Устройство для биологической очистки сточных вод

Устройство для биологической очистки сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки производственных сточных вод, содержащих в своем составе органические вещества, а также и для бытовых сточных вод. Изобретение позволяет повысить эффективность работы, устройства путем интенсификации процесса наращивания биомассы микроорганизмов за счет улучшения кислородного режима наращивания биомассы,.наиболее полного использования загрузки для размещения микроорганизмов и упрощения регенерации загрузки. Для этого биофильтр 5 выполнен плавучим, включает в-себя закрытую преаэрационная камеру 6 и короб 7 с зернистой фильтрующей загрузкой 8. Преаэрационная камера 6 взаимодействует с системой подачи сжатого воздуха посредством эжектора 14 и автоматического клапана 15. Ороситель 11 размещен над коробом 7. Биофильтр 5 размещен во входной камере 3 наращивания биомассы микроорганизмов в направляющих 20 с возможностью перемещения по вертикали. Сточная врда (СВ) из оросителя 11 выливается на верх короба 7. Проходя нагрузку 8 СВ контактирует с микроорганизмами . Из камеры 3 через придонное отверстие 19 в вертикальной перегородке 2 СВ поступает в камеру 4 очистки . Перемещение биофильтра 5 по высоте между органичителям - упорами 12 и 13 в результате прерывистой подачи сжатого воздуха на аэрацию в преаэрационную камеру 6 обеспечивает постоянное перемещение загрузки 8, т.е. ее регенерацию, что интенсифицирует процесс наращивания биомассы . 9 з.п.ф-лы 2 ил. Ј О ю ю ю 01 ел

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (st)s С 02 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747223/26 (22) 11.10.89 (46) 23.12,91.Бюл. М 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод и Надворнянский нефтеперерабатывающий завод им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.Л.Тамарин, B.M.Хват, Н.С.Горбань, А.M.Ëîïèí, В.М.Дутчак и Б.M.Ïîëàòàéêî (53) 628.356 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 983077, кл. С 02 F 3/02, 198-1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к бйологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки производственных сточных вод, содержащих в своем составе органические вещества, а также и для бытовых сточных вод. Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства путем интенсификации процесса наращивания биомассы микроорганизмов за счет улучшения кислородного режима наращивания биомассы,.наиболее

Изобретение относится к устройствам биологической очистки сточных вод и может быть использовано для очистки производственных сточных вод, содержащих в своем

> составе органические вещества, а также и для бытовых сточных вод.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства путем интенсификации процесса наращивания биомассы полного использования загрузки для размещения микроорганизмов и упрощения регенерации загрузки. Для этого биофильтр 5 выполнен плавучим, включает е себя закрытую преаэрационная камеру 6 и короб 7 с зернистой фильтрующей загрузкой 8. Преаэрационная камера 6 взаимодействует с системой подачи сжатого воздуха посредством эжектора 14 и автоматического клапана

15. Ороситель 11 размещен над коробом 7, Биофильтр 5 размещен во входной камере 3 наращивани биомассы микроорганизмов в направляющих 20 с возможностью перемещения по вертикали. Сточная вода (СВ) из оросителя 11 выливается на верх короба 7.

Проходя нагрузку 8 СВ контактирует с микроорганизмами. Из камеры 3 через придонное отверстие 19 в вертикальной перегородке 2 СВ поступает в камеру 4 очистки. Перемещение биофильтра 5 по высоте между органичителям — упорами 12 и 13 в результате прерывистой подачи сжатого воздуха на аэрацию в преаэрационную камеру б обеспечивает постоянное перемещение загрузки 8, т.е. ее регенерацию, что интенсифицирует процесс наращивания биомассы. 9 з.п.ф-лы 2 ил. микроорганизмов за счет улучшения кислородного режима наращивания биомассы, наиболее полного использования загрузки для размещения микроорганизмов и упрощения регенерации загрузки.

На фиг,1 изображено устройство для биологической очистки сточных вод, продольный разрез.

На фиг.2 — то же, вид в плане.

