Устройство для очистки сточных вод

Устройство для очистки сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод активным илом. Цель изобретения - повышение эффек тивности использования кислорода: и управления концентрацией а ктивного , ила. Указанная цель достигается оборудованием устройства основН ой и дополнительной прямоточными рециркуляционными камерами 15 и 16,снабженными основной и дополнительной противоточными камерами 19 и 20 аналогичной конструкции,присоединенными к мелкопузырчатым диспергаторам 21 как постоянного,так и периодического действия,илоуплотнителем 25 со взвешенным слоем осадка, расположенньпу между реактиватором 12 и обратным смесительным коридором 7, с отделением деаэрации 27 иловой смеси и сборными продольными лотками 40. Целесообразно,чтобы устройство кроме того было снабжено подводящими желобами, тангенциально введенными в расширяющиеся книзу осадительные колонны с внутренними винтовыми тонкослойными насадками и ламинирующими насадками в сборных лотках илоуловителя 8 и илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка; прямоточные рециркуляционные и противоточные камеры 15, 16 и 19, 20 были вьтолнены переменного сечения; мелкопузырчатые диспергаторы противоточных камер были присоединены к источнику технического , кислорода или воздуха, обо-, гащенного техническим кислородом, а в конце обратного смесительного коридора аэротенка вьщелено отделение предварительного обескислорожиЛ-А с & 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 02 Р 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

A- 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4082060/31-26 (22) 20.05.86 (46) 23.01.88. Бюл. N 3 (71) Всесоюзный заочный инженерностроительный институт (72) Б.Н.Репин, М.В.Королева, В.И.Баженов, А.В.Малинин и Э.Н. Абрамов (53) 628.356(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1035002, кл. С 02 Р 3/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД (57) Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод активным илом.

Цель изобретения — повышение эффек" тивности использования кислорода и управления концентрацией активного, ила. Указанная цель достигается оборудованием устройства основной и дополнительной прямоточными рециркуляционными камерами 15 и 16,снабженными основной и дополнительной противоточными камерами 19 и 20 аналогичной конструкции,присоединенны„,SU„, 1368269 А1 ми к мелкопузырчатым диспергаторам

21 как постоянного,так и периодического действия,илоуплотнителем 25 со взвешенным слоем осадка, расположенным между реактиватором 12 и обратным смесительным коридором 7, с отделением деаэрации 27 иловой смеси и сборными продольными лотками

40. Целесообразно, чтобы устройство кроме того было снабжено подводящими желобами, тангенциально введенными в расширяющиеся книзу осадительные колонны с внутренними винтовыми тонкослойными насадками и ламинирующими насадками в сборных лотках илоуловителя 8 и илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка; прямоточные рециркуляционные и противоточные камеры 15, 16 и 19, 20 были выполнены переменного сечения; мелкопуэырчатые диспергаторы противоточных камер были присоединены к источнику технического кислорода или воздуха, обо-. гащенного техническим кислородом, а в конце обратного смесительного коридора аэротенка выделено отделение предварительного обескислорожи1368269 вания иловой среды с лотком поступаю- ются в коридор 7. В зависимости от щит сточных вод. Сточные воды посту- нагрузки устройство может работать пают в коридор. 7 и посредством ка- в разных режимах. Устройство позволя,мер 15 и 19 направляются в виде сме- ет интенсифицировать процесс очистси активного ила и воды в коридор 6, ки и сократить эксплуатационные откуда через камеры 16 и 20 возвраща- затраты. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится рс области биологической очистки бытовых и промышленных сточных вод активным илом.

Цель изобретения — повышение эффективности использования кислорода путем регулирования концентрации активного ила.

На фиг. 1 представлено устройство, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — модификация устройства, план; на фиг, 5 — разрез

В-В на фиг. 4; на фиг..6 — разрез

Г-Г на фиг. 4;на фиг. 7 — разрез Д-Д на .фиг. 4.

Устройство содержит прямоугольный корпус 1 аэротенка, разделенный продольными перегородками 2 и 3 и поперечными перегородками 4 и 5 на прямой и обратный смесительные коридоры

6 и 7, илоуловитель 8 с коническими приямками 9 и эрлифтами 10, присоединенными к илоотводному лотку 11, реактиватор 12, мелкопузырчатые диспергаторы 13, соединенные с воздухонагнетателями 14 постоянного действия.

