнены пирамидальной формы с расположенными в центральных частях скважинами, в которых коаксиально с образованием кольцевых рециркуляционных каналов установлены не доходящие до -их дна полые цилиндрические колонны, верхние части которых снабжены расположенными вьппе рабочего уровня иловой среды водосливами, направленными в сторону камеры противоточной аэрации, в цилиндрических колоннах на уровне дна аэротенка установлены диспергаторы низкого давления, присоединенные к напорной линии воздухонагнетателя постоянного действия, а на глубине, близкой к половине глубины скважины, и в нижних частях цилиндрических колонн установлены диспергаторы соответственно среднего и высокого давления, присоединенные к напорным

5 линиям воздухонагнетателей периодического действия, всасывающие линии которых разделены на трубопроводы атмосферного воздуха и трубопроводы технического кислорода, оборудованные клапанами автоматического доэирования, напорной накопительной емкостью и компрессором подачи тех, нического кислорода.

2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что всасывающие и напорные линии нагнетателей периодического действия дополнитель20 . но снабжены запорной арматурой и трубопроводом, соединяющим нагнетатели последовательно. 1 5

1328310

5-б

РиаЗ

Составитель П.Ивкин

Техред M.Коданич

Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Гунько

Заказ 3446/25

Тираж 850 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4