1699955

Устройство для биологической очистки сточных вод включает корпус 1, разделенный вертикальной перегородкой 2 на соединенные между собой входную камеру 3 наращивания биомассы микроорганизмов и камеру 4 очистки, биофильтр 5, включающий преаэрационную камеру 6 и короб 7 с фильтрующей загрузкой 8, аэраторы 9 и 10 для насыщения обрабатываемой воды кислородом, ороситель 11, датчик 12 нижнего положения и датчик 13 верхнего положения ,биофильтра 5, эжектор 14, автоматический клапан 15, трубопровод 16 подачи и трубопровод 17 отвода сточных вод и трубопровод

18 подвода сжатого воздух, соединенный с системой подачи воздуха (на чертеже не показана).

Вертикальная перегородка 2 выполнена нефильтрующейся и имеет в придонной части отверстие 19, соединяющее камеру 3 с камерой 4.

Аэраторы 9 и 10 выполнены в виде перфорированных труб, размещенных в придонной части камер 3 и.4. Дно камеры 3 выполнено с уклоном к вертикальной перегородке 2. Камера 3 имеет направляющие

20. В камере 4 перед входным концом трубопровода 17 отвода сточных вод, присоединенного к этой камере 4, размещен приемный лоток 21, Биофильтр 5 выполнен плавучим и разМещен в камере 3 в направляющих 20 с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали. ПреаэрационНая камера 6 выполнена закрытой сверху, t..е. верх этой камеры 6 выполнен в виде

Съемной установленной с уплотнением крышки 22, снабженной патрубком 23 для присоединения гибкого трубопровода 24. В приданной части преаэрационная камера 6 имеет отверстие в виде патрубка 25. Преаэрационная камера 6 снабжена прикрепленным к ее нижней части поплавком 26.

Снаружи по периметру к преаэрационной камере 6 прикреплен перфорированной короб 7, в котором загрузка 8 размещена насыпью. Короб 7 выполнен в виде сьемных секций, Преаэрационная камера 6 выполнена в виде цилиндра, а короб 7 выполнен в виде коаксиального этой камере 6 тороида.

Загрузка 8 для размещения микроорганизмов выполнена из материала с удельным весом менее единицы, например, из зернистого пенополиуретана, полистирола и др.

Аэратор 9 камеры 3 наращивания биомассы присоединен посредством автоматического клапана 15 к диффузору эжектора

14. К всасывающему патрубку 27 этого эжек30

40 духа эжектор 14 присоединен посредством вентиля 34, Устройство для биологической очистки сточных вод работает следующим образом.

45 Через открытый вентиль 32 сточная вода из трубопровода 16 по трубопроводу 31 поступает в ороситель 11, Выходя из отверстий оросителя 11, вода выливается на верх короба 7 и через его перфорацию поступает

50 во внутрь короба 7, орошая загрузку 8. Проходя загрузку 8, сточная вода контактирует с микроорганизмами, размещенными на этой загрузке. При контакте с микроорганизмами и роисходит деструкция органиче55 ских компонентов сточной воды в процессе жизнедеятельности азробной микрофлоры, закрепленной на загрузке 8.

В процессе работы биофильтра 5 его вертикальное перемещение вызывает перемещение частиц загрузки 8 друг относитель5

25 тора 14 присоединен гибкий трубопровод

24, который другим концом присоединен с патрубку 23 крышки 22 преаэрационной камеры 6. Входной патрубок 28 эжектора 14 присоединен с трубопроводу 18 подвода сжатого воздуха. Аэратор 10 к трубопроводу

18 присоединен посредством вентиля 29 регулирования подачи сжатого воздуха в камеру 4 очистки через этот аэратор 10.

Ороситель 11 размещен над биофильтром 6 таким образом, что выходные отверстия оросителя 11 расположены над коробом 7. Предпочтительно для простоты регулирования настройки работы оросителя

11 устанавливать его на стойках 30 биофильтра 5 с возможностью изменения высоты установки оросителя 11 относительно верхней поверхности короба 7. Гибким трубопроводом 31 ороситель 11 соединен с трубопроводом 16 подачи сточнь х вод посредством вентиля 32 регулирования подачи сточных вод в ороситель 11.

Датчик 12 нижнего положения и датчик

13 верхнего поло>кения биофильтра 5 установлен так, что сигнализируют о соответствующем положения биофильтра 5 относительно корпуса 1. Датчики 12 и 13 могут одновремено выполнять функции упоров-ограничителей и перемещения биофильтра 5 по направляющим 20 в нижнем и верхнем направлении. Для выполнения и этой функции упоров-ограничителей датчики 12 и 13 устанавливают на одной из направляющих 20. В зависимости от типа используемых датчиков 12 и 13 и автоматического клапана 15 датчики 12 и 13 или электрически соединены с блоком 33 управления клапаном 15, или механически соединены с его приводом.