Устройство включает основную и дополнительную прямоточные рециркуляционные камеры 15 и 16 с сообщающимися с ними посредством водосливов 17 и 18 основной и дополнительной противоточными камерами 19 и 20. Прямоточные рециркуляционные камеры 15 и

16 оборудованы мелкопузырчатыми диспергаторами 21, присоединеными к воздухонагнетателям 22 и 23 периодического действия.

Устройство снабжено регулируемым порогом 24, расположенным виачальном участке илоотводного лотка, илоуплотнителем 25 со взвешенным слоем осадка, образованным не доходящей до дна корпуса аэротенка поперечной перегородкой и наклонной под углом не менее 45 к дну корпуса аэротенка перегородкой 26, верхняя кромка которой расположена выше уровня жид5 кости в обратном смесительном коридоре, отделением 27 деаэрации иловой смеси, выделенным в илоуплотнителе посредством не доходящей до дна корпуса аэротенка перегородки 28, погружной перегородкой 29. Устройство включает также подводящие к илоуловителю желоба 30 — 32, тангенциально присоединенные к верхней части осадительных колонн 33 — 35 с внутренними винтовыми тонкослойными насадками 36 — 38, сборные лотки 39 и 40 илоуловителя и илоуплотнитепя со взвешенным слоем осадка, оборудованные соответственно продольными и поперечными ламинирующими насадками 41 и 42.

Основные и дополнительные прямоточные рециркуляционные и противо25 точные камеры 15 16 и 19 20 соответУ У ственно выполнены переменного сечения с расширяющимися верхними и нижними частями 43 и 44, соединенными средними частями 45 критического сечения, а мелкопузырчатые диспергатоЗ0 ры 46 основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 присоединены к источнику 47 технического кислорода или воздуха, обогащенного техническим кислородом. Кроме того, уст35 ройство содержит отделение 48 предварительного обескислороживания HJIQвой среды, выделенное в конце обратного смесительного коридора не доходящей до дна корпуса аэротенка

40 поперечной перегородкой 49, с лотком

50 поступающих сточных вод,впуск

51 и выпуск исходной и биологически очищенной сточной жидкости, отвод 53 осветленной сточной жидкости, выпуск45 ное иловое отверстие 54 и придонную

1368269

25 щель 55, впуск 56 возвратного активного ила, вторичный отстойник 57, перекачивающее устройство 58, воз-. духопроводы 59 и трубопроводы 60 кислородсодержащего газа.

Устройство работает следующим образом.

Сточные воды через впуск 51 исходной сточной жидкости поступают 10 в обратный смесительный коридор 7 аэротенка и посредством основной прямоточной рециркуляционной камеры

15 через водослив 17 и далее через основную противоточную камеру 19 15 направляются в прямой смесительный коридор 6. Смесь сточной воды и активного ила доходит до конца прямого смесительного коридора 6, где захватывается дополнительной прямоточной рециркуляционной камерой

16 и через водослив 18 и дополнительную противоточную камеру 20 возвращается в начало обратного смесительного коридора 7. Эрлифтный эффект основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камер 15 и 16, создаваемый работой мелкопузырчатых диспергаторов 21 камер, дополнен окислительным эффектом, создаваемым 30 работой основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 совместно с мелкопузырчатыми диспергаторами

13 других отделений устройства, присоединенных к воздухонагнетателю

14 постоянного действия.

В процессе рециркуляционного движения иловой смеси по смесительным коридорам 7 и 6 и ее непрерывной аэ- . рации осуществляется процесс биологической очистки или окисления органических загрязнений сточных вод, причем отношение количества рециркулирующей иловой смеси к количеству поступающих сточных вод находится в пределах 1,5-3.

Смесь активного ила и очищенной сточной жидкости самотеком, минуя погружную перегородку 29 и затопленную поперечную перегородку 5, поступает в илоуловитель 8, где основная (возвратная) часть активного ила оседает в конических приямках 9, а прошедшая первичное осветление сточная жидкость поступает во вторичный отстойник 57, в котором происходит ее окончательное осветление и отвод за пределы системы, при этом осевший во вторичном отстойнике активный ил отводится как избыточный из системы на обработку или в случае необходимости частично или полностью возвращается в реактиватор 12 любым видом перекачивающего устройства 58.

Активный ил, осевший в конических приямках 9 илоуловителя 8, посредством эрлифтов 10 направляется в илоотводный лоток 11, откуда -через выпускное иловое отверстие 54 поступает в реактиватор 12. В реактиваторе 12 активный ил, на поверхности хлопьев которого адсорбированы органические загрязнения,проходит цикл регенерации,в ходе которой адсорбированные загрязнения перерабатываются микроорганизмами, и первоначальная активность ила восстанавливается. Перелив возвратного активного ила из реактиватора 12 в обратный смесительный коридор 7 происходит через илоуплотнитель 25 со взвешенным слоем осадка таким образом,что иловая смесь через приданную щель 55 поступает в проточную часть илоуплотнителя 25, при этом отделение воздушных пузырьков,увлекаемых потоком иловой смеси, производится в отделении 27 деаэрации иловой смеси. В процессе подъема иловой смеси к продольным сборным лоткам

40 и в результате ее движения через взвешенный слой осадка происходит снижение концентрации возвратного ила, поступающего в сборные лотки

40 и далее в обратный смесительный коридор 7. Этот технологический прием, с одной стороны, позволяет поддерживать в реактиваторе 12 повышенные (порядка 8-12 г/л) концентрации активного ила, что предопределяет сокращение его рабочего объема, а с другой стороны, поддерживает в смесительных коридорах аэротенка сравнительно невысокие (1-2 г/л) концентрации активного ила, достаточные для успешной работы сооружения в период пониженных технологических нагрузок на аэротенк.

В период увеличенного притока сточных вод и соответственного увеличения технологической нагрузки по органическим загрязнениям на сооружение производят включение воздухонагнетателя 22 периодического действия,в результате чего происходит увеличение количества воздуха, вводимого в мелкопузырчатые диспер8269

5 136 гаторы 13 и 21 ° При этом увеличение, скоростей окисления загрязнений,связанных оо скоростями растворения и потребления кислорода, и образующаяся в результате этого тенденция к нарушению однородных условий функционирования микроорганизмов компенсируется соответственным увеличением рециркуляционного потока иловой смеси из прямого смесительного коридора 6 в обратный смесительный коридор 7, и,наоборот. Отношение количества рециркулирующей илоной смеси к количеству поступающих сточных вод при этом находится в пределах 3-6. Одновременно с этим, вследствие подъема уровня иловой смеси в основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камерах 15 и

16, иловая смесь через регулируемый порог 24 поступает в илоотводный лоток 11 и оттуда через выпускное иловое отверстие 54 — в реактиватор

12. При этом общий расход жидкости, поступающей в реактиватор 12, а следовательно, и в илоуплотнитель 25 со взвешенным слоем осадка возрастает в несколько раз, в результате чего процесс илоотделения во взвешенном слое осадка сменяется процессом его ускоренного вытеснения из реактиватора 12 в обратный смесительный коридор 7, вследствие чего рабочая концентрация активного ила в смесигельных коридорах 6 и 7 начинает йлавно возрастать, например с 12 до 3-4 г/л. Это обеспечивает поддержание соотношения активный ил— органические загрязнения — растворенный кислород на постоянном уровне при возрастании технологической нагрузки более чем в 2 раза.

Если, несмотря на указанные технологические приемы, в результате дальнейшего увеличения притока сточ ных вод возросшие окислительные потребности процесса не обеспечиваются (что может быть установлено показаниями измерительных приборов, например датчиком концентрации раст воренного кислорода, установленном в критических точках устройства), производят включение воздухонагнетателя 23 периодического действия, аналогично воздухонагнетателю 22 периодического действия, с той лишь разницей, что интенсивность управляющего воздействия на процесс соответственно возрастает, а отношение количества иловой смеси к количеству поступающих сточных вод находится в пределах 6-10.