К трубопроводу 18 подвода сжатого воз99955

20

35

50

5 16 но друга, что облегчает доступ атмосферного,и растворенного кислорода и питательного субстрата (сточной жидкости) к микроорганизмам, размещенным во всей толще загрузки 8, а также проникновение самих микроорганизмов внутрь слоя загрузки 8, что приводит к максимальному использованию поверхности загрузки 8 в качестве носителя микрофлоры. Благодаря действию вышеуказанных благоприятных факторов интенсифицируется процесс наращивания биомассы в слое загрузки 8. Вследствие перемещения частиц загрузки 8 часть биопленки . постоянно отделяется с поверхности носителя и поступает в камеру

3 наращивания биомассы, поддерживая высокую концентрацию активного ила в камере. Таким образом, в результате работы устройства обеспечивается быстрая адаптация микроорганизмов (за счет увеличения биомассы и благоприятных условий для ее жизнедеятельности) к токсичным компонентам сточной воды, интенсифицируется процесс очистки, снижается влияние залповых выбросов на работу этого устройства, а также комплекса последующих сооружений в цепи очистки сточных вод. Прошедшая предварительную биологическую фильтрацию на биофильтре 5 сточная вода поступает во входную камеру 3 наращивания биомассы микроорганизмов. В камеру 3 из аэратора 9 поступает сжатый воздух, насыщая кислородом обрабатываемую сточную воду.

Из камеры 3 через приданное отверстие

19 е вертикальной перегородке 2 обрабатываемая сточная вода вместе с активным илом поступает в камеру 4 очистки. В придонную часть камеры 4 аэратором 10 подают сжатый воздух для создания необходимого кислородного режима в камере 4. В результате того, что микрофлора поступающего.из камеры 3 активного ила адаптирована к обрабатываемой сточной воде, процесс очистки в камере 4 также интенсифицируется.

Прошедшая обработку вода попадает в приемный лоток 21, а из него поступает в трубопровод 17 и идет на дальнейшую обработку.

Из трубопровода 18 при открытом вентиле 29 сжатый воздух поступает в аэратор

10, - Одновременно из трубопровода 18 через входной патрубок 28 сжатый воздух поступает в эжектор 14. При открытом автоматическом клапане 15 сжатый воздух из эжектора 14 поступает в аэратор 9 камеры 3, Сжатый воздух, проходя диффузию эжектора 14 через всасывающий патрубок

27 и соединенный с,ним трубопровод 24, прикрепленный к патрубку 23 крышки 22 преаэрационной камеры 6, подсасывает воздух из преаэрационной камеры 6. Это приводит к созданию разряжения в преаэрационной камере. Вода из камеры 3 поступает в камеру 6 за счет разности давления внутри и снаружи преаэрационной камеры 6. Жидкость, поступающая в камеру 6, увеличивает вес биофильтра и последний постепенно погружается в воду в камере 3. Фильтрующая загрузка 8 в коробе

7 поднимающимся уровнем воды в коробе 7 оттесняется вверх, но так как она сверху удерживается верхней сетчатой (перфорированной) плоскостью короба 7, то загрузка постепенно, с погружением короба, самоуплотняется, Биофильтр 5 перемещается вниз по направляющим 20. При достижении биофильтром 5 датчика 12 нижнего положения перемещение вниз биофильтра 5 прекращается, так как датчик 12 выполняет одновременно функцию упора, т.е. ограничивает перемещения вниз биофильтра 5. Сигнал с датчика 12 поступает в блок 33 уп давления

По команде блока 33 при достижении биофильтром 5 нижнего положения автоматический клапан 15 закрывается. При закрытии клапана 15 прекращается подача

30 сжатого воздуха в аэратор 9, а поступающий в эжектор 14 сжатый воздух в 3TQM случае устремляется в его всасывающий патрубок

27. Далее сжатый воздух по трубопроводу

24 через патрубок 23 начинает поступать в верхнюю полость преаэрационной камеры

6, создавая в ней повышенное давление. С ростом давления растворимость кислорода воздуха в воде увеличивается, что обеспечивает проедварительную аэрацию сточной жидкости в преаэрационной камере 6, Далее, под действием возросшего давления, сточная вода, обогащенная растворенным ° кислородом, вытесняется через патрубок 25 из преаэрационной камеры 6 в камеру 3, где смешиваясь под действием сжатого воздуха с остальной сточной жидкос,ью в камере 3, очищается, контактируя с микроорганизмами, закрепленными на поверхности загрузки и активного ила, т,е. микроорганизмами, отторгаемыми с поверхности загрузки в процессе наращивания биомассы. В преаэрационной камере 6 также происходит очистка сточной жидкости, так как поступающая туда жидкость содержит микрооргаHM3Mbl в виде активного ила, свободно плавающего в камере 3.