Целесообразно, чтобы илоуловитель

8 был оборудован подводящими желобами 30-32, тангенциально введенными в расширяющиеся книзу осадительные

10 колонны 33 — 35 с внутренними винтовыми тонкослойными насадками 36—

38, а в сборных лотках 39 и 40 илоуловителя 8 и илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка были вмонти15 рованы соответственно продольные и поперечные ламинирующие насадки

4 1 и 42. Тогда смесь активного ила и очищенной сточной жидкости по подводящим желобам 30 — 32,тангенциально

20 введенным в осадительные колонны

33 — 35, поступает в осадительные колонны, где в процессе тбнкослойного винтового движения иловой смеси сверху вниз активный ил оседает на поверхности винтовых тонкослойных насадок 36 — 38 и медленно сползает по ним в конические приямки 9 ило— уловителя 8, а осветленная жидкость выходя через нижнюю часть осадитель30 ных колонн, проходит через продольные ламинирующие насадки 41. и поступает в сборный лоток 39 илоуловителя и далее — за пределы сооружения.Это позволяет уменьшить гидравлическую

З нагрузку на поперечное сечение проточной части илоуловителя 8 за счет сокращения транзитного расхода осветленной воды, обеспечить наиболее полное задержание как крупных, так и

40 мелких фракций хлопьев активного ила, что делает работу илоуловителя

8 практически не зависящей от коле.баний притока сточных вод и позволяет свести к минимуму размеры вторич45 ного отстойника 57, а в. отдельных случаях совсем отказаться от него.

Поперечные ламинирующие насадки 42, смонтированные в сборных лотках 40 илоуплотнителя 25 со взвешенным сло50 ем осадка, исключают возможность образования поперечных токов иловой среды, снижающих эффект осветления во взвешенном слое, в результате чего концентрация активного ила в

55 реактиваторе 12 увеличивается, например до 12-15 г/л.

Целесообразно, чтобы основные и дополнительные прямоточные рециркуляционные камеры 15 и 16 и пооти7 13 воточные камеры 19 и 20 были выполнены переменного сечения с расширяющимися верхними частями 43 и нижними частями 44, соединенными средними частями 45 критического сечения.

При этом возрастает амплитуда колебаний рабочего уровня иловой смеси в прямоточных рециркуляционных камерах 15 и 16, что соответственно увеличивает управляющее действие дополнительной прямоточной рециркуляционной камеры 16, кроме того, гидравлически благоприятные очертания поперечного сечения рециркуляционных камер увеличивают их эрлифтный эффект, а расширяющиеся нижние части противоточных камер 19 и 20 позволяют более полно растворять кислород из пузырьков различного диаметра. Таким образом, более крупные пузырьки будут витать в области критического сечения, переходя по мере уменьшения диаметр в, вследствие дробления или убыли кислорода, в расширяющуюся нижнюю часть.

Желательно, чтобы мелкопузырчатые диспергаторы 46 основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 были присоединены к источнику 47 технического кислорода или воздуха, обогащенного техническим кислородом.

Такой технологический прием, помимо увеличения количества растворимого кислорода в иловой среде и возможности вследствие этого очистки высококонцентрированных сточных вод,снижает противодействие основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 эрлифтному действию основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камер 15 и 16, так как расход технического кислорода через мелкопузырчатые диспергаторы 46 по меньшей мере в 3-5 раз меньше расхода воздуха при достижении аналогичного окислительного эффекта. Кроме того, постоянное или периодическое использование технического кислорода в устройстве сокращает прирост активного ила и улучшает его седиментационые свойства.

Желательно, чтобы устройство было снабжено отделением 48 предварительного обескислороживания иловой среды выделенным в конце обратного смесительного коридора 7 не доходящей до дна корпуса аэротенка поперечной пе:регородкой 49, с лотком 50 поступаю68269 щих сточных вод. Это обеспечивает предварительное кратковременное снижение концентрации растворенного кислорода в иловой смеси, что позволяет более полно использовать кислород воздуха или технический кислород.

Таким образом, при происхождении

1р жидкости через сооружение процесс растворения .кислорода интенсифицируется за счет высоких скоростей его потребления. Активные микроорганизмы, содержащиеся в рециркуляционной ило-.

15 вой среде, получают дополнительную

° нагрузку в виде части поступающих сточных вод, стимулируя при этом процесс растворения кислорода. В период увеличенных нагрузок на сооружение

20 скорость потребления кислорода значительно вышее, чем в среднем по сооружению, что позволяет снять пиковые нагрузки, обеспечивает стабильность работы и сокращает общее вре2б мя аэрации сточных вод. В результате работы управляемой системы аэ- рации, а следовательно прямоточных рециркуляционных и противоточных камер, происходит выравнивание нагрузЗО ки на ил по длине аэротенка.Причем, изменяя количество рециркулирующей иловой смеси в зависимости от нагрузки на ил, возникает возможность управления процессом биохимического окисления загрязнений, при этом аэрация постоянного действия рассчитывается на минимальную нагрузку,а аэрация периодического действия — на максимальную,что существенно снижает

4р эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Конструкция предлагаемого устройства предусматривает использование новых технологических элементов,та45 ких как основная и дополнительная прямоточные рециркуляционные камеры, основная и дополнйтельная противоточные камеры, оборудованные мелкопузырчатымн диспергаторами, присоеrp диненными к воздухонагнетателям постоянного и периодического действия, илоуплотнитель со взвешенным слоем осадка и отделением деаэрации иловой смеси, осадительные колонны с внут55 ренними винтовыми тонкослойными насадками, продольные и поперечные ламинирующие насадки в сборных лотках илоуловителя и илоуплотнителя, отделение предварительного обескислоро13682 живания иловой среды, мелкопузырчатые диспергаторы противоточных камер присоединенные к источнику технического кислорода или воздуха обогащенЭ

5 ного техническим кислородом.

Формула из обретения

1. Устройство для очистки сточных вод, содержащее прямоугольный корпус аэротенка, разделенный продольными и поперечными перегородками на прямой и обратный смесительные коридоры, илоуловитель со сборными лотками и эрлифтами, присоединенными к илоотводному лотку, реактиватор, прямоточную рециркуляционную камеру, расположенную в конце обратного смесительного коридора, и мелкопузырчатые диспергаторы,соединенные с воздухонагнетателями постоянного и переменного действия, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективности использования кислорода путем 25 регулирования концентрации активного ила, оно снабжено дополнительной прямоточной рециркуляционной камерой, расположенной в конце прямого смесительного коридора, основной и дополнительной противоточными в начале прямого и обратного смесительных коридоров камерами с мелкопузырчатыми диспергаторами периодического действия, при этом в продольной перегородке выполнены водосливы,сообщающие

35 прямоточные и противоточные камеры, илоотводный лоток снабжен .;регулируемыми порогом и присоединен к дополнительной прямоточной рециркуляционной камере, устройство также снабжено не доходящей до дна корпуса аэротен-

69 10 ка поперечной перегородкой и наклонной под углом к дну корпуса аэротенка перегородкой с образованием илоуплотнителя и отделения деаэрации иловой смеси, при этом илоуплотнитель снабжен продольными сборными лотками.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что илоуловитель снабжен осадительными колоннами с внутренними винтовыми тонкослойными насадками.

3. Устройство по п. 1, о т л и-ч а ю щ е е с,я тем,что илоуловитель снабжен подводящими желобами,тангенциально прикрепленными к верхней части осадительных колонн, а сборные лотки илоуловителя и илоуплотнителя снабжены ламинирующими насадками.

4. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем,что основные и дополнительные -прямоточные и противоточные камеры выполнены переменного сечения с расширяющимися верхними и нижними частями, соединенными средними частями критического сечения.

5. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем,что мелкопузырчатые,диспергаторы .основной и дополнительной противоточных камер присоединены к источнику технического кислорода или воздуха, обогащенного техническим кислородом.

6. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что оно снабжено не доходящей до дна корпуса аэротенка поперечной перегородкой с образованием отделения предварительного обескислороживания иловой среды, расположенного в конце обратного смесительного коридора.

1368269

- Риг. 4

1368269

В-В

Фи8. 5

Г-Г

Составитель Л. Суханова

Техред М. Ходанич

Редактор Н.Егорова

Корректор О. Кравцова

Заказ 178/20 Тираж 851

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4