Освобождение камеры 6 от воды и заполнения ее воздухом облегчает камеру 6, что приводит к всплыванию биофильтра 5 под действием поплавка 26. Следствием этого является постепенное перемещение биофильтра 5 по направляющим 20 вверх до достижения им датчика 13 верхнего положения, т.е. верхнего упора ограничителя движения в верхнем направлении. При 5 достижении этого датчика 13 сигнал от него поступает в блок 33, которым передается команда на открытие автоматического клапана 5. Клапан 5 открывается и сжатый воз 1ух вновь поступает в аэратор 9, а через 10 всасывающий патрубок 27 воздух вновь начинает отсасываться из преаэрационной каМеры. 6,- которая. вновь начинает

Заполняться через патрубки 25 водой и биофильтр 5 перемещается вниз. При этих пе- 15 емещениях вверх и вниз частицы загрузки перемещаются друг относительно друга, что, с одной стороны, облегчает свободный доступ растворенного в воде и атмосферного кислорода, а также питательного субстра- 20 а (органических компонентов сточной жидкости) к микроорганизмам, размещенным во всем слое загрузки 8, что значительно интенсифицирует процесс наращивания биомассы, с другой стороны, за счет трения 25 частиц загрузки 8 друг о друга и о стенки короба 7 происходит постоянная частичная фегенерация загрузки, так как избыточная биомасса отделяется с поверхности носителя и поступает в камеру 3, где в виде актив- 30 його ила принимает участие в дальнейшей чистке сточной воды.

Вентилем 32 регулируют расход сточной воды, подаваемой в ороситель 11, т.е, на бработку в устройство для биологической 35 ч истки сточ н ы х вод.

Изменяя положение оросителя 11 на стойках 30, устанавливают оптимальное расстояние между оросителем 11 и верхней

Сетчатой (перфорированной) поверхностью короба 7, обеспечивая равномерное орошение сточной водой всей поверхности, т.е. . обеспечивая равномерный по площади ввод сточной воды в загрузку 8.

Изменяя положение датчиков 12 и 13 на направляющих 20, регулируют величину возвратно-поступательного хода биофильтра 5 по вертикали, обеспечивая наиболее благоприятные условия для регенерирования загрузки 8.

Регулируя режим погружения фильтру ющей загрузки в воду, устанавливают наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Вентилем 29 регулируют и устанавливак)т оптимальный расход сжатого воздуха, поступающего через аэратор 10 в камеру 4, вентилем 34 регулируют расход сжатого воздуха, поступающего в эжектор 14, Выполнение короба 7 секционным обеспечивает воэможность периодически извлекать отдельные секции короба 7 для профилактики и замены загрузки 8, что упрощает эксплуатацию устройства и повышает в итоге эффективности его работы.

Устройство для биологической очистки сточных вод обеспечивает достижение следующего положительного эффекта: обеспечиваются более благоприятный кислородный режим для иммобилизованный микроорганизмов и ускоренное наращивание их биомассы, вследствие чего значительно сокращается пусковой период этого предложенного устройства; повышается устойчивость работы устройства и к экстремальным условиям {залповым сбросам), так как обеспечивается быстрое восстановление биохимического потенциала устройства при нарушении режима эксплуатации, а также эа счет имеющегося частичного очищения загрузки в процессе эксплуатации; практически исключается остановка устройства на замену фильтрующей загрузки, так как обеспечивается непрерывная эксплуатация периодической заменой отдельных секций короба по мере необходимости; значительно облегчен доступ питания и кислорода к микроорганизмам в толще слоя загрузки; простота эксплуатации устройства, так как процесс частичной регенерации загрузки автоматизирован путем осуществления автоматического возвратно-поступательного движения биофильтра; повышена полнота использования загрузки путем ее измельчения, размещения в коробе без уплотнения, насыпью, свободного перемещения частиц-зерен этой загрузки относительно друг друга, биологической фильтрации сточной воды сверху вниз, а подачи воздуха снизу вверх, постоянным движением короба между ограничителямиупорами по высоте, что постоянно вынуждает перемещаться всю массу загрузки; использование эжектора позволяет управлять скоростью вертикального перемещения биофильтра, регулируя степень разрежения-сжатия воздуха в преаэрационной камере эа счет изменения давления в трубопроводе сжатого воздуха с помощью автоматического клапана. Это дает возможность повысить эффективность воздействия на биологические процессы, протекающие в слое загруки, и таким образом, повысить эффективность управления процессом биохимический очистки сточных вод.

99955

5

20

9 16

Устройство конструктивно не является сложным в изготовлении и обслуживании при эксплуатации, так как отсутствуют сложные энергоемкие механизмы, может быть использовано для любого расхода подлежащих обработке сточных вод, поэтому может найти применение как на предприятиях с большим расходом сточных вод, так и с малым. Требует для эксплуатации минимальный расход энергии. Может быть использовано как для промышленных предприятий, так и в коммунальном хозяйстве населенных мест, Ф о р мул а из об рета н и я

1. Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее корпус, разделенный вертикальной перегородкой на соединенные между собой камеру наращивания микроорганизмов и камеру биологической очистки, биофильтр с фильтрующей зернистой загрузкой из материала с удельным весом менее единицы и размещенными на загрузке микроорганизмами, аэраторы для насыщения воды кислородом, трубопроводы подачи и отвода сточных вод и систему подачи воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективно-. сти работы устройства путем итенсификации процесса наращивания биомассы микроорганизмов за счет улучшения кислородного режима наращивания биомассы, наиболее полного использования поверхности загрузки для размещения микроорганизмов и упрощения регенерации загрузки, оно снабжено оросителем, эжектором и упорами верхнего и нижнего положения биофильтра, вертикальная перегородка выполнена водонепроницаемой с отверстием в придонной части, соединяющим камеры, биофильтр выполнен плавучим, размещен в камере наращивания микроорганизмов и снабжен направляющими, в которых установлен с возможностью перемещения по вертикали, биофильтр также с ;абжен закрытой сверху преаэрационной камерой с отверстием в придонной части и прикрепленной к ней перфорированным коробом для размещения загрузки, аэратор в камере наращивания микроорганизмов присоединен к диффузору эжектора, к всасывающему патрубку последнего присоединена преаэрационная камера, а входным патрубком эжектор соединен с системой подачи сжатого воздуха, к которой присоединен аэратор камеры очистки, при этом ороситель соединен с трубопроводом подачи сточной воды и размещен своими выходными отверстиями над коробом, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что дно камеры наращивания биомассы расположено с уклоном к вертикальной перегородке, 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что аэраторы камеры наращивания биомассы и камеры очистки выполнены из перфорированных труб, размещенных в придонной части этих камер, 4, Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что камера очистки снабжена приемным лотком, размещенным перед входным концом трубопровода отвода сточных вод.

5. Устройство по пп.1-4, о т а и ч а ющ е е с я тем, что преаэрационная камера снабжена прикрепленными к ее нижней части поплавком, 6. Устройство по пп.1-5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в коробе фильтрующая загрузка размещена насыпью.

7. Устройство по пп.1-6, о т л и ч à ющ е е с я тем, что верх преаэрационной камеры выполнен в виде съемной установленной с уплотнением крышки, снабженной патрубком и гибким трубопроводом, присоединенными к всасывающему патрубку эжектора.

8. Устройство по пп.1-7, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что короб выполнен из съемных секций.

9. Устройство по пп.1-8, о тл и ч а е-щ е е с я тем, что ороситель закреплен на биофильтре и гибким трубопроводом соединен с трубопроводом подачи сточной воды.

10. Устройство по пп,1-С, о т л и ч а ющ е е с я тем, что преаэрационная камера выполнена в виде цилиндра, а короб выполнен в виде коаксиального этой камере тороида.

1699955

Редактор А.Зробок Заказ 4438 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 т

Сл алж

&затух

Смащ дозах

Составитель Л.Суханова

Техред M,Моргентал Корректор Я. Кучерявая,